CH103655A - Verfahren zur Herstellung einer harten Kunstmasse. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung einer harten Kunstmasse.    Die vorliegende Erfindung bezweckt die  Herstellung einer harten Kunstmasse durch  Kondensation von Harnstoff mit Formal  dehyd.  



  Das Verfahren beruht darauf, dass man  Formaldehyd und Harnstoff in Gegenwart  von     basischen    Kondensationsmitteln in der  Wärme     aufeinander    zur     Einwirkung    bringt  und die Erwärmung bis zur Entstehung  leicht gelatinierender und im weiteren Ver  lauf glasartig erstarrender Produkte fort  setzt. Hierbei entsteht wahrscheinlich als  Zwischenprodukt Dimethylolharnstoff  
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    welche Verbindung zum Beispiel durch Ein  wirkung von 1 Molekül Harnstoff auf 2 Mo  leküle Formaldehyd bei 25 bis 30' in Gegen  wart alkalisch reagierender Kondensations  mittel dargestellt werden kann, wenn die Re  aktion rechtzeitig unterbrochen wird.

   Jeden  falls erhält man, wenn man vom     Dimethylol-          harnstoff    selbst ausgeht, dieselben     Zwischen-          und    Endprodukte. Hierbei hat es sich heraus  gestellt, dass ein für diese Reaktion sehr    geeignetes Kondensationsmittel der Ammo  niak ist, den man von vornherein als     Hexa-          methylentetramin,    das sich ja in Ammoniak  und Formaldehyd zerlegen lässt, zusetzen  kann. Auch     Pyridin    ist ein geeignetes Kon  densationsmittel. Welche Base man immer  als Kondensationsmittel verwenden mag, so  unterliegt es keinem Zweifel, dass hierdurch  eine bedeutende Beschleunigung des Prozesses  bewirkt wird.  



  Das nach vorliegendem Verfahren er  hältliche     Endprodukt    der Reaktion     stellt;    eine  wasserhelle, in Säuren und Alkalien unlös  liche Masse dar, die besonders durch ihre       Widerstandsfähigkeit    gegen Säuren, auch  gegen Salpetersäure, ausgezeichnet ist.

   Diese  Masse ist auch in ihren sonstigen     Eiger < -          schiften    von den bisher erhaltenen ver  schieden, indem sie in der Wärme nicht er  weicht und eine bedeutend grössere Härte und  Widerstandskraft     besitzt.    Sie hat das     spe-          zifische    Gewicht von etwa 1,3, verkohlt erst  bei Temperaturen über<B>300',</B> ist in ihrer  Härte ungefähr vergleichbar den gänzlich ge  härteten     Kondensationsprodukten    aus     Phe-          nolen    und     Formaldehyd,        zeigt    muscheligen      Bruch, lässt sich vorzüglich sägen, drehen,  bohren,

   feilen und polieren und besitzt hohen  Glanz.  



  Die im Anfang entstehenden Zwischen  produkte der Reaktion sind glashelle Flüssig  keiten, die in Wasser leichtlöslich sind. Bei  weiterer Erhitzung gehen diese Anfangs  produkte zunächst durch Gelatinierung in  halbfeste     Zwischenprodukte    von     geringerer     Wasserlösliclihkeit und schliesslich in das un  lösliche, harte Endprodukt über.  



  Es wurde nun weiter gefunden, dass es  vorteilhaft ist, bei der Überführung der zu  nächst entstehenden wasserlöslichen     Anfangs-          koladensationsprodukte    in das     Endkonden-          sationsprodukt    die Anwesenheit freien Form  aldehyds tunlichst zu vermeiden. Am zweck  mässigsten ist es, von vornherein, also schon  zur Herstellung der löslichen Anfangskon  densationsprodukte, keinen Übersehuss von  Formaldehyd oder einen geringeren, als  3 Molekülen Formaldehyd auf 1 Molekül  Harnstoff entspricht, zu verwenden. Vorteil  haft nimmt man auf 2 Moleküle Formaldehyd  1 Molekül Harnstoff.  



  Das Formaldehyd kann in der handels  üblich wässerigen Lösung oder als gas  förmiger Formaldchyd oder als eine Lösung  von wasserfreiem Formaldehyd oder in Form  der Polymeren zur Anwendung kommen.    Beispiel 1:  162 Gewichtsteile Formaldehyd von  40 Vol. % werden mit 5 Gewichtsteilen  20 %oigem Ammoniak versetzt. Zu der ent  standenen Mischung von Formaldehyd und  Hexamethylentetramin fügt man 60 Ge  wichtsteile festen Harnstoff. Die Lösung  kühlt sich hierbei stark ab. Sobald der Harn  stoff völlig gelöst ist, erhitzt man unter  Rückfluss. Hierbei tritt eine exotherme Re  aktion ein. Man hält nun so lange im Sieden,  bis die Masse sich in der Kälte nicht mehr  trübt.

   Nun wird die Reaktionsmasse in einen  Vakuumapparat gebracht und im Wasser  bade so lange abdestilliert, bis der Rückstand  die Beschaffenheit eines     Sirups        angenommen     hat. Man füllt hierauf in Formen und er-    wärmt die Masse bei einer Temperatur von  70 bis 75  so lange, bis sie in einen harten,       glasklaren    Körper mit den     angegebenen     Eigenschaften übergegangen ist. Es lassen  sieh hieraus durch künstliche 1, Firbung oder  Trübung Imitationen von Bernstein, Elfen  bein, Jet, Korallen, Schildpatt, Horn, Perl  mutter ete. herstellen.  



  Beispiel 2  Ersetzt man in den Beispiel 1 die dort  als Kondensationsmittel verwendete Menge  Ammoniak durch die äquivalente Menge     Py-          ridin,    so gelangt man zu einem ganz ähn  lichen Resultat; doch ist die erhaltene Masse  nicht völlig klar.    Beispiel 3:    141,7 Gewichtsteile Formaldehyd von  40 Vol. % werden mit 6 Gewichtsteilen       Hexamethylentetramin    versetzt.. Hierzu fügt       man    60 Gewichtsteile festen Harnstoff. Die  Lösung kühlt     sich        hierbei    stark ab.

   Sobald  der Harnstoff völlig gelöst ist, erhitzt     inan     unter     Rückfluss    zum Sieden und arbeitet die  Masse im     übrigen    auf, wie in Beispiel 1 be  schrieben.    Die     Härtung    der löslichen Zwischen  produkte kann auch bei Anwesenheit von  Füllmitteln aller Art stattfinden.

   Beispiels  weise kann man das Produkt mit losen pul  verigen oder faserigen Stoffen, wie Holz  stoff,     Asbestfasern,    Kreide, Gips,     Karborun-          -dum,    Sand oder dergleichen vermischen, in  Formen pressen und gleichzeitig oder später  harten.

       Maat    kann auch so verfahren, dass  man mit derartigen Zwischenprodukten oder  ihrer Lösung poröse     Stoffe,    wie Holz, Pappe  oder     Asbestgewebe,    imprägniert und hierauf  Härtet, oder man kann die     Lösungen    zur       Imprägnierung    voll Dampfdichtungen,     Kol-          beilringen    oder dergleichen verwenden und  sie durch die> Hitze des Dampfes in die un  lösliche und harte Form überführen     lassen.     Man kann diese Lösungen beispielsweise auch  auf ein unendliches Band aus Papiergewebe  oder dergleichen aufbringen,

   hierauf das Lö  sungsmittel verdunsten lassen und dann      das Band gleichzeitig auf eine erhitzte  Achse derartig aufrollen, dass ein Zusammen  kleben der einzelnen Papierschichten unter  Erhärtung der Masse stattfindet, wodurch  Homogene gewickelte Formkörper entstehen.  Oder man kann die löslichen Zwischen  produkte für sich oder gemischt mit andern  in ihnen löslichen oder unlöslichen Körpern  auf Unterlagen aller Art aufbringen und  hierauf härten. Die in Wasser nicht mehr  löslichen Zwischenkondensationsprodukte las  sen sich kneten und zusammenpressen und  bilden daher ein geeignetes Material, um mit  pulverigen oder faserigen Füllstoffen ge  mischt, in der Wärme geformt und durch  Anwendung von Hitze und Druck oder Hitze  allein in den unlöslichen und harten Zustand  übergeführt zu werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung einer harten Kunstmasse, dadurch gekennzeichnet, dass man Harnstoff und Formaldehyd in Gegen wart von Basen unter Erwärmung aufein ander zur Einwirkung bringt und die Er- wärmung bis zur Entstehung leicht gelati- nierender und im weiteren Verlauf glasartig erstarrender Produkte fortsetzt.

   Das End produkt stellt eine wasserhelle, in Säuren und Alkalien unlösliche Masse dar, die durch ihre Widerstandsfähigkeit gegen Säuren aus gezeichnet ist, in der Wärme nicht erweicht, erst bei Temperaturen über 300' verkohlt, das spezifische Gewicht von etwa 1,3 hat, in ihrer Härte ungefähr den gänzlich ge härteten Kondensationsprodukten aus Phe nolen und Formaldehyd vergleichbar ist, muscheligen Bruch zeigt, sich vorzüglich sägen, drehen, bohren, feilen und polieren lässt und hohen Glanz besitzt. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, .dass die Reaktion nach Entstehung der löslichen Anfangs- kondensationspro.dukte bei tunlichster Ab wesenheit überschüssigen Formaldehyds zu Ende geführt wird. 2. Verfahren gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der löslichen Anfangskondensationspro- dukte eine geringere Menge von Formal dehyd verwendet wird, als 3 Molekülen Formaldehyd auf 1 Molekül Harnstoff ent spricht.