Holzwerkstoff- und Naturfaser-Technologien

Forschungsprojekt

Neueinstufung von Formaldehyd – Alternative formaldehydfreie Harnstoffharze für Holzwerkstoffe und Dekorpapiere

Dieses Vorhaben ist eine Fortsetzung des Vorhabens »Formaldehydfreie Melaminharze als Bindemittel für emissionsarme Holzwerkstoffe und Imprägnierharze für die Dekorbeschichtung«. Aufbauend auf den Erkenntnissen des Vorläuferprojektes sehen wir die Entwicklung formaldehydfreier und gegenüber Melaminharzen preiswerter Harnstoffharze für den Einsatz als Klebstoff in Holzwerkstoffen und als Imprägnierharz für Dekorpapiere als erfolgversprechend an.

© Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

Holzwerkstoffplatten und Dekor

Alternativ zum Formaldehyd stehen prinzipiell weitere Aldehyde zur Herstellung von formaldehydfreien Aminoplastharzen zur Verfügung. Eine alternative Aldehyde haben den Nachteil, dass sie Verfärbungen verursachen, bis zu einem gewissen Grad toxisch, flüchtig oder nicht reaktiv genug sind oder ihre Löslichkeit Probleme verursacht.

Die Ergebnisse der bisherigen Untersuchungen lassen aussichtsreiche Lösungsansätze für den Einsatz von formaldehydfreien Melamin-Glyoxalsäure/Glyoxal-Harzen als Klebstoff für Spanplatten, mitteldichten Faserplatten (MDF) und Sperrholz mit sehr niedriger Formaldehydemission - verursacht durch die Holzpartikel - erkennen. Ferner kann der Einsatz von Melamin-Glyoxalsäure/Glyoxal-Harz in zementgebundenen Spanplatten zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit des Zementleims und der mechanischen Platteneigenschaften genutzt werden. Für einen möglichen industriellen, wirtschaftlichen Einsatz der formaldehydfreien Melaminharze sind weitere Untersuchungen erforderlich.

Melamin bzw. Melaminharze werden derzeit in der Industrie aus Kostengründen nur in geringen Anteilen als verstärkende Komponente in Harnstoff-Formaldehydharzen (UF-Harzen) in Holzwerkstoffen eingesetzt. Die Klebstoffhersteller müssen daher neue, möglichst preiswerte Klebstoffe – insbesondere auch wegen der aktuellen Entwicklungen zur möglichen neuen Klassifizierung von Formaldehyd in die Klasse 1B – entwickeln und die Holzwerkstoffhersteller ihre Pressbedingungen an die neuen Klebstoffe anpassen. Eine ökonomisch und technisch akzeptable formaldehydfreie Klebstoff-Alternative zum UF-Harz steht derzeit nicht zur Verfügung.

Die ersten Untersuchungen an hochdichten Faserplatten (HDF-Platte) zeigen, dass mit einem Melamin-Harnstoff-Glyoxal-Harz prinzipiell die Eigenschaften einer mit UF-Harz hergestellten HDF-Platte erreicht werden können.

 

Tabelle 1: Mechanische und hygrische Eigenschaften von 8 mm dicken HDF-Platten mit Melamin-Harnstoff-Glyoxal-Harz (MHG) bzw. UF-Harz als Referenz

Harz

Press- zeit

Platteneigenschaft

Dichte

Biege-festigkeit

Biege-E-Modul

Querzug-festigkeit

Dickenquellung 24h

 

s/mm

kg/m³

N/mm²

N/mm²

N/mm²

%

MHG-Harz

22

722

16,3

1902

0,31

27,1

UF-Harz

22

717

25,5

2472

0,5

16,5

DIN EN 622-2:2004 an Typ HB

≥ 25

k.A.

≥ 0,5

≥ 25

 

Projektpartner

Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP)

Förderung

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen »Otto von Guericke« e.V.

Internationaler Verein für Technische Holzfragen (iVTH) e.V.

 

IGF-Vorhaben Nr.:     18558 BG

Laufzeit:     01.01.2015 – 30.06.2017