Holzwerkstoff- und Naturfaser-Technologien

Forschungsprojekt

Formaldehydfreie Aminoharze auf Basis von Glykolaldehyd für Holzwerkstoffe und Dekorpapiere

In Klebstoffen für Holzwerkstoffe sowie in Imprägnierharzen für Dekorpapiere scheint eine bloße Reduzierung des Formaldehydgehalts nicht zu genügen, vielmehr sind formaldehydfreie Harze erforderlich. In diesem Projekt entwickeln wir formaldehydfreie Melamin- und Melamin-Harnstoff-Harze aus Basis von Glykolaldehyd für den Einsatz als Klebstoff in Holzwerkstoffen und als Imprägnierharz für Dekorpapiere. Der Einsatz dieser neuen Harze soll ohne Veränderung der etablierten Verarbeitungsbedingungen erfolgen, keine Verschlechterung der Produkteigenschaften bewirken und im Herstellungspreis mit derzeitigen formaldehydhaltigen Aminoharzen vergleichbar sein.

© Fraunhofer WKI
Späne, formaldehydfreier Melaminharz und die fertige Platte (im Hintergrund)

Klebstoffe für Holzwerkstoffe müssen ausreichend verfügbar, unbedenklich für die Umwelt und Gesundheit sowie technisch und wirtschaftlich konkurrenzfähig sein. Um diese Ziele zu erreichen, setzen wir Kohlenhydrataldehyde (Glykol- und Glycerinaldehyd) anstelle von Formaldehyd zur Herstellung formaldehydfreier Aminoharze ein. Durch die Entwicklung dieser neuartigen Harze und die Optimierung der Eigenschaften hinsichtlich eines industriellen Einsatzes in Holzwerkstoffen und Dekorpapieren möchten wir die Formaldehydabgabe auf das Niveau von Holzpartikeln reduzieren.

Unser Ziel ist, bei den zu mehr als 90 Prozent bei Holzwerkstoffen und in Dekorpapieren eingesetzten Aminoharzen (Harnstoff- [UF], Melamin-Harnstoff [MUF]- und Melamin-Formaldehyd-Harze [MF]) den Formaldehyd vollständig durch neue Kohlenhydrataldehyde (Glykolaldehyd) zu ersetzen. In einer orientierenden Voruntersuchung wurden Spanplatten mit einem Melamin-Glykolaldehyd-Harz hergestellt und deren mechanische und hygrische Eigenschaften ermittelt.

Tabelle 1: Mechanische und hygrische Eigenschaften von 13 mm dicken Spanplatten mit Melamin-Glykolaldehyd-Harz (MG) bzw. UF-Harz als Referenz

Harz

Press- zeit

Platteneigenschaft

Dichte

Biegefestigkeit

Biege-E-Modul

Querzug-festigkeit

Dickenquellung 24h

 

s/mm

kg/m³

N/mm²

N/mm²

N/mm²

%

MG-Harz

15

682

12,0

3023

0,32

20,9

MG-Harz

22

703

11,9

3156

0,30

21,8

UF-Harz

22

711

12,3

2738

0,45

20,1

DIN EN 312:2010 (Typ 2)

≥ 11

≥ 1600

≥ 0,35

keine Anforderung

 

Die Ergebnisse der Vorarbeiten zeigen, dass die UF-Harz-gebundene Spanplatte und Melamin-Glykolaldehyd-Harz hergestellte Spanplatte vergleichbare Eigenschaften aufweisen.

Projektpartner

Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP)

Förderung

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) über die Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)

Förderungskennzeichen: 22021114

Laufzeit:     01.09.2015 – 31.08.2018