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DE102015210569A1 - Increasing the reactivity of isocyanate adhesives by amine / ammonium compounds - Google Patents

Increasing the reactivity of isocyanate adhesives by amine / ammonium compounds Download PDF

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DE102015210569A1
DE102015210569A1 DE102015210569.5A DE102015210569A DE102015210569A1 DE 102015210569 A1 DE102015210569 A1 DE 102015210569A1 DE 102015210569 A DE102015210569 A DE 102015210569A DE 102015210569 A1 DE102015210569 A1 DE 102015210569A1
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DE
Germany
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wood
ammonium
binder system
group
Prior art date
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DE102015210569.5A
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German (de)
Inventor
Dr. Mai Carsten
Sascha Brinker
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Georg August Universitaet Goettingen
Original Assignee
Georg August Universitaet Goettingen
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    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffen, umfassend die Schritte, bevorzugt bestehend aus den Schritten: (i) Bereitstellen von Lignocellulose-enthaltendem Material, enthaltend 5–40 Gew.-% Lignine und 15–95 Gew.-% Holocellulose; (ii) In-Kontakt-Bringen des Materials aus Schritt (i) mit einem Bindemittelsystem, umfassend mindestens die folgenden Komponenten: (a) mindestens eine Isocyanatgruppen-enthaltende Komponente, (b) mindestens eine Komponente, die nicht in situ aus der mindestens einen Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente erzeugt wird, und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak; Verbindungen mit einer primären Aminogruppe; NH4 +-Salzen; und primären Ammoniumsalzen, wobei die primären Ammoniumsalze keine Ammoniumsalze der dithionigen Säure sind, (c) optional Lignine und/oder Tannine, und (d) optional Lösungsmittel; wobei das Bindemittelsystem die mindestens eine Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente in einer Menge von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf alle polymerisierbaren Komponenten des Bindemittelsystems, enthält; wobei nur das Lignocellulose-enthaltende Material und optional Lignine und/oder Tannine als Hydroxygruppe-enthaltende Komponente(n) in dem Verfahren verwendet werden, unter Erhalt einer Mischung; und (iii) Thermisches, thermomechanisches oder mechanisches Aushärten der Mischung aus Schritt (ii), unter Erhalt eines Holzwerkstoffs. Zudem betrifft die Erfindung einen Holzwerkstoff, hergestellt oder herstellbar durch das erfindungsgemäße Verfahren.The present invention relates to a process for producing wood-based materials, comprising the steps, preferably comprising the steps of: (i) providing lignocellulose-containing material containing 5-40% by weight of lignins and 15-95% by weight of holocellulose; (ii) contacting the material of step (i) with a binder system comprising at least the following components: (a) at least one isocyanate group-containing component, (b) at least one component not in situ from the at least one Isocyanate group-containing component is produced, and is selected from the group consisting of ammonia; Compounds having a primary amino group; NH4 + salts; and primary ammonium salts, wherein the primary ammonium salts are not ammonium salts of the dithionic acid, (c) optionally lignins and / or tannins, and (d) optionally, solvents; wherein the binder system contains the at least one isocyanate group-containing component in an amount of at least 50% by weight, based on all polymerizable components of the binder system; wherein only the lignocellulosic material and optionally lignins and / or tannins are used as the hydroxy group-containing component (s) in the process to obtain a mixture; and (iii) thermally, thermomechanically or mechanically curing the mixture of step (ii) to obtain a wood material. In addition, the invention relates to a wood material, produced or producible by the method according to the invention.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffen, insbesondere umfassend die Schritte des In-Kontakt-Bringens von Lignocellulose-enthaltendem Material mit einem Bindemittelsystem und Aushärten des Bindemittels, wobei das Lignocellulose-enthaltende Material und das Bindemittelsystem wie in den Ansprüchen definiert ist.The present invention relates to a process for the production of wood-based materials, in particular comprising the steps of contacting lignocellulose-containing material with a binder system and curing the binder, the lignocellulose-containing material and the binder system being as defined in the claims.

Stand der TechnikState of the art

In Deutschland allein werden 10,5 Mio m3/Jahr Holzwerkstoffe produziert, davon sind 53% Spanplatten, 34% Faserplatten, 11% OSB-Platten und 2% Sperrholz, d. h. dass ca. 6 Mio m3/Jahr Spanplatten in Deutschland hergestellt werden. In Europa (ohne Russland und Türkei) werden ca. 47 Mio m3/Jahr Holzwerkstoffe hergestellt, davon sind 60% Spanplatten, 23% MDF, 7% OSB, 6% Sperrholz, 4% Dämmplatten.In Germany alone 10.5 million m 3 / year of wood-based materials are produced, of which 53% are particle board, 34% fiberboard, 11% OSB board and 2% plywood, ie about 6 million m 3 / year chipboard produced in Germany , In Europe (excluding Russia and Turkey) about 47 million m 3 / year wood materials are produced, of which 60% are chipboard, 23% MDF, 7% OSB, 6% plywood, 4% insulation boards.

In der Holzwerkstoffindustrie werden zur Herstellung von Holzwerkstoffen (Faserplatten, Spanplatten, Dämmstoffe) neben Kondensationsharzen wie Harnstoff-Formaldehyd (UF), Melamin-Harnstoff-Formaldehyd (MUF) und Phenol-Formaldehyd (PF) auch Isocyanatbindemittel eingesetzt. Diese werden einerseits vor allem für den Einsatz im Feuchtbereich (z. B. Spanplatten nach EN 312-5 bzw. 7 ), andererseits auch für „formaldehydfrei” verleimte Platten verwendet. Auch bei schwer zu verleimenden Einjahrespflanzen, wie z. B. Stroh oder Bagasse, kommen sie zur Anwendung.In the wood-based panel industry, in addition to condensation resins such as urea-formaldehyde (UF), melamine-urea-formaldehyde (MUF) and phenol-formaldehyde (PF), isocyanate binders are also used for the production of wood-based materials (fiberboard, chipboards, insulating materials). On the one hand, these are mainly used in wet areas (eg particle boards after EN 312-5 or 7 ), on the other hand also used for "formaldehyde-free" glued panels. Even with hard to glue annual plants, such. As straw or bagasse, they are used.

Ein Vorteil von Isocyanatklebstoffen, d. h. Bindemitteln auf der Basis von Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponenten, wie z. B. dem polymeren Diphenylmethandiisocyanat (PMDI), ist das gute Benetzungsverhalten von Holzoberflächen und das gute Eindringvermögen im Vergleich zu wässrigen Amino- oder Phenolkondensationsharzen.An advantage of isocyanate adhesives, i. H. Binders based on isocyanate group-containing components, such as. As the polymeric diphenylmethane diisocyanate (PMDI), the good wetting behavior of wood surfaces and good penetration is compared to aqueous amino or phenol condensation resins.

Ein weiterer Vorteil von Isocyanat-Bindemitteln gegenüber Formaldehydharzen ist, dass sie keine Formaldehydemissionen haben. Zusätzlich sind sie feuchtigkeitsbeständig, somit reduziert sich der Einsatz von Paraffinen und die Produkte können sowohl im Außenbereich wie im Feuchtbereich angewendet werden.Another advantage of isocyanate binders over formaldehyde resins is that they have no formaldehyde emissions. In addition, they are moisture resistant, thus reducing the use of paraffins and the products can be used both outdoors and in the wet area.

Demgegenüber stellt die relativ geringe Reaktivität der Isocyanatklebstoffe einen großen Nachteil dar. Bei der Verwendung von PMDI als Bindemittel für die Herstellung von Holzwerkstoffen wie Span- und Faserplatten oder „Oriented Strandboards” (OSB) wird deshalb bei Verwendung von PMDI eine deutlich geringere Maschinengeschwindigkeit der Pressen gefahren. Ein Nachteil von Isocyanatharzen im Vergleich zu Formaldehydharzen sind daher die erhöhten Kosten. Zwar wird aufgrund des besseren Benetzungsverhaltens die Menge an Bindemittel bei Verwendung von Isocyanatklebstoffen verringert, insgesamt ist aber deren Einsatz immer noch teurer.In contrast, the relatively low reactivity of the isocyanate adhesives represents a major disadvantage. When using PMDI as a binder for the production of wood-based materials such as particleboard and fiberboard or "Oriented Strandboards" (OSB) is therefore when using PMDI significantly lower machine speed of the presses hazards. A disadvantage of isocyanate resins compared to formaldehyde resins are therefore the increased costs. Although the amount of binder is reduced when using isocyanate adhesives due to the better wetting behavior, but their total use is still more expensive.

Als Bindemittel für Holzwerkstoffe wird das entsprechende Isocyanat (PMDI) alleine, ohne Reaktionspartner mit Amino- oder Hydroxylgruppe eingesetzt. Das eigentliche Bindemittel nach der Aushärtung ist ein Polyadditionsprodukt, das sich aus einem Isocyanat (Di-, Polyisocyanat) und einer Aminoverbindung (Di-, Polyamin) bildet (nachfolgend dargestellt).The binder used for wood-based materials is the corresponding isocyanate (PMDI) alone, without a reaction partner having an amino or hydroxyl group. The actual binder after curing is a polyaddition product formed from an isocyanate (di-, polyisocyanate) and an amino compound (di-, polyamine) (shown below).

Da bei der Verklebung mittels Isocyanatklebstoff ausschließlich das Isocyanat eingesetzt wird, müssen daraus Aminogruppen durch Reaktion mit Wasser entstehen. Dies geschieht durch Zugabe von Wasser zum Klebstoffsystem, bzw. durch gebundenes Wasser der Holzspäne oder -fasern. Die Addition von Wasser an eine Isocyanatgruppe führt zunächst zur Bildung einer Carbaminsäuregruppe, die, aufgrund ihrer geringen Stabilität, Kohlendioxid abspaltet und so eine Aminogruppe freisetzt (nachfolgend dargestellt).Since only the isocyanate is used in the bonding by means of isocyanate adhesive, amino groups must be formed from this by reaction with water. This is done by adding water to the adhesive system, or by bound water of wood chips or fibers. The addition of water to an isocyanate group initially leads to the formation of a carbamic acid group, which, due to its low stability, splits off carbon dioxide and thus liberates an amino group (shown below).

Die nachstehend gezeigte Additionsreaktion erfordert eine relativ hohe Aktivierungsenergie, die zu einer Verlangsamung der Reaktionsgeschwindigkeit des Gesamtprozesses führt.The addition reaction shown below requires a relatively high activation energy, which leads to a slowing down of the reaction rate of the overall process.

Im Stand der Technik wird auch häufig die Verwendung von Polyurethan-Klebstoffen beschrieben. Hierbei werden Polyole mit Isocyanaten umgesetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht derartige Polyurethan-Klebstoffe nicht mit ein. Lediglich die in der Natur vorkommenden aromatischen Polyole, d. h. Lignine und Tannine, können erfindungsgemäß Polyurethanbindungen – soweit diese stabil sind unter den Härtungsbedingungen- ausbilden. Dieser Ansatz unterscheidet sich aber grundsätzlich von der üblichen Verwendung von Polyolen (d. h. Hydroxygruppen-enthaltende Komponenten) zur Bildung von Polyurethanen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit dadurch gekennzeichnet, dass nur das Lignocellulose-enthaltende Material und optional Lignine und/oder Tannine als Hydroxygruppe-enthaltende Komponente(n) in dem Verfahren verwendet bzw. eingesetzt werden. Falls ein natürliches, Lignocellulose-enthaltendes Material, außer Ligninen und Tanninen weitere Polyole enthalten würde, so wäre die Verwendungen des Materials, das diese Komponenten enthält, nicht ausgeschlossen, diese Komponenten werden aber nicht aktiv im Verfahren, z. B. bei der Bereitstellung des Lignocellulose-enthaltenden Materials oder als Teil des Bindemittelsystems, zugesetzt.The prior art also frequently describes the use of polyurethane adhesives. In this case, polyols are reacted with isocyanates. The process according to the invention does not include such polyurethane adhesives. Only the naturally occurring aromatic polyols, ie lignins and tannins, polyurethane compounds according to the invention - as far as they are stable under the curing conditions - form. However, this approach is fundamentally different from the conventional use of polyols (ie, hydroxy group-containing components) to form polyurethanes. The process according to the invention is thus characterized in that only the lignocellulose-containing material and optionally lignins and / or tannins as hydroxy-group-containing component (s) in the process used or used. If a natural, lignocellulosic material, other than lignins and tannins, would contain other polyols, the uses of the material containing these components would not be excluded, but these components will not be active in the process, e.g. In the provision of the lignocellulosic material or as part of the binder system.

Ein Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffen mit minimierter Formaldehydemission wird von der DE19522951A1 (1994) beschrieben. Hierbei werden Werkstoffteile mit einem wäßrigen formaldehydhaltigen vorkondensierten Harz imprägniert. Als Formaldehydfänger sind Ammoniumcarbonat und PMDI in einer Liste von Verbindungen erwähnt. Der Formaldehydfänger wird hierbei in kleinen Mengen von ca. 1–10 Gew.-%, bezogen auf die Festharzmenge, und nicht als Bindemittel, eingesetzt. Um die Wirkung des Formaldehydfängers sicherzustellen, fügt man vorzugsweise einen Katalysator zu, der in der Lage ist, die thermische Zersetzung des Formaldehydfängers und/oder die Entfernung des freigesetzten Formaldehyds zu erleichtern und/oder das Aushärten des Formaldehydharzes zu beschleunigen. Geeignete Katalysatoren sind Ammoniumsalze, wie beispielsweise Ammoniumchlorid oder -sulfat oder Lewis-Säuren, u. a. bekannte, hierfür geeignete Katalysatoren. Die Verwendung von reaktiven -NH2 oder -NH3-Gruppen zur Aktivierung eines Isocyanat-Bindemittels, das in wesentlich größeren Mengen als ein Formaldehydfänger eingesetzt wird, ist nicht beschrieben.A process for producing composites with minimized formaldehyde emission is disclosed by US Pat DE19522951A1 (1994). Here, material parts are impregnated with an aqueous formaldehyde-containing precondensed resin. As formaldehyde scavengers, ammonium carbonate and PMDI are mentioned in a list of compounds. The formaldehyde scavenger is used in small amounts of about 1-10 wt .-%, based on the amount of solid resin, and not as a binder. To ensure the action of the formaldehyde scavenger, it is preferable to add a catalyst capable of facilitating the thermal decomposition of the formaldehyde scavenger and / or the removal of the released formaldehyde and / or accelerating the curing of the formaldehyde resin. Suitable catalysts are ammonium salts, such as ammonium chloride or sulfate or Lewis acids, including known, suitable catalysts. The use of reactive -NH 2 or -NH 3 groups to activate an isocyanate binder which is used in substantially larger quantities than a formaldehyde scavenger is not described.

DE10356767A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Platten und Formkörpern auf Basis von Polyurethanbindemitteln. Für die Vernetzung des Polyurethangerüstes (inklusive Polyisocyanaten) kann auch die Trimerisierungsreaktion der Isocyanatgruppen mit sich selbst bzw. mit Urethan und Harnstoffgruppen zu Allophanat- bzw. Biuret-Gruppen erfolgen. Hierzu können Trimerisierungskatalysatoren verwendet werden, wie z. B. wird DABCO TMR-2 der Firma Air Products genannt, wobei es sich um in Ethylenglykol gelöste substituierte quaternäre Ammoniumsalze, ohne reaktive -NH2 oder -NH3-Gruppen, handelt. Diese-NH2 (primäres Amin) oder -NH3(Ammonium)-Gruppen sind jedoch zur beschleunigten Aushärtung der Isocyanatgruppen-enthaltende Komponente gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung notwendig. DE10356767A1 describes a process for the production of boards and moldings based on polyurethane binders. For the crosslinking of the polyurethane backbone (including polyisocyanates), the trimerization reaction of the isocyanate groups with itself or with urethane and urea groups can also be carried out to allophanate or biuret groups. For this purpose, trimerization catalysts can be used, such as. For example, DABCO TMR-2 is named Air Products, which are substituted quaternary ammonium salts dissolved in ethylene glycol, without reactive -NH 2 or -NH 3 groups. However, these -NH 2 (primary amine) or -NH 3 (ammonium) groups are necessary for accelerated curing of the isocyanate group-containing component according to the method of the present invention.

DE2711958A1 (1977) beschreibt ein Verfahren zur Bindung oder Imprägnierung lignocellulosehaltiger Rohstoffe, mittels Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanaten. Beim Verfahren können auch Katalysatoren mitverwendet werden, z. B. tertiäre Amine wie Triethylenamin, sekundäre Amine wie Dimethylamin, Metallverbindungen wie Zinn(II)-acetat oder auch stickstoffhaltige Basen wie Tetraalkylammoniumhydroxide oder Alkalihydroxide (NaOH..). Diese Polyisocyanatgemische können auch in Verbindung mit üblichen Bindemitteln wie formaldehydhaltigen Bindemitteln oder Sulfitablaugen oder Tannine verwendet werden. Das Verfahren kann zur Herstellung von Holzwerkstoffen verwendet werden. Wie bei der DE10356767A1 , ist auch in der DE2711958A1 keine Verwendung von -NH2 oder -NH3-Gruppen beschrieben. DE2711958A1 (1977) describes a process for binding or impregnating lignocellulose-containing raw materials by means of polyphenyl polymethylene polyisocyanates. In the process, catalysts can also be used, for. As tertiary amines such as triethyleneamine, secondary amines such as dimethylamine, metal compounds such as tin (II) acetate or nitrogen-containing bases such as tetraalkylammonium or alkali metal hydroxides (NaOH ..). These polyisocyanate mixtures can also be used in conjunction with customary binders, such as formaldehyde-containing binders or sulfite waste liquors or tannins. The method can be used for the production of wood-based materials. As with the DE10356767A1 , is also in the DE2711958A1 no use of -NH 2 or -NH 3 groups described.

EP2062708 A2 beschreibt ein Verfahren zur Verminderung der Emission von gesättigten und ungesättigten Aldehyden aus Holzwerkstoffen. Die Aufgabe war es, Additive bereit zu stellen, zur Reduktion von Emissionen von VOCs und Formaldehyd. EP2062708 A2 describes a method for reducing the emission of saturated and unsaturated aldehydes from wood-based materials. The task was to provide additives to reduce emissions of VOCs and formaldehyde.

Dabei handelt es sich um Reduktionsmittel wie z. B. Formamidinsulfinsäure, Salze von H2S2O4 (thionige Säure), wie z. B. Natriumdithionit, Ammoniumdithionit und Zinkthionit. Um den pH-Wert zu erhöhen wird u. a. Ammoniumhydroxid verwendet. Das erfindungsgemäße Verfahren basierend auf der Kombination einer Isocyanatgruppen-enthaltende Komponente (als der Hauptkomponente des Bindemittelsystems mit mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf die polymerisierbaren Komponenten) mit einer Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak; Verbindungen mit einer primären Aminogruppe; NH4 +-Salzen; und primären Ammoniumsalzen zum Erreichen einer beschleunigten Bindemittelaushärtung ist nicht beschrieben. Die Verwendung von Reduktionsmittel, insbesondere Salzen der dithionigen Säure ist im erfindungsgemäßen Verfahren weder notwendig noch wünschenswert. Insbesondere kann die Verwendung von Salzen der dithionigen Säure (MS2O4, wobei M für ein Metall oder Ammonium steht) zu der Bildung von unerwünschten, insbesondere korrosiven, Schwefelprodukten wie SO2 oder schwefeliger Säure führen. Auch sind Oxidationsmittel im erfindungsgemäßen Verfahren weder notwendig noch wünschenswert.These are reducing agents such. B. Formamidinsulfinsäure, salts of H 2 S 2 O 4 (thionic acid), such as. For example, sodium dithionite, ammonium dithionite and Zinkthionit. Ammonium hydroxide is used to increase the pH. The process of the present invention based on the combination of an isocyanate group-containing component (as the main component of the binder system having at least 50% by weight based on the polymerizable components) with a component selected from the group consisting of ammonia; Compounds having a primary amino group; NH 4 + salts; and primary ammonium salts to achieve accelerated binder cure is not described. The use of reducing agents, in particular salts of dithionic acid, is neither necessary nor desirable in the process according to the invention. In particular, the use of salts of dithionic acid (MS 2 O 4 , where M is a metal or ammonium) can lead to the formation of undesirable, especially corrosive, sulfur products such as SO 2 or sulfurous acid. Oxidizing agents are neither necessary nor desirable in the process according to the invention.

EP2193899A1 und EP2644340A1 beschreiben die Verwendung von u. a. Ammoniumpersulfat als oxidativen Additionsmittel zur Reduktion der Emissionen von VOCs und Formaldehyd bei der Herstellung von Holzwerkstoffen. Zusätzlich werden auch Thionige-Salze als Reduktionsmittel beansprucht. Eine Anwendung zur beschleunigten Produktion von Holzwerkstoffen wird nicht beschrieben. Die Verwendung von Reduktionsmitteln oder Schwefel-enthaltende Verbindungen im Allgemeinen, insbesondere Salze der dithionigen Säure, Formamidinsulfinsäure oder eine Kombination aus Hydrogensulfitsalz und Sulfitsalz ist im erfindungsgemäßen Verfahren weder notwendig noch wünschenswert. Obwohl EP2062708 A2 , EP2193899A1 und EP2644340A1 eine Vielzahl von Klebstoffen offenbart, darunter auch Klebstoffe auf der Basis von PMDI, so offenbaren die Dokumente weder die Verwendung eines Klebstoffs mit mindestens 50 Gew.-% PMDI, noch einen Klebstoff, der explizit keine Hydroxygruppe-enthaltende Komponente enthält. Diese Hydroxygruppe-enthaltende Komponente (z. B. ein Polyol) ist üblich bei der Aushärtung der Klebstoffe zu Polyurethanen. EP2193899A1 and EP2644340A1 describe the use of, inter alia, ammonium persulfate as an oxidative addition agent for reducing emissions of VOCs and formaldehyde in the manufacture of wood-based materials. In addition, thionous salts are claimed as reducing agents. An application for accelerated production of wood materials is not described. The use of reducing agents or sulfur-containing compounds in general, in particular salts of dithionic acid, formamidinesulfinic acid or a combination of bisulfite salt and sulfite salt is neither necessary nor desirable in the process according to the invention. Even though EP2062708 A2 . EP2193899A1 and EP2644340A1 disclosed a variety of adhesives, including adhesives based on PMDI, as the disclose Neither the use of an adhesive with at least 50 wt .-% PMDI, nor an adhesive that explicitly contains no hydroxy group-containing component. This hydroxy group-containing component (eg, a polyol) is common in curing the adhesives to polyurethanes.

DE10 2007 038 085 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von harten Beschichtungssystemen auf Basis wässriger Polyurethandispersionen, wird Ammoniak als eines von vielen Neutralisationsmitteln beschrieben. Das Dokument offenbart auch weder die Verwendung eines Klebstoffs mit mindestens 50 Gew.-% PMDI, noch einen Klebstoff, der explizit keine Hydroxygruppe-enthaltende Komponente enthält. DE10 2007 038 085 A1 describes a process for the preparation of hard coating systems based on aqueous polyurethane dispersions, ammonia is described as one of many neutralizing agents. The document also does not disclose the use of an adhesive having at least 50% by weight PMDI, nor an adhesive which explicitly does not contain a hydroxy group-containing component.

DE19959170 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von wässrigen Polyurethan-Dispersionen als modifizierten Prepolymer Mixing Process (PMP), insbesondere von selbstemulgierbaren wässrigen Polyurethan-Harzen. PMP hat mechanische Nachteile aufgrund der mehr oder weniger unkontrollierbaren Reaktionskinetik. Zur Erzielung eines brauchbaren Eigenschaftsprofils werden große Mengen an niedermolekularen Diolen benötigt, was wiederum einen erhöhten Bedarf an hydrophilen Gruppen nach sich zieht. Bei Verwendung großer Mengen an hydrophilen Gruppen (Trialkylammoniumcarboxylat) zur Stabilisierung, treten im Stadium der Dispergierung des Polyurethan-Prepolymers Probleme auf. Das im Gleichgewicht vorliegende Trialkylamin (Neutralisationsmittel) beschleunigt die Isocyanat/Wasser-Reaktion extrem, wodurch ein Großteil der freien Isocyanat-Gruppen in kurzer Zeit verloren geht. Die Verarbeitungszeit des Polyurethan-Prepolymers zwischen Beginn der Dispergierung und dem Ende der Kettenverlängerung mit Polyaminen wird somit drastisch eingeschränkt. Beim Überschreiten der Verarbeitungszeit wird das Kettenverlängerungsmittel unter Umständen nicht mehr vollständig eingebaut. Neben tertiären Aminen wird u. a. auch Ammoniak als Neutralisierungs-Komponente verwendet, jedoch nicht zur Beschleunigung. Diese selbstemulgierbaren, wässrigen Polyurethan-Harze können im Baubereich als Bindemittel für einkomponentige und zweikomponentige Beschichtungen, Dichtstoffe, Klebstoffe, Lacke oder Membranen, Sportbodenbeläge und Versiegelungen für die Oberflächen von mineralischen Baustoffen wie Beton, Gips, Zement, sowie Glas, Holz, Papier, Metall oder Kunststoff eingesetzt werden. Die Anwendung zur Herstellung von Holzwerkstoffen und die Verkürzung der Press- und Produktionszeiten wird nicht beschrieben. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung keine Polyurethanverbindungen, wie sie in DE19959170 A1 beschrieben sind. DE19959170 A1 describes a process for the preparation of aqueous polyurethane dispersions as a modified prepolymer mixing process (PMP), in particular of self-emulsifiable aqueous polyurethane resins. PMP has mechanical disadvantages due to the more or less uncontrollable reaction kinetics. To obtain a useful property profile, large amounts of low molecular weight diols are needed, which in turn results in an increased need for hydrophilic groups. When using large amounts of hydrophilic groups (trialkylammoniumcarboxylate) for stabilization, problems occur in the stage of dispersion of the polyurethane prepolymer. The balanced trialkylamine (neutralizing agent) accelerates the isocyanate / water reaction extremely, whereby a large part of the free isocyanate groups is lost in a short time. The processing time of the polyurethane prepolymer between the beginning of the dispersion and the end of the chain extension with polyamines is thus drastically limited. When exceeding the processing time, the chain extender may no longer be completely installed. In addition to tertiary amines, ammonia is also used as neutralization component, but not for acceleration. These self-emulsifying, aqueous polyurethane resins can be used in the construction sector as binders for one-component and two-component coatings, sealants, adhesives, paints or membranes, sports floor coverings and sealants for the surfaces of mineral building materials such as concrete, gypsum, cement, as well as glass, wood, paper, metal or plastic are used. The application for the production of wood-based materials and the shortening of the pressing and production times is not described. In particular, the present invention does not relate to polyurethane compounds as described in US Pat DE19959170 A1 are described.

Die DE19812751 A1 beschreibt eine lösemittelfreie Polyurethan-Dispersion, mit einem hohen Feststoff-Gehalt an Polyurethan-Polymer oder Füllstoffen sowie deren Verwendung im Baubereich für einkomponentige, isocyanat- und lösemittelfreie Beschichtungen, Dichtstoffe, Klebstoffe oder Membrane. Die Kettenverlängerung von Polyurethanen wird meist mit Wasser realisiert, dies führt aber zu Produkten mit geringerer Lagerstabilität und Reproduzierbarkeit. Als Neutralisations-Komponente werden Ammoniak und bevorzugt tertiäre Amine beschrieben. Verwendung der Polyurethan-Dispersion im Baubereich für einkomponentige, isocyanatfreie und lösemittelfreie Beschichtungen, Dichtstoffe, Klebstoffe, Lacke, oder Membranen für die Oberflächen von mineralischen Baustoffen, wie z. B. Beton, Gips, Zement, sowie Glas, Holz und Holzwerkstoffe, Papier, Metall und Kunststoff. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung keine Polyurethanverbindungen, wie sie in DE19812751 A1 beschrieben sind.The DE19812751 A1 describes a solvent-free polyurethane dispersion with a high solids content of polyurethane polymer or fillers and their use in the construction sector for one-component, isocyanate- and solvent-free coatings, sealants, adhesives or membranes. The chain extension of polyurethanes is usually realized with water, but this leads to products with lower storage stability and reproducibility. The neutralization component described is ammonia and preferably tertiary amines. Use of the polyurethane dispersion in the construction sector for one-component, isocyanate-free and solvent-free coatings, sealants, adhesives, lacquers, or membranes for the surfaces of mineral building materials, such. As concrete, gypsum, cement, and glass, wood and wood materials, paper, metal and plastic. In particular, the present invention does not relate to polyurethane compounds as described in US Pat DE19812751 A1 are described.

Im Hinblick auf die bisherigen Erkenntnisse besteht weiterhin ein großer Bedarf an geeigneten Verfahren zum Herstellen von Holzwerkstoffen, insbesondere an kostengünstigen Verfahren die eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erlauben. Diese Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst.In view of the findings to date, there continues to be a great need for suitable methods for producing wood-based materials, in particular for cost-effective methods which permit a high production speed. These objects are achieved by the method according to the invention.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Erfindung ermöglicht die Beschleunigung der Herstellung von Verbundwerkstoffen und insbesondere Holzwerkstoffen, OSB- und USB-Platten, Faserplatten, MDF, HDF, Dämmplatten und Dämmstoffe) mit Isocyanatbindemittel, durch die Verwendung von Komponenten, die mindestens zwei gegenüber Isocyanat reaktive Stickstoffwasserstoffatome aufweisen bzw. bilden, beispielsweise Ammoniak, primäre Amine und primäre Ammoniumverbindungen. Bevorzugt werden Ammoniumhydrogencarbonat und Ammoniumcarbonat verwendet.The invention makes it possible to accelerate the production of composites and in particular wood-based materials, OSB and USB boards, fiberboard, MDF, HDF, insulation boards and insulating materials) with isocyanate binder, by using components which have or form at least two isocyanate-reactive nitrogen hydrogen atoms For example, ammonia, primary amines and primary ammonium compounds. Preference is given to using ammonium bicarbonate and ammonium carbonate.

Durch den Einsatz von Ammoniumverbindungen entsteht Ammoniak im Reaktionsmilieu. Dieser ist stärker nukleophil als Wasser und reagiert damit schneller mit den Isocyanatgruppen, was zu einer Beschleunigung der Vernetzung des Bindemittels führt. Bevorzugt werden Ammoniumcarbonat oder Ammoniumhydrogencarbonat verwendet. Beides zerfällt bei ca. 60°C vollständig in Ammoniak, Kohlenstoffdioxid und Wasser. Das beim thermischen Zerfall jeweils freigesetzte Ammoniakgas führt zu einer beschleunigten Aushärtung von Isocyanatbindemittel.The use of ammonium compounds produces ammonia in the reaction medium. This is more nucleophilic than water and thus reacts faster with the isocyanate groups, which leads to an acceleration of the crosslinking of the binder. Preference is given to using ammonium carbonate or ammonium bicarbonate. Both decompose completely at approx. 60 ° C into ammonia, carbon dioxide and water. The ammonia gas released during the thermal decomposition leads to an accelerated hardening of isocyanate binder.

Die Beschleunigung des Ausreagierens des isocyanqathaltigen Bindemittels bei der Herstellung von Holzwerkstoffen ist ein wirtschaftlicher Vorteil. So können mehr Platten in der gleichen Zeit hergestellt werden, ohne größere Investitionen zu tätigen. Dies ist insbesondere relevant für Span- und Faserplattenhersteller. Zusätzlich könnte sich durch das bessere Ausreagieren eine Einsparung der Holzmengen und Bindemittelmengen ergeben, was für alle Hersteller von Interesse wäre. The acceleration of the reaction of the isocyanate-containing binder in the production of wood-based materials is an economic advantage. This allows more plates to be produced at the same time without major investment. This is particularly relevant for chipboard and fibreboard manufacturers. In addition, the better reacting could result in a saving of the amounts of wood and binder quantities, which would be of interest to all manufacturers.

Ein unerwarteter Vorteil der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von Holzwerkstoffen ergibt sich daraus, dass das in dem Lignocellulose-enthaltenden (Ausgangs)material vorhandene Lignin Hydroxylgruppen enthält. Es wird angenommen, dass Isocyanate bei der Holzwerkstoffherstellung mit Hydroxylgruppen des Lignins reagieren. Die entstehenden Urethanbindungen scheinen aber bei höheren Temperaturen (120°C) und längerer Temperatureinwirkung nicht stabil zu sein (siehe Dunky und Niemz 2002 ). Durch die Verwendung von Ammoniumsalzen als Reaktionsbeschleuniger kann die Aushärtungstemperatur aber auf deutlich niedrigere Temperaturen gesenkt werden, sodass diese Urethanbildungen weniger zersetzt werden. Es könnten somit Materialien mit anderen Produkteigenschaften erzeugt werden.An unexpected advantage of the present invention for the production of wood-base materials results from the fact that the lignin present in the lignocellulose-containing (starting) material contains hydroxyl groups. Isocyanates are believed to react with hydroxyl groups of lignin in wood-base manufacturing. However, the resulting urethane bonds do not appear to be stable at higher temperatures (120 ° C) and prolonged exposure to temperature (see Dunky and Niemz 2002 ). However, by using ammonium salts as a reaction accelerator, the curing temperature can be lowered to significantly lower temperatures, so that these urethane formations are less decomposed. It could thus be produced materials with different product properties.

Die vorliegende Erfindung könnte die Produktionskapazitäten von vorhandenen Werken erhöhen, ohne dass dazu große zusätzliche Investitionen notwendig wären.The present invention could increase the production capacity of existing plants without the need for large additional investment.

Ammoniak und Ammoniumverbindungen können als Zusatz zum Isocyanatbindemittel-Wasser-Gemisch oder durch separates Aufsprühen auf die Holzfasern- und -späne, z. B. durch getrennte Düsen, eingesetzt werden. Sie beschleunigen das Ausreagieren bzw. Aushärten der Isocyanatbindemittel und reduzieren die benötigte Energie. So können geringere Temperaturen (z. B. 80°C) und insbesondere geringere Presszeiten verwendet werden.Ammonia and ammonium compounds may be added to the Isocyanatbindemittel-water mixture or by spraying separately on the wood fiber and chips, z. B. by separate nozzles. They accelerate the curing or hardening of the isocyanate binder and reduce the energy required. Thus, lower temperatures (eg 80 ° C) and in particular lower pressing times can be used.

Der Gegenstand der Erfindung ist die Beschleunigung des Gesamtprozesses, also der Bildung von Polyharnstoff, bei deutlich geringerer Temperatur (d. h. geringere Wärmemenge, die zur Aushärtung des Isocyanatklebstoffs notwendig ist) durch Zusatz von Ammoniumverbindungen, primäre Aminen oder Ammoniak zur Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente, z. B. einem Isocyanatkomponente-Wasser-Gemisch. Das entstehende Bindemittel (Polymer) enthält Biuretgruppen und (Poly)-Harnstoffgruppen. Letztere entstehen, da nicht alle Isocyanatgruppen mit z. B. NH3 reagieren, sondern auch einige nach dem herkömmlichen Mechanismus mit Aminogruppen reagieren, die aus Isocyanatgruppen freigesetzt werden. Der Anteil von Biuretgruppen und Polyharnstoffgruppen ist abhängig vom Verhältnis des eingesetzten Isocyanats zur Ammoniumverbindung.The object of the invention is the acceleration of the overall process, ie the formation of polyurea, at significantly lower temperature (ie, lower amount of heat necessary to cure the isocyanate adhesive) by addition of ammonium compounds, primary amines or ammonia to the isocyanate group-containing component, eg. B. an isocyanate component-water mixture. The resulting binder (polymer) contains biuret groups and (poly) urea groups. The latter arise because not all isocyanate groups with z. B. NH 3 , but also some react according to the conventional mechanism with amino groups, which are released from isocyanate groups. The proportion of biuret groups and polyurea groups depends on the ratio of the isocyanate used to the ammonium compound.

Ammonium ist eine schwache Säure, die im chemischen Gleichgewicht mit Ammoniak steht (siehe unten). Der gasförmige Ammoniak ist stärker nukleophil als Wasser und reagiert damit schneller mit Isocyanatgruppen als mit Wasser unter Bildung eines Harnstoffderivats (siehe unten). Obwohl das Isocyanat (PMDI), wie oben beschrieben, sehr gut ins Holz eindringt, kann es leicht durch den gasförmigen Ammoniak erreicht werden. Die endständige Aminogruppe des Harnstoffderivats ist in der Lage, direkt mit einer weiteren Isocyanatgruppe unter Bildung einer Biuretgruppe zu reagieren (siehe unten). Die drei NH-Gruppen der Biuretstruktur können weiter mit einer Isocyanatgruppe reagieren, was zu einer Verzweigung bzw. Vernetzung führt.Ammonium is a weak acid in chemical equilibrium with ammonia (see below). The gaseous ammonia is more nucleophilic than water and reacts faster with isocyanate groups than with water to form a urea derivative (see below). Although the isocyanate (PMDI), as described above, penetrates very well into the wood, it can easily be achieved by the gaseous ammonia. The terminal amino group of the urea derivative is capable of reacting directly with another isocyanate group to form a biuret group (see below). The three NH groups of the biuret structure can further react with an isocyanate group, leading to branching or crosslinking.

Durch die Addition des Ammoniaks, das sich aus dem Ammoniumsalz bildet, an die Isocyanatgruppe wird der „Umweg” der Wasseraddition und Decarboxylierung (zumindest teilweise) vermieden. Neben der Zugabe eines Ammoniumsalzes besteht auch die Möglichkeit, die Reaktion durch direkte Zugabe von Ammoniak (NH3) zu beschleunigen. Allerdings kann dies zu einem schlagartigen Ablauf der Reaktion führen, so dass die Gelierzeit (Topfzeit, Verarbeitbarkeit) des Bindemittelsystems gering wird und die Reaktion, beispielsweise durch separates Zugeben der Komponenten, stärker kontrolliert werden muss. Andererseits kann dann auch eine weniger reaktive Isocyanatgruppen-enthaltende Komponente in Kombination mit Ammoniak verwendet werden.Addition of the ammonia, which is formed from the ammonium salt, to the isocyanate group avoids (at least in part) the "detour" of water addition and decarboxylation. In addition to the addition of an ammonium salt, it is also possible to accelerate the reaction by the direct addition of ammonia (NH 3 ). However, this can lead to a sudden course of the reaction, so that the gelling time (pot life, processability) of the binder system is low and the reaction must be more controlled, for example by separately adding the components. On the other hand, then a less reactive isocyanate group-containing component can be used in combination with ammonia.

Die kombinierte Zugabe, z. B. von Ammoniumcarbonat und Ammoniumhydrogencarbonat, setzt die Gelierzeit, d. h. die Verwendbarkeit des Bindemittelgemisches herab. Um dies zu umgehen, können 2-Komponentensysteme verwendet werden. Im Falle von Span-, Faserplatten und OSB können das Isocyanat (z. B. PMDI) und die Ammoniumsalzlösung durch getrennte Düsen auf die Holzkomponenten aufgebracht werden.The combined addition, z. As ammonium carbonate and ammonium bicarbonate, the gel time, d. H. the usability of the binder mixture down. To avoid this, 2-component systems can be used. In the case of particleboard, fibreboard and OSB, the isocyanate (eg PMDI) and the ammonium salt solution can be applied to the wood components through separate nozzles.

Die Verwendung beider Ammoniumcarbonate, oder Ammoniumcarbamat mit einem oder beiden Ammoniumcabonaten, kann zu einem starken Schäumen der Klebstoffformulierung führen. Dies beruht auf der Freisetzung von CO2 bei Zersetzung der Ammoniumcarbonate. Andererseits ergibt die Umsetzung des Isocyanats mit freigesetztem Ammoniak eine geringere Produktion von CO2 durch Decarboxylierung des Isocyanats. Eine starke CO2-Entwicklung kann für die Verwendung als Bindemittel für Holzwerkstoffe von Nachteil sein, weil so der Gasdruck innerhalb der Presse zunehmen und es beim Entspannen der Presse zu Spaltern kommen kann. Andererseits kann das Schäumen der Bindemittelformulierung auch von Vorteil sein, weil es die Herstellung geschäumter, leichter Holzwerkstoffe erlaubt.The use of both ammonium carbonates, or ammonium carbamate with one or both ammonium carbonates, can lead to high foaming of the adhesive formulation. This is due to the release of CO 2 upon decomposition of the ammonium carbonates. On the other hand, the reaction of the isocyanate with released ammonia results in a lower production of CO 2 by decarboxylation of the isocyanate. A strong CO 2 evolution may be detrimental to use as a binder for wood-based materials be, because so the gas pressure in the press increase and it can come when releasing the press to splitters. On the other hand, foaming the binder formulation may also be advantageous because it allows the production of foamed, lighter wood materials.

Die Beschleunigung der Polyharnstoffbildung/Biuretpolymerbildung durch Ammoniumverbindungen, insbesondere durch Carbonat und Hydrogencarbonat bzw. Carbamat, oder Ammoniak wurde bisher nicht beschrieben. Bisher ist nur die Beschleunigung durch Di- und Polyalkohole, tertiäre Amine (z. B. Triethanolamin, Triethylamin, N,N-Dimethylcyclohexylamin) oder Metallkatalysatoren, z. B. organische Zinn-, Blei-, Cobalt- und Quecksilberverbindungen bekannt.The acceleration of polyurea formation / biuret polymer formation by ammonium compounds, especially by carbonate and bicarbonate or carbamate, or ammonia has not been described. So far, only the acceleration by di- and polyalcohols, tertiary amines (eg., Triethanolamine, triethylamine, N, N-dimethylcyclohexylamine) or metal catalysts, eg. As organic tin, lead, cobalt and mercury compounds known.

Damit bildet die Verwendung von Ammoniumsalzen als Reaktionsbeschleuniger nicht nur die Möglichkeit, Bindemittelsysteme auf Basis von Lignin oder Tannin herzustellen, sondern auch, aufgrund der Freisetzung von Kohlendioxyd, Polyharnstoffschäume mit Biuretgruppen aus Di- und Polyisocyanaten und Polyphenolen (Lignin, Tannin) zu erzeugen.Thus, the use of ammonium salts as a reaction accelerator not only makes it possible to produce binder systems based on lignin or tannin, but also, due to the release of carbon dioxide, polyurea foams with biuret groups of di- and polyisocyanates and polyphenols (lignin, tannin) to produce.

Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Anlagerung von Wasser und Decarboxylierung von CO2 aus den Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponenten Material verloren geht. Durch Reaktion von NH3 mit der Isocyanatgruppe wird die CO2-Abspaltung verhindert und gleichzeitig billiges NH3 in die Polyharnstoffkette eingebaut.Another advantage is that material is lost by the addition of water and decarboxylation of CO 2 from the isocyanate group-containing components. By reaction of NH 3 with the isocyanate group, the CO 2 elimination is prevented and at the same time cheap NH 3 incorporated into the polyurea chain.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffen, insbesondere umfassend die Schritte des In-Kontakt-Bringens von Lignocellulose-enthaltendem Material mit einem Bindemittelsystem und Aushärten des Bindemittels, wobei das Lignocellulose-enthaltende Material und das Bindemittelsystem wie in den Ansprüchen definiert ist.One embodiment of the invention therefore relates to a process for producing wood-based materials, in particular comprising the steps of contacting lignocellulose-containing material with a binder system and curing the binder, the lignocellulose-containing material and the binder system as defined in the claims is.

Beschreibung der Figuren und chemischen FormelnDescription of the figures and chemical formulas

Die chemische Struktur von polymerem Diphenylmethandiisocyanat (PMDI) ist nachfolgend dargestellt:

Figure DE102015210569A1_0002
The chemical structure of polymeric diphenylmethane diisocyanate (PMDI) is shown below:
Figure DE102015210569A1_0002

Die Polyaddition aus Diisocyanat und Diamin zur Bildung von reinem Polyharnstoff ohne Biuretgruppe (nicht erfindungsgemäß) ist nachfolgend dargestellt:

Figure DE102015210569A1_0003
The polyaddition of diisocyanate and diamine to form pure polyurea without biuret group (not according to the invention) is shown below:
Figure DE102015210569A1_0003

Die Addition von Wasser an Isocyanat und Bildung einer Aminogruppe ist nachfolgend dargestellt: R-N=C=O + H2O·R-N(H)-COOH·RNH2 + CO2 The addition of water to isocyanate and formation of an amino group is shown below: RN = C = O + H 2 O. RN (H) -COOH. RNH 2 + CO 2

Die Säurewirkung des Ammoniums ist nachfolgend dargestellt: NH4 + <==> NH3 + H+ The acidity of the ammonium is shown below: NH 4 + <==> NH 3 + H +

Die Addition von Ammoniak an Isocyanat unter Bildung eines Harnstoffderivats ist nachfolgend dargestellt: R-N=C=O + NH3·R-NH-C(=O)-NH2 The addition of ammonia to isocyanate to form a urea derivative is shown below: RN = C = O + NH 3 .R-NH-C (= O) -NH 2

Die Addition des Isocyanats an das Harnstoffderivat ist nachfolgend dargestellt: R-NH-C(=O)-NH2 + R'-N=C=O·R-NH-C(=O)-NH-C(=O)-NH-R' The addition of the isocyanate to the urea derivative is shown below: R-NH-C (= O) -NH 2 + R'-N = C = O * R-NH-C (= O) -NH-C (= O) -NH-R '

1: Produzierte Wärmemenge über einen Temperaturbereich von 20–150°C, gemessen in einem Differenzial-Scan-Kalorimeter (DSC). 1 : Amount of heat produced over a temperature range of 20-150 ° C measured in a Differential Scanning Calorimeter (DSC).

2: Produzierte Wärmemenge von einem System aus PMDI und Wasser (Referenz) und PMDI, dem Ammoniumcarbonat in drei Konzentrationen zugegeben wurde, gemessen mit DSC. 2 : Amount of heat produced by a system of PMDI and water (reference) and PMDI to which ammonium carbonate was added in three concentrations as measured by DSC.

3: Produzierte Wärmemenge von einem System aus PMDI und Wasser (Referenz) und PMDI, dem Ammoniumhydrogencarbonat in drei Konzentrationen zugegeben wurde, gemessen mit DSC. 3 : Amount of heat produced by a system of PMDI and water (Reference) and PMDI to which ammonium bicarbonate was added in three concentrations as measured by DSC.

4: Zugscherfestigkeiten [N/mm2] von beleimten Buchenfurnieren mit PMDI und Wasser (10%, W/W) bei 80°C und 120°C; sowie den Presszeiten 20, 40, 120 und 200 s. 4 Tensile shear strengths [N / mm 2 ] of glued beech veneers with PMDI and water (10%, W / W) at 80 ° C and 120 ° C; and the press times 20, 40, 120 and 200 s.

5: Zugscherfestigkeiten [N/mm2] von PMDI mit Ammoniumhydrogencarbonat (20, 10, 5%; W/W) bei 80°C und 20 s Presszeit. 5 Tensile shear strengths [N / mm 2 ] of PMDI with ammonium bicarbonate (20, 10, 5%, W / W) at 80 ° C and 20 s pressing time.

6: Zugscherfestigkeiten [N/mm2] von PMDI mit Ammoniumcarbonat (20, 10, 5%; W/W) bei 80°C und 20 s Presszeit (30 s Presszeit bei „AC 5%, 30 s”). 6 Tensile shear strengths [N / mm 2 ] of PMDI with ammonium carbonate (20, 10, 5%, W / W) at 80 ° C. and 20 s pressing time (30 s pressing time at "AC 5%, 30 s").

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffen, umfassend die Schritte, bevorzugt bestehend aus den Schritten:

  • (i) Bereitstellen von Lignocellulose-enthaltendem Material, enthaltend 5–40 Gew.-% Lignine und 15–95 Gew.-% Holocellulose;
  • (ii) In-Kontakt-Bringen des Materials aus Schritt (i) mit einem Bindemittelsystem, umfassend mindestens die folgenden Komponenten: (a) mindestens eine Isocyanatgruppen-enthaltende Komponente (Komponente (a)), (b) mindestens eine Komponente (Komponente (b)), die nicht in situ aus der mindestens einen Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente erzeugt wird, und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak; Verbindungen mit einer einzigen primären Aminogruppe; NH4 +-Salzen; und primären Ammoniumsalzen, wobei die primären Ammoniumsalze keine Ammoniumsalze der dithionigen Säure sind, wobei die Verbindungen mit einer einzigen primären Aminogruppe bevorzugt keine zusätzliche sekundäre oder tertiäre Aminogruppe aufweisen, (c) optional Lignine und/oder Tannine (Komponente (c)), und (d) optional Lösungsmittel (Komponente (d)); wobei das Bindemittelsystem die mindestens eine Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente in einer Menge von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf alle polymerisierbaren Komponenten des Bindemittelsystems, enthält; wobei nur das Lignocellulose-enthaltende Material und optional Lignine und/oder Tannine als Hydroxygruppe-enthaltende Komponente(n) in dem Verfahren verwendet werden, unter Erhalt einer Mischung; und
  • (iii) Thermisches, thermomechanisches oder mechanisches Aushärten der Mischung aus Schritt (ii), unter Erhalt eines Holzwerkstoffs.
The present invention relates to a process for the production of wood-based materials, comprising the steps, preferably consisting of the steps:
  • (i) providing lignocellulosic material containing 5-40% by weight of lignins and 15-95% by weight of holocellulose;
  • (ii) contacting the material of step (i) with a binder system comprising at least the following components: (a) at least one isocyanate group-containing component (component (a)), (b) at least one component (component ( b)) which is not generated in situ from the at least one isocyanate group-containing component and is selected from the group consisting of ammonia; Compounds having a single primary amino group; NH 4 + salts; and primary ammonium salts, wherein the primary ammonium salts are not ammonium salts of the dithionic acid, the compounds having a single primary amino group preferably having no additional secondary or tertiary amino group, (c) optionally lignins and / or tannins (component (c)), and ( d) optionally solvent (component (d)); wherein the binder system contains the at least one isocyanate group-containing component in an amount of at least 50% by weight, based on all polymerizable components of the binder system; wherein only the lignocellulosic material and optionally lignins and / or tannins are used as the hydroxy group-containing component (s) in the process to obtain a mixture; and
  • (iii) thermally, thermomechanically or mechanically curing the mixture of step (ii) to obtain a woody material.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte (i)–(iii). Es umfasst keine zusätzlichen Schritte, in denen zusätzlich zu dem Bindemittelsystem aus Schritt (ii) weitere Komponenten zugegeben werden. Beispielsweise kann nicht zwischen Schritt (i) und (ii) ein Schritt eingefügt werden, bei dem das Lignocellulose-enthaltende Material mit weiteren Komponenten versetzt wird. Somit wird in Schritt (iii) nur das Lignocellulose-enthaltende Material mit dem Bindemittelsystem ausgehärtet.The process according to the invention comprises the steps (i) - (iii). It does not involve additional steps of adding additional components in addition to the binder system of step (ii). For example, a step can not be inserted between steps (i) and (ii) in which the lignocellulose-containing material is mixed with other components. Thus, in step (iii) only the lignocellulose-containing material is cured with the binder system.

Das Lignocellulose-enthaltendem Material kann wie in bekannten Verfahren bereitgestellt und mit dem Bindemittelsystem in Kontakt gebracht werden. Dies erfolgt üblicherweise bei Umgebungstemperatur.The lignocellulose-containing material may be provided as in known methods and contacted with the binder system. This is usually done at ambient temperature.

Das Lignocellulose-enthaltendem Material enthält 5–40 Gew.-% Lignine und 15–95 Gew.-% Holocellulose. Der Holocellulosegehalt ist bezogen auf das Gesamtgewicht des Lignocellulose-enthaltenden Materials. Der Mindestgehalt an Holocellulose ist bevorzugt höher als 15%, z. B. 20 Gew.-% oder 25 Gew.-%. Bevorzugt beträgt der Holocellulosegehalt 30–95 Gew.-%, 40–95 Gew.-%, oder bevorzugt 60–95 Gew.-%, oder 80–95 Gew.-%.The lignocellulose-containing material contains 5-40% by weight of lignins and 15-95% by weight of holocellulose. The holocellulose content is based on the total weight of the lignocellulosic material. The minimum content of holocellulose is preferably higher than 15%, z. B. 20 wt .-% or 25 wt .-%. Prefers the holocellulose content is 30-95% by weight, 40-95% by weight, or preferably 60-95% by weight, or 80-95% by weight.

Der Ligningehalt des Lignocellulose-enthaltenden Materials beträgt 5–40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Lignocellulose-enthaltenden Materials. Der Mindestgehalt an Lignin ist bevorzugt höher als 5 Gew.-%, z. B. 15–60 Gew.-%, oder 20–50 Gew.-%, oder 20–40 Gew.-%. Im Allgemeinen steigt die Stabilität des Lignocellulose-enthaltenden Materials und damit des Holzwerkstoffs mit dem Ligningehalt an. Je nach Anwendung des Holzwerkstoffs kann es daher wünschenswert sein, ein Lignocellulose-enthaltenden Material mit höherem Ligningehalt zu wählen, oder Lignine/Tannine als Bindemittelkomponente zuzusetzen.The lignin content of the lignocellulosic material is 5-40% by weight based on the total weight of the lignocellulosic material. The minimum content of lignin is preferably higher than 5 wt .-%, z. 15-60 wt%, or 20-50 wt%, or 20-40 wt%. In general, the stability of the lignocellulose-containing material and thus of the wood-based material increases with the lignin content. Depending on the application of the wood-based material, it may therefore be desirable to choose a lignocellulose-containing material with a higher lignin content, or to add lignins / tannins as a binder component.

Die Bestimmung des Holocellulosegehalts erfolgt bevorzugt mittels des Verfahrens beschrieben in Wise LE, Murphy, M, D'Addies AA (1946) ”Chlorite holocellulose, its fractionation and bearing on summative wood analysis and on studies on the hemicellulose” (Paper Trade Journal 122/29: 11–19) . Hierbei wird die Holocellulose erhalten, indem die Ligninkomponente der Ligno-Cellulose durch Zugabe von Natriumchlorit und Essigsäure oxidativ in wässriger Lösung entfernt wird, der Rückstand abfiltriert, getrocknet und gewogen wird.The determination of the holocellulose content is preferably carried out by means of the method described in Wise LE, Murphy, M., D'Addies AA (1946) "Chlorite holocellulose, its fractionation on bearing on summicum wood analysis and on studies on hemicellulose" (Paper Trade Journal 122/29: 11-19) , Here, the holocellulose is obtained by the lignin component of lignocellulose is removed by addition of sodium chlorite and acetic acid oxidatively in aqueous solution, the residue is filtered off, dried and weighed.

Wichtige Parameter des Messverfahrens werden nachfolgend kurz beschrieben:

  • • Das Wasserbad wird auf 80°C eingestellt. Während der Aufwärmehase werden je 2 g des extraktfreien Holzes, d. h. des Zellwandmaterials nach Extraktion mit polaren und unpolaren Lösungsmitteln, in 250 ml Erlenmeyerkolben eingewogen, 80 ml demineralisiertes Wasser zugeben und verrührt.
  • • Zu dieser Suspension werden 0.25 ml Essigsäure und 0.75 g Natriumchlorit gegeben. Anschließend werden die Kolben für 1 h in das 80°C Wasserbad gegeben.
  • • Diese Abfolge muss 4 × (3 Wiederholungen) erfolgen.
  • • Anschließend werden die Suspensionen in Eiswasser gekühlt und abfiltriert. Der Filterrückstand wird mit 100 ml Eiswasser und mit 25 ml Aceton gewaschen.
  • • Der Rückstand wird bei 103°C im Trockenschrank getrocknet.
Important parameters of the measurement procedure are briefly described below:
  • • The water bath is set to 80 ° C. During the heating phase, 2 g of the extract-free wood, ie the cell wall material after extraction with polar and non-polar solvents, weighed into 250 ml Erlenmeyer flasks, add 80 ml of demineralized water and stirred.
  • 0.25 ml of acetic acid and 0.75 g of sodium chlorite are added to this suspension. The flasks are then placed in the 80 ° C water bath for 1 h.
  • • This sequence must be done 4 times (3 repetitions).
  • • The suspensions are then cooled in iced water and filtered off. The filter residue is washed with 100 ml of ice water and with 25 ml of acetone.
  • • The residue is dried at 103 ° C in a drying oven.

In einer Ausführungsform ist das Lignocellulose-enthaltende Material Holz, insbesondere unbehandeltes Holz, das aus der Natur gewonnen ist, insbesondere Holzspäne, oder Holzfasern. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird der Begriff ”Holz” wie folgt verstanden: Holz bezeichnet das harte Gewebe der Sprossachsen (Stamm, Äste und Zweige) von Bäumen und Sträuchern. Kennzeichnend ist hierbei die Einlagerung von Lignin in die Zellwand. In einer weitergehenden Definition wird Holz daher auch als lignifiziertes (verholztes) pflanzliches Gewebe begriffen.In one embodiment, the lignocellulosic material is wood, especially untreated wood derived from nature, especially wood chips, or wood fibers. In the context of the present invention, the term "wood" is understood as follows: Wood refers to the hard tissue of the shoot axes (trunk, branches and twigs) of trees and shrubs. Characteristic here is the incorporation of lignin into the cell wall. In a broader definition wood is therefore also understood as lignified (woody) plant tissue.

In einer anderen Ausführungsform ist das Material Recycling-Holz, das bereits ausgehärtetes Bindemittel enthält. Dieses bereits ausgehärtete Bindemittel verhält sich im erfindungsgemäßen Verfahren im Wesentlichen passiv. Das hierin verwendete Recycling-Holz enthält maximal 20 Gew.-% ausgehärtetes Bindemittel und kein unausgehärtetes Bindemittel In einer Ausführungsform wird unbehandeltes Holz oder Recycling-Holz verwendet, wobei dem Lignocellulose-enthaltendem Material in Schritt (i) keine weiteren Chemikalien zugesetzt werden. Das bedeutet, dass das unbehandelte Holz oder Recycling-Holz lediglich auf die gewünschte Größe/Form gebracht wird und in Schritt (ii) mit dem Bindemittelsystem versetzt wird.In another embodiment, the material is recycled wood containing already cured binder. This already cured binder behaves essentially passively in the process according to the invention. The recycled wood used herein contains a maximum of 20% by weight of cured binder and no uncured binder. In one embodiment, untreated wood or recycled wood is used, with no further chemicals being added to the lignocellulose-containing material in step (i). This means that the untreated wood or recycled wood is merely brought to the desired size / shape and in step (ii) is added to the binder system.

In Schritt (i) des Verfahrens können ein oder mehrere Zusatzstoffe in das Lignocellulose-enthaltende Material eingemischt werden, bevor es in Kontakt mit dem Bindemittelsystem gebracht wird. Beispielsweise können Füllstoffe, insbesondere leichte Polymerkügelchen, Popkorn, Blähton, Blähgraphit, Vermikulit, Montmorillonit und andere (leichte) Mineralien eingebracht werden.In step (i) of the process, one or more additives may be blended into the lignocellulosic material prior to being brought into contact with the binder system. For example, fillers, in particular light polymer beads, popcorn, expanded clay, expandable graphite, vermiculite, montmorillonite and other (light) minerals can be introduced.

Den Ligningehalt erhält man durch Hydrolyse des Lignocellulose-enthaltenden Materials durch Kochen mit 72%iger Schwefelsäure. Das Lignin bleibt dabei unlöslich in Wasser zurück, wird filtriert, getrocknet und gewogen. Bevorzugt wird der Ligningehalt gemäß T 222 om-98 ( Reaffirmed standard, 1998, TAPPI ) durchgeführt.The lignin content is obtained by hydrolysis of the lignocellulose-containing material by boiling with 72% sulfuric acid. The lignin remains insoluble in water, is filtered, dried and weighed. Preferably, the lignin content according to T 222 om-98 ( Reaffirmed standard, 1998, TAPPI ) carried out.

Bevorzugte Lignocellulose-haltige Materialien, die die erforderliche Menge an Ligninen und Cellulose aufweisen, sind Nadelholz; Laubholz, bevorzugt Birkenholz, Buchenholz; Weizenstroh; Maisspindeln; Bagasse, Hanfschäben, Großgräser wie Miscanthus; bevorzugt Nadelholz, wie Fichte, Kiefer, Tanne und Douglasie; Birkenholz; und Buchenholz.Preferred lignocellulosic materials having the required amount of lignins and cellulose are softwood; Hardwood, preferably birch, beech; Wheat straw; Corn cobs; Bagasse, hemp shives, large grasses like miscanthus; prefers softwood, such as spruce, pine, fir and Douglas fir; Birch wood; and beech wood.

In einer Ausführungsform weist das Lignocellulose-enthaltende Material eine Formaldehydemission von höchstens 6 mg/m2h, gemessen mit dem Gasanalyseverfahren EN 717-2 über 4 Stunden bei einer Temperatur von 60°C an einem Probenkörper mit den Maßen 400 mm × 50 mm, auf. Weiter bevorzugt beträgt die Formaldehydemission höchstens 3,5 mg/m2h oder höchstens 2 mg/m2h, weiter bevorzugt höchstens 1 mg/m2h, oder höchstens 0,5 mg/m2h, weiter bevorzugt höchstens 0,2 mg/m2h oder 0,1 mg/m2h, auf. Im Allgemeinen ist es unter Gesundheitsgesichtspunkten wünschenswert, dass die Formaldehydemission möglichst gering ist, wenn der Holzwerkstoff für den Einsatz in geschlossenen Räumen gedacht ist. Unbehandeltes Holz weist eine Formaldehydemission von höchstens 1 mg/m2h auf. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird daher definiert, dass ”unbehandeltes Holz” die Bedingung ”höchstens 1 mg/m2h Formaldehydemission” erfüllt.In one embodiment, the lignocellulose-containing material has a formaldehyde emission of at most 6 mg / m 2 h as measured by the gas analysis method EN 717-2 over 4 hours at a temperature of 60 ° C on a specimen with the dimensions 400 mm × 50 mm, on. More preferably, the Formaldehyde emission at most 3.5 mg / m 2 h or at most 2 mg / m 2 h, more preferably at most 1 mg / m 2 h, or at most 0.5 mg / m 2 h, more preferably at most 0.2 mg / m 2 h or 0.1 mg / m 2 h, on. In general, from a health point of view, it is desirable that the formaldehyde emission be minimized when the wood material is intended for use in confined spaces. Untreated wood has a formaldehyde emission of at most 1 mg / m 2 h. It is therefore defined in the context of the present invention that "untreated wood" meets the condition "at most 1 mg / m 2 h of formaldehyde emission".

Zur Bestimmung der Formaldehydemission wird bevorzugt die Methode EN 717-2 verwendet. Hierbei wird bei 60°C über vier Stunden gemessen und die Formaldehyd-Emission in mg/m2h angegeben und bezieht sich auf die nicht abgedichtete Gesamtoberfläche der Probenkörper (400 mm × 50 mm). Bei Verwendung von kleinen Spänen werden zunächst gleichgroße Probekörper hergestellt (bezüglich des Messverfahrens, siehe: Holzwerkstoffe – Bestimmung der Formaldehydabgabe – Teil 2: Formaldehydabgabe nach der Gasanalyse-Methode; Deutsche Fassung EN 717-2:1994 ).To determine the formaldehyde emission, the method is preferred EN 717-2 used. This is measured at 60 ° C for four hours and the formaldehyde emission in mg / m 2 h and refers to the unsealed total surface of the specimens (400 mm × 50 mm). When small chips are used, specimens of the same size are first produced (with regard to the measuring method, see: Wood-based panels - Determination of formaldehyde release - Part 2: Formaldehyde release by the gas analysis method; EN 717-2: 1994 ).

Der Formaldehydgehalt (Gegensatz zu Emission) wird nach der Perforatormethode ermittelt ( EN 120:1992 ).The formaldehyde content (in contrast to emission) is determined by the perforator method ( EN 120: 1992 ).

In Schritt (ii) des Verfahrens werden die Komponenten (a), (b), optional (c) und optional (d), sowie weitere, bevorzugt flüssige oder im Bindemittelsystem lösliche, Komponenten/Zusatzstoffe verwendet. Die Gesamtheit dieser Komponenten wird als ”Bindemittelsystem” bezeichnet.In step (ii) of the process, the components (a), (b), optionally (c) and optionally (d), and further, preferably liquid or binder system-soluble, components / additives are used. The entirety of these components is referred to as a "binder system".

Erfindungsgemäß ist es möglich, die Komponenten des Bindemittelsystems zusammen oder getrennt voneinander aufzutragen. Die ”weiteren Komponenten” werden bevorzugt als Gemisch mit mindestens einer der Komponenten (a)–(d) eingesetzt. ”Weitere Komponenten” sind nicht notwendig, können aber enthalten sein. In einer Ausführungsform werden keine weiteren Komponenten verwendet. In einer Ausführungsform werden keine Schwefel-enthaltenden Komponenten in dem Bindemittelsystem verwendet bzw. es werden keine Schwefel-enthaltenden Komponenten in Kontakt mit dem Lignocellulose-enthaltendem Material gebracht, d. h. diesem auch nicht in Schritt (i) zugesetzt.According to the invention it is possible to apply the components of the binder system together or separately. The "further components" are preferably used as a mixture with at least one of the components (a) - (d). "Other components" are not necessary but may be included. In one embodiment, no other components are used. In one embodiment, no sulfur-containing components are used in the binder system or no sulfur-containing components are brought into contact with the lignocellulose-containing material, i. H. not added thereto in step (i).

Außer Lignin und Tannin werden erfindungsgemäß keine Komponenten mit einer oder mehreren Hydoxygruppe(n) verwendet. Insbesondere werden dem unbehandeltem Holz oder dem Recycling-Holz keine Polyole zugesetzt. Somit entstehen während des Aushärtungsschrittes nur aromatische Polyurethane, insbesondere Polyurethane auf der Basis von im Holz natürlich vorkommenden Polyolen, d. h. Lignine und Tannine.Apart from lignin and tannin, no components with one or more hydroxy group (s) are used according to the invention. In particular, no polyols are added to the untreated wood or the recycled wood. Thus, during the curing step, only aromatic polyurethanes, in particular polyurethanes based on naturally occurring wood in the wood, d. H. Lignins and tannins.

Zudem werden bevorzugt keine Komponenten mit einer oder mehreren Carbonsäuregruppe(n), insbesondere keine Aminocarbonsäuren verwendet.In addition, preference is given to using no components having one or more carboxylic acid groups (n), in particular no aminocarboxylic acids.

Somit werden ausschließlich die in Schritt (ii) aufgezählten Komponenten (a)–(d) mit dem Lignocellulose-enthaltenden Material, in Kontakt gebracht, d. h. es werden ausschließlich diese Komponenten als Bindemittelsystem verwendet. Weiter bevorzugt wird dieses Bindemittelsystem mit dem Lignocellulose-enthaltenden Material in Kontakt gebracht und keine weiteren Materialien/Komponenten verwendet.Thus, only the components (a) - (d) enumerated in step (ii) are contacted with the lignocellulosic material, i. H. only these components are used as the binder system. More preferably, this binder system is contacted with the lignocellulosic material and no further materials / components are used.

Weiter bevorzugt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung überhaupt keine Verbindung mit Hydroxygruppe(n) als Komponente des Bindemittels verwendet, d. h. es werden auch keine Lignine oder Tannine zugesetzt. Wenn keine Lignine oder Tannine zugesetzt wird, ist lediglich Lignin und Tannin vorhanden, das bereits in dem Lignocellulose-enthaltenden Material vorhanden war. In einer Ausführungsform wird unbehandeltes Holz verwendet, sodass die Lignine oder Tannine nur natürlicherweise enthalten sind. Falls ein verwendetes Recycling-Holz geringe Mengen an Polyolen enthält ist die Verwendung des Holzes nicht ausgeschlossen, allerdings wird erfindungsgemäß in keinem Schritt des Verfahrens ein Polyol aktiv zugesetzt.More preferably, according to the present invention, no compound having hydroxy group (s) is used as the component of the binder, i. H. no lignins or tannins are added either. When no lignins or tannins are added, only lignin and tannin already present in the lignocellulosic material are present. In one embodiment, untreated wood is used so that the lignins or tannins are only naturally present. If a recycled wood used contains small amounts of polyols, the use of the wood is not excluded, but according to the invention in any step of the process, a polyol is actively added.

Darüberhinaus werden bevorzugt nicht Ammoniumdithionit oder andere reduzierende Verbindungen als die Komponenten in Schritt (ii)(b) verwendet.Moreover, it is preferred not to use ammonium dithionite or other reducing compounds as the components in step (ii) (b).

Insbesondere umfasst das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt keinen Schritt der Harzvorimprägnierung, wie eine Vorimprägnierung mit Formaldehydharzen vor dem In-Kontakt-Bringen des Bindemittelsystems mit dem Lignocellulose-enthaltendem Material.In particular, the process according to the invention preferably does not comprise any step of resin preimpregnation, such as preimpregnation with formaldehyde resins prior to contacting the binder system with the lignocellulose containing material.

In einer Ausführungsform kann die mindestens eine Komponente (b) unter den Aushärtungsbedingungen in Schritt (iii) Ammoniak freisetzen. Ammoniakfreisetzenden Verbindungen können vom Fachmann unter Berücksichtigung des Dissoziationsdrucks der Verbindung und durch Routineuntersuchungen aufgefunden werden.In one embodiment, the at least one component (b) may release ammonia under the curing conditions in step (iii). Ammonia-releasing compounds can be prepared by a person skilled in the art be found taking into account the dissociation pressure of the compound and by routine examinations.

Das hierin verwendete Bindemittelsystem enthält maximal 20 Gew.-% Formaldehydharz, insbesondere ist es frei von Formaldehydharz, wie z. B. UF (Harnstoff-Formaldehydharz-Leim), MUF (Melamin-Urea-Formaldehyd-Leim), MUPF (Melamin-Urea-Phenol-Formaldehyd-Leim) und MF (Melamin-Formaldehyd-Kondensationsharze), bzw. deren ungehärteten Ausgangsmaterialien, die beispielsweise in DE19522951 A1 Anwendung finden.The binder system used herein contains a maximum of 20 wt .-% of formaldehyde resin, in particular it is free of formaldehyde resin, such as. B. UF (urea-formaldehyde resin glue), MUF (melamine-urea-formaldehyde glue), MUPF (melamine-urea-phenol-formaldehyde glue) and MF (melamine-formaldehyde condensation resins), or their uncured starting materials, the example in DE19522951 A1 Find application.

Nach dem Aushärten des Bindemittelsystems enthält der Holzwerkstoff das Bindemittel. Im Bindemittelsystem enthaltenes Wasser ist dann fast vollständig entfernt.After curing of the binder system, the wood material contains the binder. Water contained in the binder system is then almost completely removed.

Das Bindemittel enthält ein Polyharnstoffderivat mit Biuretgruppen/Polyharnstoffstruktureinheiten/Biuretpolymer, gebildet aus mindestens der Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente und der Komponente (b), und gegebenenfalls aromatische Polyurethanstruktureinheiten auf der Basis von im Holz natürlich vorkommenden Polyolen oder den zugesetzten Ligninen und Tanninen.The binder contains a polyurea derivative with biuret groups / polyurea structural units / biuret polymer formed from at least the isocyanate group-containing component and component (b), and optionally aromatic polyurethane structural units based on wood-naturally occurring polyols or the added lignins and tannins.

Nach dem Härtern, enthält der Holzwerkstoff bevorzugt 30–98 Gew.-% Lignocellulose-enthaltendes Material und 2–20 Gew.-% Bindemittel, davon bevorzugt bis zu 15 Gew.-% Isocyanat. Zudem können beispielsweise Holzschutzmittel, Brandschutzmittel, Emulgatoren, Streckmittel und/oder Hydrophobierungsmittel wie Paraffine im Bindemittelsystem enthalten sein.After hardening, the wood material preferably contains 30-98% by weight of lignocellulose-containing material and 2-20% by weight of binder, preferably up to 15% by weight of isocyanate. In addition, wood preservatives, flame retardants, emulsifiers, extenders and / or water repellents such as paraffins may be included in the binder system, for example.

Bevorzugt beträgt der Anteil des Lignocellulose-enthaltenden Materials und des Bindemittels im gehärteten Werkstoff von 70 Gew.-% bis 100 Gew.-%, bevorzugt von 80 Gew.-% bis 100 Gew.-%; weiter bevorzugt von 85 Gew.-% bis 100 Gew.-%, noch weiter bevorzugt von 90 Gew.-% bis 100 Gew.-%, oder 95 Gew.-% bis 100 Gew.-%. Beispielsweise enthält der Holzwerkstoff nur Lignocellulose-enthaltendes Material und Bindemittel, sowie optional Paraffin(e), wobei das Bindemittel bevorzugt nur aus den Komponenten (a)–(c) oder (a) und (b), mit etwas Restwasser, je nach Umgebungsluftfeuchtigkeit, z. B. 2–4% Restwasser nach dem Pressen, bis zu 10% bei 50% relative Luftfeuchte, oder bis zu 30% bei hoher Umgebungsluftfeuchtigkeit, gebildet ist.Preferably, the proportion of the lignocellulose-containing material and the binder in the cured material from 70 wt .-% to 100 wt .-%, preferably from 80 wt .-% to 100 wt .-%; more preferably from 85% to 100%, even more preferably from 90% to 100%, or 95% to 100%, by weight. For example, the wood material contains only lignocellulose-containing material and binder, and optionally paraffin (e), the binder preferably only from components (a) - (c) or (a) and (b), with some residual water, depending on ambient humidity , z. B. 2-4% residual water after pressing, up to 10% at 50% relative humidity, or up to 30% at high ambient humidity is formed.

Das Bindemittelsystem kann die folgenden Komponenten, bezogen auf die Gesamtmenge aller Komponenten des Bindemittelsystems, beispielsweise wie folgt enthalten:

  • (a) Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente: 50–99 Gew.-%, bevorzugt 55–98 Gew.-% oder 60–98 Gew.-%. Es ist auch möglich, den Gehalt der Isocyanatgruppen-enthaltenen Komponente weiter zu erhöhen: 65–98 Gew.-% oder 70–98 Gew.-%.
  • (b) mindestens eine Komponente, die nicht in situ aus der Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente erzeugt wird, und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak; Verbindungen mit einer primären Aminogruppe; NH4 +-Salzen; und primären Ammoniumsalzen: 2–30 Gew.-%.
  • (c) optional Lignin und/oder Tannin: 0–30 Gew.-%.
  • (d) Lösungsmittel, bevorzugt Wasser: 0–50 Gew.-%, bevorzugt 1–50 Gew.-%. Wasser kann als Lösungsmittel verwendet werden. Wasser wird insbesondere bei der Verwendung von Ammoniumsalzen eingesetzt. Ammoniumsalze können aber auch als Feststoff ohne Wasser eingesetzt werden.
The binder system may contain the following components, based on the total amount of all components of the binder system, for example as follows:
  • (a) Isocyanate group-containing component: 50-99% by weight, preferably 55-98% by weight or 60-98% by weight. It is also possible to further increase the content of the isocyanate group-containing component: 65-98% by weight or 70-98% by weight.
  • (b) at least one component which is not generated in situ from the isocyanate group-containing component and is selected from the group consisting of ammonia; Compounds having a primary amino group; NH 4 + salts; and primary ammonium salts: 2-30% by weight.
  • (c) optionally lignin and / or tannin: 0-30% by weight.
  • (D) solvent, preferably water: 0-50 wt .-%, preferably 1-50 wt .-%. Water can be used as a solvent. Water is used especially when using ammonium salts. Ammonium salts can also be used as a solid without water.

Weitere Komponenten werden bevorzugt in einer Gesamtmenge von 0–30 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel, bevorzugt 0–20 oder 0–10 Gew.-% verwendet.Other components are preferably used in a total amount of 0-30 wt .-%, based on the binder, preferably 0-20 or 0-10 wt .-%.

Bevorzugt wird keine weitere, mit den anderen Komponenten des Bindemittelsystems polymerisierbare, Komponente verwendet. In einer Ausführungsform werden ausschließlich die spezifizierten Komponenten (a)–(d), d. h. keine zusätzlichen Komponenten, verwendet.Preferably, no further component which can be polymerized with the other components of the binder system is used. In one embodiment, only the specified components (a) - (d), d. H. no additional components used.

Die Isocyanatgruppen-enthaltende Komponente enthält mindestens zwei Isocyanatgruppen (NCO-Gruppen) und ist somit eine Di- oder Polyisocyanat-Komponente, bevorzugt Diphenylmethandiisocyanat.The isocyanate group-containing component contains at least two isocyanate groups (NCO groups) and is thus a di- or polyisocyanate component, preferably diphenylmethane diisocyanate.

In einer Ausführungsform wird Diphenylmethandiisocyanat als Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente in Kombination mit Ammoniumcarbonat, Ammoniumcarbamat und/oder Ammoniumhydrogencarbonat als Komponente in Schritt (ii)(b) verwendet.In one embodiment, diphenylmethane diisocyanate is used as the isocyanate group-containing component in combination with ammonium carbonate, ammonium carbamate and / or ammonium hydrogencarbonate as a component in step (ii) (b).

Der erfindungsgemäß hergestellte Holzwerkstoff kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Faserplatten, Spanplatten, Dämmstoffen, Dämmplatten, Oriented Strandboards, Unoriented Strandboards, Furnieren, Sperrholz, Holzkompositwerkstoffen und Engineered Wood Products, insbesondere sind die Holzwerkstoffe mitteldichte Holzwerkstoffe mit einer Dichte von 550 kg/m3 bis 800 kg/m3, ultraleichte Holzwerkstoffe mit einer Dichte von unter 550 kg/m3 oder hochdichte Holzwerkstoffe mit einer Dichte von größer als 800 kg/m3.The wood material produced according to the invention may be selected from the group consisting of fiberboard, chipboard, insulation, insulation boards, Oriented Strandboards, Unoriented Strandboards, veneers, plywood, wood composites and Engineered Wood Products, in particular the Wood-based materials Medium-density wood-based materials with a density of 550 kg / m 3 to 800 kg / m 3 , ultra-light wood materials with a density of less than 550 kg / m 3 or high-density wood materials with a density greater than 800 kg / m 3 .

Der Begriff ”Engineered Wood Products” (man-made wood) betrifft verklebte Produkte, die Vollholz als lasttragende Werkstoffe ersetzen können, beispielsweise Span- oder Faserwerkstoffe, oder Vollholzprodukte wie Brettschichtholz (mit und ohne Keilzinkung).The term "engineered wood products" (man-made wood) refers to bonded products that can replace solid wood as load-bearing materials, such as chip or fiber materials, or solid wood products such as glulam (with and without finger jointing).

Komponente (b) ist Teil des Bindemittelsystems und beschleunigt das Aushärten des Bindemittels. Komponente (b) wird beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht in situ aus der Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente erzeugt, sondern als eigene Komponente eingesetzt. Komponente (b) enthält mindestens zwei, d. h. zwei, drei oder vier, unter Härtungsbedingungen gegenüber Isocyanat reaktive Stickstoffwasserstoffatome.Component (b) is part of the binder system and accelerates the curing of the binder. Component (b) is not generated in situ from the isocyanate group-containing component in the process of the invention, but used as a separate component. Component (b) contains at least two, d. H. two, three or four, under curing conditions to isocyanate-reactive nitrogen hydrogen atoms.

Die mindestens eine Komponente (b), die nicht in situ aus der Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente erzeugt wird, ist ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak; Verbindungen mit einer primären Aminogruppe; NH4 +-Salzen; und primären Ammoniumsalzen: 0,1–30 Gew.-%. Eine besonders starke Beschleunigung der Reaktion ergibt sich, wenn die Komponente (b) unter Aushärtungsbedingungen Ammoniak freisetzt oder wenn direkt Ammoniak verwendet wird. Die Ammoniakfreisetzende Komponente (b) setzt Ammoniak bevorzugt ab einer Temperatur von 80°C oder 60°C, weiter bevorzugt 50°C oder 45°C, oder durch Protonenabgabe frei.The at least one component (b) which is not generated in situ from the isocyanate group-containing component is selected from the group consisting of ammonia; Compounds having a primary amino group; NH 4 + salts; and primary ammonium salts: 0.1-30% by weight. A particularly strong acceleration of the reaction results when component (b) releases ammonia under curing conditions or when ammonia is used directly. The ammonia-releasing component (b) releases ammonia preferably from a temperature of 80 ° C or 60 ° C, more preferably 50 ° C or 45 ° C, or by proton release.

Die Komponente (b) enthält bevorzugt keine Hydroxygruppe(n). Die Komponente (b) wird erfindungsgemäß Teil des ausgehärteten Polyharnstoffderivats.The component (b) preferably contains no hydroxyl group (s). The component (b) according to the invention is part of the cured polyurea derivative.

In einer Ausführungsform ist die mindestens eine Komponente (b) in Schritt (ii) ausgewählt aus Ammoniak und Ammoniumverbindungen, wobei die Ammoniumverbindung(en) insbesondere Ammoniumhydroxid, Ammoniumcarbamat, Ammoniumcarbonat Diammoniumhydrogenphosphat, Ammoniumhydrogensulfat und/oder Ammoniumhydrogencarbonat, insbesondere Ammoniumcarbonat ist/sind.In one embodiment, the at least one component (b) in step (ii) is selected from ammonia and ammonium compounds, wherein the ammonium compound (s) is / are in particular ammonium hydroxide, ammonium carbamate, ammonium carbonate diammonium hydrogenphosphate, ammonium hydrogensulfate and / or ammonium bicarbonate, in particular ammonium carbonate.

In einer Ausführungsform ist die mindestens eine Komponente (b) aus Schritt (ii) ausgewählt aus Ammoniumcarbonat, Ammoniumcarbamat und Ammoniumhydrogencarbonat, bevorzugt Ammoniumcarbonat, und Ammoniumhydrogencarbonat, und der ausgehärtete Holzwerkstoff enthält einen Polyharnstoffschaum oder Polybiuretschaum.In one embodiment, the at least one component (b) of step (ii) is selected from ammonium carbonate, ammonium carbamate and ammonium bicarbonate, preferably ammonium carbonate, and ammonium bicarbonate, and the cured wood material contains a polyurea foam or polybiuret foam.

In einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente und die mindestens eine Komponente (b) des Bindemittelsystems mittels Düsen getrennt voneinander aufgesprüht.In one embodiment of the process, the isocyanate group-containing component and the at least one component (b) of the binder system are sprayed on separately from one another by means of nozzles.

Das getrennte Aufbringen der Komponenten kann ein zu schnelles Aushärten des Isocyanatbindemittels oder ein zu starkes Schäumen verhindern. Hierbei sind die Aushärtungsgeschwindigkeit und die Schaumbildungsneigung abhängig von den eingesetzten Komponenten. Die beiden Komponenten können beispielsweise auf Holzfasern oder -späne aufgebracht werden. Beispielsweise kann hierzu eine Ammoniumsalzlösung als die Komponente in Schritt (ii)(b) verwendet werden.The separate application of the components can prevent too fast hardening of the isocyanate binder or excessive foaming. In this case, the curing rate and the foaming tendency are dependent on the components used. The two components can be applied to wood fibers or chips, for example. For example, an ammonium salt solution may be used as the component in step (ii) (b).

In einer anderen Ausführungsform liegt das Bindemittelsystem als Gemisch aus allen Komponenten vor, z. B. wird die mindestens eine Komponente (b) in Schritt (ii) als Zusatz zum Isocyanatbindemittel-Wasser-Gemisch eingesetzt. Die Isocyanatgruppen-enthaltende Komponente (z. B. PMDI) und die mindestens eine NH2- und/oder -NH3-Gruppe(n)-enthaltende Komponente (z. B. Ammoniakwasser) können in Schritt (ii) miteinander gemischt und als Mischung auf Späne, Fasern oder Strands aufgebracht werden. Alternativ können beide Komponenten aber auch getrennt oder gemeinsam aufgesprüht werden.In another embodiment, the binder system is present as a mixture of all components, e.g. For example, the at least one component (b) is used in step (ii) as an additive to the isocyanate binder-water mixture. The isocyanate group-containing component (eg PMDI) and the at least one NH 2 and / or -NH 3 group (n) -containing component (eg ammonia water) can be mixed together in step (ii) and referred to as Mixture be applied to chips, fibers or strands. Alternatively, however, both components can also be sprayed on separately or together.

Besonders bevorzugt wird das Aushärten bei einer Bindemittel Temperatur in einem Bereich von 20°C bis 140°C, bevorzugt von 30°C bis 120°C oder von 50°C bis 90°C, weiter bevorzugt 60°C bis 80°C, weiter bevorzugt 65°C bis 75°C, durchgeführt. Hierbei kann die Bindemittel Temperatur beim Aushärten umso niedriger gewählt werden, umso reaktiver die Komponente (b) ist. Die Aushärtung wird durch Ammoniak am stärksten beschleunigt.Curing at a binder temperature in a range from 20 ° C. to 140 ° C., preferably from 30 ° C. to 120 ° C. or from 50 ° C. to 90 ° C., more preferably from 60 ° C. to 80 ° C., is particularly preferred. more preferably 65 ° C to 75 ° C, performed. In this case, the binder temperature can be selected lower during curing, the more reactive component (b) is. The hardening is accelerated by ammonia the strongest.

Eine Ausführungsform betrifft daher das Verfahren, wobei in Schritt (ii) Ammoniak verwendet wird und das Aushärten bei einer Temperatur von 10°C bis 80°C erfolgt oder wobei in Schritt (ii) ein NH4 +-Salz verwendet wird und das Aushärten bei einer Temperatur von 30°C bis 160°C, bevorzugt bis 140°C erfolgt.One embodiment therefore relates to the process wherein ammonia is used in step (ii) and the curing is carried out at a temperature of 10 ° C to 80 ° C or wherein in step (ii) an NH 4 + salt is used and the curing at a temperature of 30 ° C to 160 ° C, preferably to 140 ° C.

Hierbei ist die Bindemittel Temperatur die Temperatur im Kern einer Platte beim Aushärten, z. B. beim Pressen. Die Plattentemperatur auf der Oberfläche bzw. Temperatur der Pressplatten (eingestellt in der Presse) ist die Oberflächentemperatur und ist immer größer als die Kern Temperatur. Here, the binder temperature is the temperature in the core of a plate during curing, z. B. when pressing. The plate temperature on the surface or temperature of the press plates (set in the press) is the surface temperature and is always greater than the core temperature.

Alternativ oder zusätzlich zu der Verwendung einer erhöhten Temperatur in Schritt (iii), wie oben beschrieben, kann die Aushärtung unter Pressdruck durchgeführt werden.Alternatively, or in addition to the use of an elevated temperature in step (iii), as described above, the curing may be carried out under pressing pressure.

Der hierbei angewendete Druck kann sehr unterschiedlich sein. Beispielsweise wird bei der Herstellung von Dämmstoffen wird ein sehr geringer Druck verwendet. Ein mittlerer Druck wird bei der Herstellung von MDF/Mitteldichte Faserplatten verwendet und ein hoher Druck wird bei der Herstellung von HDF/Hochdichte Faserplatten verwendet. Der verwendete Druck kann daher vom Fachmann in Abhängigkeit des herzustellenden Holzwerkstoffs geeignet ausgewählt werden.The applied pressure can be very different. For example, in the production of insulating materials, a very low pressure is used. Medium pressure is used in the production of MDF / medium density fiberboard and high pressure is used in the production of HDF / high density fiberboard. The pressure used can therefore be suitably selected by the skilled person depending on the wood material to be produced.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer Komponente (b), wie hierin definiert, zur Beschleunigung der Aushärtung eines Bindemittelsystems in einem Holzwerkstoff, insbesondere zur Beschleunigung des Härtungsschrittes (iii) im erfindungsgemäßen Verfahren.The invention also relates to the use of a component (b) as defined herein for accelerating the curing of a binder system in a wood-based material, in particular for accelerating the curing step (iii) in the process according to the invention.

Die Erfindung betrifft somit auch die Verwendung einer Komponente (b), wie nachfolgend definiert, zur Beschleunigung der Aushärtung eines Bindemittelsystems in einem Holzwerkstoff, wobei das Bindemittelsystem die folgenden Komponenten enthält:

  • (a) mindestens eine Isocyanatgruppen-enthaltende Komponente,
  • (b) mindestens die eine Komponente (b), ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak; Verbindungen mit einer primären Aminogruppe; NH4 +-Salzen; und primären Ammoniumsalzen, wobei die primären Ammoniumsalze keine Ammoniumsalze der dithionigen Säure sind,
  • (c) optional Lignine und/oder Tannine, und
  • (d) optional Lösungsmittel; wobei das Bindemittelsystem die mindestens eine Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente in einer Menge von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf alle polymerisierbaren Komponenten des Bindemittelsystems, enthält; wobei nur Lignine und/oder Tannine als Hydroxygruppe-enthaltende Komponente(n) in dem Bindemittelsystem enthalten sein können.
The invention thus also relates to the use of a component (b), as defined below, for accelerating the curing of a binder system in a wood material, wherein the binder system contains the following components:
  • (a) at least one isocyanate group-containing component,
  • (b) at least one component (b) selected from the group consisting of ammonia; Compounds having a primary amino group; NH 4 + salts; and primary ammonium salts, wherein the primary ammonium salts are not ammonium salts of the dithionic acid,
  • (c) optionally lignins and / or tannins, and
  • (d) optionally, solvent; wherein the binder system contains the at least one isocyanate group-containing component in an amount of at least 50% by weight, based on all polymerizable components of the binder system; wherein only lignins and / or tannins as hydroxy group-containing component (s) may be contained in the binder system.

Zudem betrifft die Erfindung einen Holzwerkstoff, hergestellt oder herstellbar durch ein Verfahren wie hierin beschrieben. Der Holzwerkstoff weist Biuretverbindungen im Bindemittel auf.In addition, the invention relates to a wood-based material produced or producible by a method as described herein. The wood-based material has biuret compounds in the binder.

Der Nachweis von Reaktionsprodukten der Reaktion der OH-Gruppen des Lignins/Tannins und Isocyanat erfolgt bevorzugt mittels NMR-Spektroskopie.The detection of reaction products of the reaction of the OH groups of lignin / tannin and isocyanate is preferably carried out by NMR spectroscopy.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung einer Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak; Verbindungen mit einer primären Amingruppe; NH4 +-Salzen; und primären Ammoniumsalzen in dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere zur Beschleunigung der Aushärtung einer Isocyanatkomponente in einem Lignocellulose-enthaltendem Material, in Abwesenheit von zusätzlichen, Hydroxygruppe(n)-enthaltende oder Aminogruppe(n)-enthaltende Komponenten.The present invention also relates to the use of a component selected from the group consisting of ammonia; Compounds with a primary amine group; NH 4 + salts; and primary ammonium salts in the process of the invention, in particular for accelerating the curing of an isocyanate component in a lignocellulose-containing material, in the absence of additional hydroxy group (n) -containing or amino group-containing components.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch Produkte, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar sind oder damit hergestellt wurden.The present invention also relates to products which can be prepared by the process according to the invention or have been produced therewith.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Holzwerkstoffe, die nach dem Aushärten ein Bindemittel mit der Struktureinheit -[NH-C(=O)-NR1-C(=O)-NH]- einhält, wobei R1 ein Wasserstoffatom sein kann oder eine entsprechende Struktur/Gruppen der Ausgangsmaterialien, oder im Molekül auch Ausgangs-Substitutionsgruppen enthalten sein können, wie z. B. Phenyl-gruppen bei PMDI, etc.In particular, the present invention relates to wood-based materials which, after curing, contain a binder having the structural unit - [NH-C (OO) -NR 1 -C (= O) -NH] - where R 1 may be a hydrogen atom or a corresponding structure. Groups of starting materials, or may be contained in the molecule and initial substitution groups, such as. As phenyl groups in PMDI, etc.

Somit enthält das Bindemittel bevorzugt die Struktureinheit -[NH-C(=O)-NR1-C(=O)-NRH]-, wobei R1 gleich Wasserstoff ist (falls eine Ammoniak-freisetzende Komponente verwendet wird), oder die Gruppe darstellt, die durch das eingesetzte primäre Amin gebildet wird.Thus, the binder preferably contains the structural unit - [NH-C (= O) -NR 1 -C (= O) -NRH] - where R 1 is hydrogen (if an ammonia-releasing component is used) or represents the group which is formed by the primary amine used.

Bevorzugt ist die Struktureinheit -[NH-C(=O)-NH-C(=O)-NH]-.Preferably, the structural unit is - [NH-C (= O) -NH-C (= O) -NH] -.

Insbesondere bevorzugt enthalten diese Holzwerkstoffe kein UF (Harnstoff-Formaldehydharz-Leim), MUF (Melamin-Urea-Formaldehyd-Leim), MUPF (Melamin-Urea-Phenol-Formaldehyd-Leim) oder MF (Melamin-Formaldehyd-Kondensationsharze), bzw. deren ungehärteten Ausgangsmaterialien. In particular, these wood-based materials preferably contain no UF (urea-formaldehyde resin glue), MUF (melamine-urea-formaldehyde glue), MUPF (melamine-urea-phenol-formaldehyde glue) or MF (melamine-formaldehyde condensation resins), or their uncured starting materials.

Falls die Komponente (b) unter den Härtungsbedingungen keinen Ammoniak freisetzt, z. B. falls primäre Amine mit geringem Dissoziationsdruck verwendet werden, dann entsteht nach Reaktion mit Isocyanat kein Harnstoff mit NH2-Gruppe, sondern mit einer NHR-Gruppe. Bei primären Aminen mit zwei oder mehr Aminogruppen reagiert erst eine und dann die andere Aminogruppe mit Isocyanat, aber nicht zweimal die gleiche Aminogruppe wie es erfindungsgemäß erforderlich ist.If component (b) does not release ammonia under the curing conditions, e.g. B. if primary amines are used with low dissociation pressure, then produced after reaction with isocyanate no urea with NH 2 group, but with a NHR group. In the case of primary amines having two or more amino groups, first one and then the other amino group reacts with isocyanate, but not twice the same amino group as is required according to the invention.

Thermisches Aushärten: Dieser Ausdruck betrifft das Aushärten bzw. das Polymerisieren bzw. die Polyaddition der Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente mit der Komponente aus Schritt (ii)(b) des Verfahrens bei erhöhter Klebstofftemperatur, ohne Zugabe von weiteren Katalysatoren. Bevorzugt ist diese Temperatur größer als 50°C und geringer als 120°C.Thermal Curing: This term refers to the curing or polymerization or the polyaddition of the isocyanate group-containing component with the component from step (ii) (b) of the process at elevated adhesive temperature, without the addition of further catalysts. Preferably, this temperature is greater than 50 ° C and less than 120 ° C.

Der Begriff ”Werkstoff”, so wie hier verwendet, betrifft Materialien, die nach gegebenenfalls weiterer Verarbeitung, der beabsichtigten Verwendung zugeführt werden. Beispielsweise können Dämmplatten zugeschnitten werden und dann in das zu dämmende Objekt eingebaut werden.The term "material" as used herein refers to materials which, after further processing, may be added to the intended use. For example, insulation panels can be cut to size and then installed in the object to be insulated.

Der Ausdruck ”aus der Natur gewonnen” bedeutet, dass das Lignocellulose-enthaltende Material aus Pflanzen erhalten wird, wobei die Pflanzen kultiviert werden können, oder aus natürlichen Beständen, z. B. Wäldern, stammen können.The term "derived from nature" means that the lignocellulose-containing material is obtained from plants, whereby the plants can be cultivated, or from natural stocks, e.g. As forests, can come.

Der Ausdruck ”unsubstituierte Ammoniumsalze” ist gleichbedeutend mit ”NH4 +-Salze”.The term "unsubstituted ammonium salts" is synonymous with "NH 4 + salts".

Der Ausdruck ”primäre Ammoniumsalze” betrifft ”RNH3 +-Salze”. Verbindungen mit einer Aminogruppe können als R-NH2 beschrieben werden. In den R-NH3 +-Salzen und R-NH2-Verbindungen ist R bevorzugt ausgewählt ist aus linearen oder verzweigten Alkylgruppen (bevorzugt C1-20 Alkyl, besonders C1-8 Alkyl), Heteroalkylgruppen (bevorzugt C1-20 Heteroalkyl, besonders C1-8 Heteroalkyl), Cycloalkylgruppen (bevorzugt C1-20 Cycloalkyl, besonders C1-8 Cycloalkyl), Heterocycloalkylgruppen (bevorzugt C1-20 Heterocycloalkyl, besonders C1-8 Heterocycloalkyl), Arylgruppen, Heteroarylgruppen, Acyigruppen (bevorzugt C1-20 Acyl, besonders C1-8 Acyl), Aikoxygruppen (bevorzugt C1-20), Aryloxygruppen (bevorzugt C1-12).The term "primary ammonium salts" refers to "RNH 3 + salts". Compounds with an amino group can be described as R-NH 2 . In the R-NH 3 + salts and R-NH 2 compounds, R is preferably selected from linear or branched alkyl groups (preferably C 1-20 alkyl, especially C 1-8 alkyl), heteroalkyl groups (preferably C 1-20 heteroalkyl, especially C 1-4 -8 heteroalkyl), cycloalkyl groups (preferably C1-20 cycloalkyl, especially C1-8 cycloalkyl), heterocycloalkyl groups (preferably C1-20 heterocycloalkyl, especially C1-8 heterocycloalkyl), aryl groups, heteroaryl groups, acygroups (preferably C1-20 acyl, especially C1- 8 acyl), aikoxy groups (preferably C1-20), aryloxy groups (preferably C1-12).

Hierbei können die einzelnen Gruppen (Alkyl, Aryl, ...) gegebenenfalls substituiert sein, wobei der Ausdruck „substituiert”, sich darauf bezieht, dass diese Gruppen ein oder mehrere Substituenten aufweisen, ausgewählt aus der Gruppe umfassend OH, =O, =S, =NRh, =N-ORh, Sh, NH2, NO2, NO2, N3, CF3, CN, OCN, SCN, NCO, NCS, C(O)NH2, C(O)H, C(O)OH, Halogen, Rh, SRh, S(O)Rh, S(O)ORh, S(O)2Rh, S(O)2ORh, OS(O)Rh, OS(O)ORh, OS(O)2Rh, OS(O)2ORh, OP(O)(ORh)(ORi), P(O)(ORh)(ORi), ORh, NHRi, N(Rh)Ri, +N(Rh)(Ri)Rj, Si(Rh)(Ri)Rj, Si(Rh)(Ri)Rj, C(O)Rh, C(O)ORh, C(O)N(Ri)Rh, OC(O)Rh, OC(O)ORh, OC(O)N(Rh)Ri, N(Ri)C(O)Rh, N(Ri)C(O)ORh, N(Ri)C(O)N(Rj)Rh, und die Thioderivate dieser Substituenten, oder eine protonierte oder deprotonierte Form dieser Substituenten, wobei Rh, Ri, und Rj unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H und gegebenenfalls substituierten C-1-15 Alkyl, C-1-15 Heteroalkyl, C3-15 Cycloalkyl, C3-15 Heterocycloalkyl, C4-15 Aryl, oder C4-15 Heteroaryl oder einer Kombination hiervon, zwei oder mehr von Rh, Ri, und Rj sind gegebenenfalls miteinander verbunden, um ein oder mehrere Kohlenstoffzyklen oder Heterozyklen auszubilden.Here, the individual groups (alkyl, aryl,...) May optionally be substituted, the term "substituted" referring to these groups having one or more substituents selected from the group comprising OH, = O, = S , = NR h , = N-OR h , S h , NH 2 , NO 2 , NO 2 , N 3 , CF 3 , CN, OCN, SCN, NCO, NCS, C (O) NH 2 , C (O) H, C (O) OH, halo, R h , SR h , S (O) R h , S (O) OR h , S (O) 2 R h , S (O) 2 OR h , OS (O) R h , OS (O) OR h , OS (O) 2 R h , OS (O) 2 OR h , OP (O) (OR h ) (OR i ), P (O) (OR h ) (OR i ), OR h , NHR i , N (R h ) R i , + N (R h ) (R i ) R j , Si (R h ) (R i ) R j , Si (R h ) (R i ) R j , C (O) R h , C (O) OR h , C (O) N (R i ) R h , OC (O) R h , OC (O) OR h , OC (O) N (R h ) R i , N (R i ) C (O) R h , N (R i ) C (O) OR h , N (R i ) C (O) N (R j ) R h , and the thio derivatives thereof Substituents, or a protonated or deprotonated form of these substituents, wherein R h , R i , and R j are independently selected from H and optionally substituted C 1-15 alkyl, C 1-15 He teroalkyl, C3-15 cycloalkyl, C3-15 heterocycloalkyl, C4-15 aryl, or C4-15 heteroaryl or a combination thereof, two or more of R h , R i , and R j are optionally joined together to form one or more carbon cycles or form heterocycles.

Der Ausdruck „Alkyl”, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoff-Substituenten, Beispiele der Alkylgruppen schließen ein Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Octyl, Decyl, Isopropyl, sec-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Isopentyl, Vinyl, Allyl, 1-Butenyl, 2-Butenyl, Isobutenyl, und Pentenyl.The term "alkyl" as used herein refers to straight-chained or branched, saturated or unsaturated hydrocarbon substituents, examples of the alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl, isopropyl, sec Butyl, isobutyl, tert-butyl, isopentyl, vinyl, allyl, 1-butenyl, 2-butenyl, isobutenyl, and pentenyl.

Der Ausdruck „Cycloalkyl” oder „Kohlenstoffzyklen”, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf gesättigte oder ungesättigte, nicht aromatische Kohlenwasserstoffzyklen, die aus eins, zwei oder mehr Ringen bestehen können. Beispiele hiervon schließen ein: Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclopentenyl, Cyclopentadienyl, Cyclohexyl, Cyclohexonyl, usw.The term "cycloalkyl" or "carbon cycles" as used herein refers to saturated or unsaturated, non-aromatic hydrocarbon cycles which may consist of one, two or more rings. Examples thereof include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclopentenyl, cyclopentadienyl, cyclohexyl, cyclohexonyl, etc.

Der Ausdruck „Heteroalkyl”, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoff – Substituenten, in denen mindestens ein Kohlenstoff durch ein Heteroatom ersetzt ist. Die Heteroatome sind bevorzugt ausgewählt aus S, N, O, und P.The term "heteroalkyl" as used herein refers to straight-chain or branched, saturated or unsaturated hydrocarbon substituents in which at least one carbon is replaced by a heteroatom. The heteroatoms are preferably selected from S, N, O, and P.

Der Ausdruck „Aryl”, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf aromatische Substituenten, die aus ein oder mehreren miteinander fusionierten Ringen bestehen können. Beispiele für Aryl schließen ein: Phenyl, Naphtyl und Antracenyl. The term "aryl" as used herein refers to aromatic substituents which may be one or more rings fused together. Examples of aryl include phenyl, naphthyl and antracenyl.

Der Ausdruck „Acyl”, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf die funktionelle Gruppe mit der allgemeinen Struktur Ra-(C=O) – wobei Ra einen gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest darstellt, insbesondere eine Kohlenstoffkette mit C1 bis C8 Kohlenstoffatomen.The term "acyl" as used herein refers to the functional group having the general structure Ra- (C = O) - wherein Ra represents an optionally substituted hydrocarbon radical, especially a carbon chain having C1 to C8 carbon atoms.

Der Ausdruck „Heteroaryl”, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf aromatische Substituenten, die aus ein oder mehreren miteinander fusionierten Ringen bestehen können. Hierbei ist mindestens ein Kohlenstoffatom der aromatischen R Gruppe durch ein Heteroatom ersetzt, insbesondere S, N, O oder P. Beispiele für Heteroarylgruppen schließen ein: Pyridinyl, Furanyl, Pyrrolyl, Triazolyl, Pyrazolyl, Imidazolyl, Thiophenyl, Indolyl, Benzofuranyl, Benzimidazolyl, Indazolyl, Benzotriazolyl, Benzisoxazolyl, und Chinolinyl.The term "heteroaryl" as used herein refers to aromatic substituents which may consist of one or more rings fused together. Here, at least one carbon atom of the aromatic R group is replaced by a heteroatom, in particular S, N, O or P. Examples of heteroaryl groups include: pyridinyl, furanyl, pyrrolyl, triazolyl, pyrazolyl, imidazolyl, thiophenyl, indolyl, benzofuranyl, benzimidazolyl, indazolyl , Benzotriazolyl, benzisoxazolyl, and quinolinyl.

Der Ausdruck „Heterocycloalkyl” oder „Heterozyklen”, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf gesättigte oder ungesättigte, nicht aromatische zyklische Kohlenwasserstoff-Substituenten, die aus ein oder mehreren miteinander fusionierten Ringen bestehen können, dabei ist mindestens ein Kohlenstoff in einem der Ringe durch ein Heteroatom ersetzt, insbesondere S, N, O oder P. Beispiele für Heterocycloalkyle schließen ein: Tetrahydrofuranyl, Pyrrolidinyl, Piperidinyl, 1,4-Dioxanyl, Morpholinyl, Piperazinyl, Oxyzolidinyl, Decahydrochinolinyl.The term "heterocycloalkyl" or "heterocycles" as used herein refers to saturated or unsaturated, non-aromatic cyclic hydrocarbon substituents which may consist of one or more fused rings, with at least one carbon in one of the rings substituted by a heteroatom, especially S, N, O or P. Examples of heterocycloalkyl include tetrahydrofuranyl, pyrrolidinyl, piperidinyl, 1,4-dioxanyl, morpholinyl, piperazinyl, oxyzolidinyl, decahydroquinolinyl.

Wenn Ausdrücke wie „gegebenenfalls substituiert” verwendet werden, beziehen sich diese Ausdrücke auf alle sich anschließenden Reste solange nicht anders ausgeführt.When terms such as "optionally substituted" are used, these terms refer to all subsequent residues unless otherwise specified.

D. h., der Ausdruck „gegebenenfalls substituierte Alkyl, Heteroalkyl, Aryl, Acyl” ist als „gegebenenfalls substituierte Alkyl, gegebenenfalls substituierte Heteroalkyl, gegebenenfalls substituierte Aryl, gegebenenfalls substituierte Acyl” zu lesen.That is, the term "optionally substituted alkyl, heteroalkyl, aryl, acyl" is to be read as "optionally substituted alkyl, optionally substituted heteroalkyl, optionally substituted aryl, optionally substituted acyl".

Die Herstellung der Holzwerkstoffe kann unter Verwendung von üblichen Vorrichtungen, z. B. Heizpressen, wie im Stand der Technik bekannt, erfolgen. Beispielhafte Verfahren sind in den hierein zitierten Dokumenten zu finden, beispielsweise in der DE2711958 . Siehe auch Dunky, M., Niemz, P. (2002) Holzwerkstoffe und Leime – Technologie und Einflussfaktoren. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, Seiten 122–128 ; und Deppe, H., Ernst, K. (2000) Taschenbuch der Spanplattentechnik. DRW-Verlag, Leinfelden-Echterdingen .The production of the wood materials can be carried out using conventional devices, for. B. heating presses, as known in the art, done. Exemplary methods can be found in the documents cited herein, for example, in U.S. Pat DE2711958 , See also Dunky, M., Niemz, P. (2002) Wood materials and glues - technology and influencing factors. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, pages 122-128 ; and Deppe, H., Ernst, K. (2000) Taschenbuch der Spanplattentechnik. DRW publishing house, Leinfelden-Echterdingen ,

Die Ausdrücke ”thermisches Aushärten”, ”thermomechanisches Aushärten” oder ”mechanisches Aushärten” der Mischung betrifft das Anwenden von Verfahrensbedingungen, die es erlauben, das erfindungsgemäß verwendete Bindemittelsystem zu polymerisieren. Geeignete Bedingungen sind dem Fachmann bekannt und können je nach Bindemittelsystem durch Routineversuche optimiert werden.The terms "thermal curing," "thermo-mechanical curing," or "mechanical curing" of the mixture refers to the use of process conditions that allow the binder system of the present invention to be polymerized. Suitable conditions are known to those skilled in the art and can be optimized by routine experimentation depending on the binder system.

BeispieleExamples

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde das Aushärtungsverhalten Isocyanatgruppen-enthaltende Komponente am Beispiel des PMDIs vor allem im Differential-Scan-Kalorimeter (DSC) untersucht. Hier ergab sich, dass die direkte Zugabe von Ammoniak zum Reaktionsgemisch eine deutliche Abnahme der Temperatur zur Folge hatte, bei der die exotherme Reaktion einsetzte (Onset-Temperatur, 1). Allerdings lief die Reaktion so heftig ab, dass nicht die gesamte Wärmeenergie gemessen werden konnte. Demgegenüber ergab die Zugabe von Ammoniumsulfat, nur eine geringe Abnahme der Onset Temperatur (1).In the context of the present invention, the curing behavior isocyanate group-containing component was investigated using the example of the PMDI, especially in differential scanning calorimeter (DSC). As a result, the direct addition of ammonia to the reaction mixture resulted in a significant decrease in the temperature at which the exothermic reaction started (onset temperature, 1 ). However, the reaction was so violent that not all the heat energy could be measured. In contrast, the addition of ammonium sulfate gave only a slight decrease in the onset temperature ( 1 ).

Eine deutlich besser zu steuernde Beschleunigung der Reaktion zeigte sich bei Verwendung von Ammoniumcarbonat und -hydrogencarbonat. Ammoniumcarbonat zerfällt bei 58°C, Ammoniumhydrogencarbonat bei etwa 60°C vollständig in Ammoniak, Kohlenstoffdioxid und Wasser. Das beim thermischen Zerfall jeweils freigesetzte Ammoniakgas führt zu einer beschleunigten Aushärtung vom PMDI (2 und 3).A much better controlled acceleration of the reaction was evident when using ammonium carbonate and bicarbonate. Ammonium carbonate decomposes at 58 ° C, ammonium bicarbonate at about 60 ° C completely in ammonia, carbon dioxide and water. The released during thermal decomposition ammonia gas leads to an accelerated curing of PMDI ( 2 and 3 ).

Die Ausprägung der Festigkeiten über verschiedene Temperaturen und Konzentrationen der Beschleunigungsmittel Ammoniumcarbonat und Ammoniumhydrogencarbonat wurde mit Hilfe des ABES (Automated Bonding Evaluation System) ermittelt. Hierbei werden Furniere miteinander verklebt und die Zugscherfestigkeit bestimmt. Als Referenz (Ref) wurde zuerst eine Messreihe mit reinem PMDI und 10% Wasserzugabe (W/W) und unterschiedlichen Temperaturen und Presszeiten erstellt (4).The manifestation of the strengths over various temperatures and concentrations of the accelerators ammonium carbonate and ammonium hydrogencarbonate was determined with the aid of the ABES (Automated Bonding Evaluation System). Here, veneers are glued together and the tensile shear strength determined. As a reference (Ref), first a series of measurements with pure PMDI and 10% water addition (W / W) and different temperatures and pressing times was created ( 4 ).

Erst ab einer Temperatur von 120°C und 120 s Presszeit konnte eine tatsächliche Verklebung der Fuge gemessen werden, die weiteren Varianten mit geringeren Temperaturen bzw. Presszeiten bildeten keine Festigkeit aus. Die angezeigten Festigkeitswerte entsprechen dem Blindwert des ABES, bzw. denen von nicht beleimten Furnieren. Durch die Zugabe von Ammoniumhydrogencarbonat (AHC) in den Konzentrationen 5, 10, 20% (Masse AHC/Masse PMDI) konnten bereits bei einer Temperatur von 80°C und 20 s Zugscherfestigkeiten gemessen werden, welche den Referenzmessungen von 120°C und 120 s entsprechen (5). Die Variante mit 5% Zugabe zeigte die geringsten Festigkeiten. Only from a temperature of 120 ° C and 120 s pressing time, an actual bonding of the joint could be measured, the other variants with lower temperatures or pressing times formed no strength. The displayed strength values correspond to the blank value of the ABES, or those of non-glued veneers. The addition of ammonium bicarbonate (AHC) in concentrations of 5, 10, 20% (mass AHC / mass PMDI) has already enabled the measurement of tensile shear strengths at a temperature of 80 ° C and 20 s, which correspond to the reference measurements of 120 ° C and 120 s correspond ( 5 ). The variant with 5% addition showed the lowest strengths.

Die Festigkeiten konnten durch die Zugabe von Ammoniumcarbonat (AC) noch weiter verbessert werden, was vermutlich mit der höheren Anteil von Ammonium bei gleicher Salzmenge zu begründen ist (6).The strengths could be further improved by the addition of ammonium carbonate (AC), which is probably due to the higher proportion of ammonium with the same amount of salt ( 6 ).

Die Festigkeiten der Varianten 20% und 10% bei 80°C und 20 s Presszeit entsprechen den Referenzwerten bei 120°C und 200 s. Ebenfalls konnte bei AC ein Festigkeitsabfall der Variante mit 5% gemessen werden, welcher aber bei Erhöhung der Presszeit um 10 s („AC 5%, 30 s”) nicht mehr zu beobachten war.The strengths of the variants 20% and 10% at 80 ° C and 20 s pressing time correspond to the reference values at 120 ° C and 200 s. Also at AC, a strength drop of the variant could be measured at 5%, which, however, was no longer observed when the pressing time was increased by 10 s ("AC 5%, 30 s").

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Claims (11)

Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffen, umfassend die Schritte, bevorzugt bestehend aus den Schritten: (i) Bereitstellen von Lignocellulose-enthaltendem Material, enthaltend 5–40 Gew.-% Lignine und 15–95 Gew.-% Holocellulose; (ii) In-Kontakt-Bringen des Materials aus Schritt (i) mit einem Bindemittelsystem, umfassend mindestens die folgenden Komponenten: (a) mindestens eine Isocyanatgruppen-enthaltende Komponente, (b) mindestens eine Komponente, die nicht in situ aus der mindestens einen Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente erzeugt wird, und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak; Verbindungen mit einer einzigen primären Aminogruppe; NH4 +-Salzen; und primären Ammoniumsalzen, wobei die primären Ammoniumsalze keine Ammoniumsalze der dithionigen Säure sind, (c) optional Lignine und/oder Tannine, und (d) optional Lösungsmittel; wobei das Bindemittelsystem die mindestens eine Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente in einer Menge von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf alle polymerisierbaren Komponenten des Bindemittelsystems, enthält; wobei nur das Lignocellulose-enthaltende Material und optional Lignine und/oder Tannine als Hydroxygruppe-enthaltende Komponente(n) in dem Verfahren verwendet werden, unter Erhalt einer Mischung; und (iii) Thermisches, thermomechanisches oder mechanisches Aushärten der Mischung aus Schritt (ii), unter Erhalt eines Holzwerkstoffs.A process for producing wood-base materials comprising the steps, preferably comprising the steps of: (i) providing lignocellulose-containing material containing 5-40% by weight of lignins and 15-95% by weight of holocellulose; (ii) contacting the material of step (i) with a binder system comprising at least the following components: (a) at least one isocyanate group-containing component, (b) at least one component not in situ from the at least one Isocyanate group-containing component is produced, and is selected from the group consisting of ammonia; Compounds having a single primary amino group; NH 4 + salts; and primary ammonium salts, wherein the primary ammonium salts are not ammonium salts of the dithionic acid, (c) optionally lignins and / or tannins, and (d) optionally, solvents; wherein the binder system contains the at least one isocyanate group-containing component in an amount of at least 50% by weight, based on all polymerizable components of the binder system; wherein only the lignocellulosic material and optionally lignins and / or tannins are used as the hydroxy group-containing component (s) in the process to obtain a mixture; and (iii) thermally, thermomechanically or mechanically curing the mixture of step (ii) to obtain a woody material. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die mindestens eine Komponente (b) unter den Aushärtungsbedingungen in Schritt (iii) Ammoniak freisetzt.The process of claim 1, wherein the at least one component (b) releases ammonia under the curing conditions in step (iii). Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Bindemittelsystem die folgenden Komponenten, bezogen auf die Gesamtmenge aller Komponenten des Bindemittelsystems, enthält: (a) Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente: 50–98 Gew.-%; (b) mindestens eine Komponente, die nicht in situ aus der Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente erzeugt wird, und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak; Verbindungen mit einer primären Aminogruppe; NH4 +-Salzen; und primären Ammoniumsalzen: 2–30 Gew.-%; (c) optional Lignin und/oder Tannin: 0–30 Gew.-%; und (d) Lösungmittel, bevorzugt Wasser: 0–50 Gew.-%, bevorzugt 1–50 Gew.-%.The process according to claim 1 or 2, wherein the binder system contains the following components, based on the total amount of all components of the binder system: (a) isocyanate group-containing component: 50-98% by weight; (b) at least one component which is not generated in situ from the isocyanate group-containing component and is selected from the group consisting of ammonia; Compounds having a primary amino group; NH 4 + salts; and primary ammonium salts: 2-30% by weight; (c) optionally lignin and / or tannin: 0-30% by weight; and (d) solvent, preferably water: 0-50 wt%, preferably 1-50 wt%. Das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Isocyanatgruppen-enthaltende Komponente eine Di- oder Polyisocyanat-Komponente ist, bevorzugt Diphenylmethandiisocyanat.The process according to any one of the preceding claims, wherein the isocyanate group-containing component is a di- or polyisocyanate component, preferably diphenylmethane diisocyanate. Das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Holzwerkstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Faserplatten, Spanplatten, Dämmstoffen, Dämmplatten, Oriented Strandboards, Unoriented Strandboards, Furnieren, Sperrholz, Holzkompositwerkstoffen und Engineered Wood Products, insbesondere sind die Holzwerkstoffe mitteldichte Holzwerkstoffe mit einer Dichte von 550 kg/m3 bis 800 kg/m3, ultraleichte Holzwerkstoffe mit einer Dichte von unter 550 kg/m3 und hochdichte Holzwerkstoffe mit einer Dichte von größer als 800 kg/m3.The method according to one of the preceding claims, wherein the wood material is selected from the group consisting of fiberboard, chipboard, insulation, insulation boards, Oriented Strandboards, Unoriented Strandboards, veneers, plywood, wood composites and engineered wood products, in particular the wood materials are medium-density wood materials with a Density from 550 kg / m 3 to 800 kg / m 3 , ultra light wood materials with a density of less than 550 kg / m 3 and high density wood materials with a density greater than 800 kg / m 3 . Das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Komponente (b) in Schritt (ii) ausgewählt ist aus Ammoniak und Ammoniumverbindungen, wobei die Ammoniumverbindungen bevorzugt Ammoniumcarbonat, Ammoniumcarbamat, Diammoniumhydrogenphosphat, Ammoniumhydrogensulfat und/oder Ammoniumhydrogencarbonat sind.The method according to any of the preceding claims, wherein the at least one component (b) in step (ii) is selected from ammonia and ammonium compounds, wherein the ammonium compounds are preferably ammonium carbonate, ammonium carbamate, diammonium hydrogenphosphate, ammonium hydrogensulfate and / or ammonium hydrogencarbonate. Das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente und die mindestens eine Komponente (b) des Bindemittelsystems mittels Düsen getrennt voneinander aufgesprüht werden.The process according to any of the preceding claims, wherein the isocyanate group-containing component and the at least one component (b) of the binder system are sprayed separately by means of nozzles. Das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Komponente (b) aus Schritt (ii) ausgewählt ist aus Ammoniumcarbonat, Ammoniumcarbamat und Ammoniumhydrogencarbonat und der ausgehärtete Holzwerkstoff einen Polyharnstoffschaum oder Polybiuretschaum enthält. The process according to any of the preceding claims, wherein the at least one component (b) of step (ii) is selected from ammonium carbonate, ammonium carbamate and ammonium bicarbonate and the cured wood material contains a polyurea foam or polybiuret foam. Das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt (i) ein oder mehrere Zusatzstoffe in das Lignocellulose-enthaltenden Material eingemischt wird, bevor es in Kontakt mit dem Bindemittelsystem gebracht wird.The process according to any one of the preceding claims, wherein in step (i) one or more additives are mixed into the lignocellulosic material before it is brought into contact with the binder system. Verwendung einer Komponente (b), wie nachfolgend definiert, zur Beschleunigung der Aushärtung eines Bindemittelsystems in einem Holzwerkstoff, wobei das Bindemittelsystem die folgenden Komponenten enthält: (a) mindestens eine Isocyanatgruppen-enthaltende Komponente, (b) mindestens die eine Komponente (b), ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak; Verbindungen mit einer primären Aminogruppe; NH4 +-Salzen; und primären Ammoniumsalzen, wobei die primären Ammoniumsalze keine Ammoniumsalze der dithionigen Säure sind, (c) optional Lignine und/oder Tannine, und (d) optional Lösungsmittel; wobei das Bindemittelsystem die mindestens eine Isocyanatgruppen-enthaltenden Komponente in einer Menge von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf alle polymerisierbaren Komponenten des Bindemittelsystems, enthält; wobei nur Lignine und/oder Tannine als Hydroxygruppe-enthaltende Komponente(n) in dem Bindemittelsystem enthalten sein können.Use of a component (b), as defined below, for accelerating the curing of a binder system in a wood material, wherein the binder system contains the following components: (a) at least one isocyanate group-containing component, (b) at least one component (b), selected from the group consisting of ammonia; Compounds having a primary amino group; NH 4 + salts; and primary ammonium salts, wherein the primary ammonium salts are not ammonium salts of the dithionic acid, (c) optionally lignins and / or tannins, and (d) optionally, solvents; wherein the binder system contains the at least one isocyanate group-containing component in an amount of at least 50% by weight, based on all polymerizable components of the binder system; wherein only lignins and / or tannins as hydroxy group-containing component (s) may be contained in the binder system. Holzwerkstoff, hergestellt oder herstellbar durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–9.Wood material, produced or producible by a method according to any one of claims 1-9.
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