CH113739A

CH113739A - Verfahren zur Herstellung von Klebstoffen.

Info

Publication number: CH113739A
Authority: CH
Inventors: Arnot Dr Robert
Original assignee: Arnot Dr Robert
Priority date: 1924-10-08
Filing date: 1924-10-08
Publication date: 1926-02-01

Description

Verfahren zur Herstellung von Klebstoffen. Es wurde die überraschende Beobachtung gemacht, dass man zu neuen Klebstoffen ge langt, wenn man die als Kunstharze be zeichneten Phenolaldehydkondensationspro- dukte mit Eiweisskörpern im weitesten Sinne mischt.

Man kann zum Beispiel irgendwelche ge eignete Phenolaldehydkondensationsprodukte entweder in Lösung oder in natürlicher flüs siger Form mit Proteiden mischen. Am wirt schaftlichsten verwendet man als Phenolalde- hydkondensationsprodukt das flüssige Erzeug nis, welches bei Einwirkung von Formal dehyd auf Rohkresol als Anfangskondensa- tionsprodukt entsteht.

Von Kondensations produkten kommen solche von Phenolen nicht nur mit aliphatischen, sondern auch mit aro matischen Aldehyden, wie zum Beispiel Ben- zaldehy d oder auch Aldehyd abspaltenden Verbindungen in Betracht. Derartige Kon densationsprodukte können unter kräftigem Rühren zum Beispiel in flüssigen Leim ein laufen gelassen werden.

Dabei kann es zwecktnässig sein, die er wähnten Kondensationsprodukte zusammen mit Schutzkolloiden zu verwenden, als welche zum Beispiel Lösungen von Gummi arabikum, Dextrin, Glyzerin, Glukose, Pflanzenleime wie Stärkekleister, Agar-Agar, Seealgenleim, Lö sungen von Seife, Resinaten, Linoleaten, Kautschuk und Ölemulsionen usw. verwend bar sind.

Das erhaltene Produkt, meist eine durch sichtige viskose Masse, ist von Sirupkonsis tenz, sehr klebrig und lässt sich mit Wasser, Alkohol, Pyridin, Aminen sowie Anilin, an organischen, aliphatischen oder Lösungen aro matischer Säuren verdünnen. Es eignet sich vorzüglich zum Leimen von Sperrholz oder Fournieren.

Das Leimen mit dem Erzeugnis erfolgt zweckmässig unter einem Druck von 15-20 Atmosphären auf den Quadratcentimeter und bei einer Temperatur von 110-120 . Die Dauer dieser Druckwirkung richtet sich nach der Dicke der Platten. Bei 1 mm dicken Holzplatten genügt eine Pressung von 6 Mi nuten.

Es ist jedoch nicht nötig, einen hohen Druck und eine so hohe Temperatur anzu wenden, um den Leim zu erhärten und ihn wasserfest zu machen, denn er erlangt diese Eigenschaft nach einiger Zeit, wenn er in dünnen Schichten unter natürlichen Verhält nissen lagert, oder wenn die Holzplatten an den Flächen, die mit dein Leim in Verbin dung kommen, mit anorganischen Säuren vor behandelt werden. Exotische Hölzer, die sich oft wegen ihres Ölgehaltes nür schwer leimen lassen, wie zum Beispiel Toaklrolz, und vor der- Leimung vorbehandelt werden müssen, lassen sich mit dein neuen Klebstoff ohne jegliche Vorbereitung leimen.

Der flüssige Leim kann nach den be kannten Verfahren hergestellt werden, leichter wird er jedoch erhalten, wenn mal) den festen, gepulverten Leim in verdünnten Säuren so lange quellen lässt, bis er sich auflöst und die Lösung darin auf dein Wasserbad zur richtigen Konsistenz eindampft. Die über schüssige Säure kann man durch Alkalien, Erdalkalien, Ammoniak oder organische Basen neutralisieren.

Nimmt man zur Verflüssigung Phosphorsäure oder Bromwasserstoffsäure oder irgend eine Säure, deren Salze als Flamm- schutzmittel dienen und neutralisiert dann mit anorganischen Basen oder andern Mitteln, wie zum Beispiel Zinkoxyd, so wird der solche Salze enthaltende Leim eineu Klebstoff liefern, der das damit geleimte Holz vor dein Eilt flammen schützt.

Der schnellste und billigste Weg, den ge nannter) als beispielsweisen Ausgangsstoff die nenden Leim herzustellen, ist wohl dessen Erhitzen mit Wasser unter mässigem Druck. Wieviel Wasser und welche Zeit dazu be nötigt werden, hängt voll den Eigenschaften des Leimes ab, es müssen daher die günstigsten Bedingungen durch Versuche festgestellt wer den. Ein guter Lederleim lässt sich in eine für die beabsichtigten Zwecke geeignete Lö sung bringen, wenn er mit der doppelten Menge Wasser irn Autoklaven unter Rühren auf etwa 130" während 2 Stunden erhitzt wird.

Werden die Temperatur- oder Zeit grenzen beträchlich überschritten, so gellt die Hydrolysierung des Leimes zu weit und ein grosser Teil der Klebkraft gellt verloren.

Vor teilhaft ist es, einen kleinen Prozentsatz voll Ingredienzien rnr Wasser zu lösen, um die heaktinwdauer oder die Temperatur zu er- niedrigen, in welch letzterem Falle rnan lIe- thylalkolrol oder Azeton dem Wasser- zusetzt, die den gewünschten Druck bei niedrigerer Temperatur ergeben und eine z(r weit gehende AufSchliel.;ung des Leimes verhindern.

Der artige Ingredienzien sind zum Beispiel anr-e Alkalisalze wie 'NaHC'03, NaHSO::. 1aH50i. ferner Natriulnacetat. Nat@iumhypoch@o@it@i@- sulrg, NaHS. Na-,S. Borax. @\'asserglaslüsung. Resinat-, Lilloleat- oder Seifenlösungen. NH:;

. NH,HS, N 11iCL. C'.lrlor@lzall@. C'a'OHL,. CaC'1", Ba/OHi, Z@C"l@. @I@h, 3Ig50i, NH.rHC'0 :;

. das durch C'()2 - Abcpaltulrg beim Erhitzen die nötige Spainrung bei niedrigerer Teniper-zt- tur liefert, Alhalisalze vier aromatischen Sul- fosüuren, Dextrin. (=-lul;

ose, Glyzerin. Azetirl. Arnylalkolrol, 1'vridin, Cllykoh@@ll, C'alciuni < t- zetat, Phenol, deren Homologe oder die --\-apil- tole und deren alkalische Lilstrngerl, Arnido- phenol und Anilin und deren Homologe, Di- phenylanlin. Plretlyletrcliarnine,

Na.plrt@-lanrilie. Sulfosäuren und deren Salze von aromatisellen Aminen, Terpentin, H-0-, und Karbarnid.

Leime laqsen :ich schnell verflüssigen durch Erhitzen derselben auf denn Wasserbade mit der doppelten Menge eillelwässerigen Lesung. die 10-2(l "o @@C'1@ oder (_'aC1-, entli#ilt. Eine Verflüssigung mit t@ilwei#er IIwdrol@,

ieruny voll Leim ohne dauerndes Erhitzen tritt ein, wenn man eine frisch gesclinrolzerre Leinilü- sung vor dem Erkalten mit (>len, L@;slrtrgeit voll Seife. Glukose, Fruktose, Dextrill. (Tunl- nri arabikum, St-i,rke oder mit Azetin, NI-I:

", Pyridin oder einer Mischung der beiden Flüs sigkeiten. NH@HS, Anilin, o-Toluidin, Anlei- seil-. I@ssigsliure. Dlilchsiiure, Oxalsitlu-e, Zi tronensäure. Weirrs,itlre oder anderen organi schen Siurerl, A.rrrylazetat oder Anrrlallzoliol versetzt.

Der erhältliche flüssige Leim hat den Vorteil, beim Vermischen mit einem Plrelrolaldelrydl@onderrsationspro(Ilrl,:t nicht ge füllt zu werden.

Als zweiten Ausgangsstoff kann man eile solches Phelrolalclehydl@ondelrsationspr@odul-zt verwenden, das sich' billig herstellen liisst. wenn rnan Hvpochlorite als Katalvstttorelr verwendet, wodurch die Kondensation sehr beschleunigt wird.

Wird zunr Beispiel C'hlor- kalk benützt, so tritt 'die Kondensation in der Regel schon in der Kälte ein und kann ohne Erwärmung durchgeführt werden. Wird auf einer Temperatur von 90-100o gebracht, so ist das für unsern Zweck erforderliche Kondensatöl oft schon im Verlaufe von 15 1lli- nuten gebildet. Man erhält ein sehr kle briges 01, das mit flüssigem Leim einen sehr kräftigen Klebstoff liefert.

Es liegt auf der Hand, dass man mit andern Zusätzen in irgend einem Stadium der Darstellung ge wünschte Eigenschaftsänderungen erzielen kann, wie zum Beispiel erhöhte Elastizität oder kürzere Abbindezeit. Ein Zusatz von Blut albumin oder Kasein kann dem Klebstoff eine dickere Konsistenz geben; man kann zu diesem Zwecke auch anorganische Pulver wie ZnU, Kieselgur, Graphit oder Holzstaub ver wenden.

In manchen Fällen lässt sich der als Aus gangsmaterial angewendete Proteinstoff, falls er beim Vermischen mit dem Phenolaldehyd- kondensationsprodukte gefällt wurde, verflüs sigen, indem man das Gemisch mit starker Säure wie Phosphorsäure oder Essigsäure stehen lässt. Man erhält eine dicke Flüssig keit, die sich mit Alkohol verdünnen lässt.

Das aus flüssigem Leim und flüssigem Phenolaldehydkondensationsprodukt herge stellte Produkt lässt sich für viele Zwecke verwenden, wie durch Versuche festgestellt wurde. Es lassen sich zum Beispiel sehr feste Isolierplatten herstellen, wenn Pulpe mit dem neuen Klebstoff angerührt und in einer Heisspresse erhitzt wird.

Derselbe kann durch anorganische gefärbte Pulver in farbige Kitte verwandelt werden, die zum Kitten von Porzellan und Glas oder für plastische 111as- sen Anwendung finden würden, und durch seine Wasserfestigkeit nach mässigem Er- hitzeir kommt er für alle Industrien in Be tracht, wie zum Beispiel die Bürsten- und Sehleifsteinfabrikerr, die wasserfeste Klebstoffe benötigen.

' Ob zwar die Verhältnisse, Bedingungen oder Zusätze mannigfaltig geändert werden können, mögen die folgenden Beispiele zeigen, wie die Erfindung; ausgeführt werden kann. Beispiel 1: Man lässt 500 Teile 40 /oigen Formal dehyd in 1000 Teile Rohkresol (97 "/o), das sich in einer mit Doppelmantel, Deckel und Rührwerk versehenen Pfanne befindet und langsam gerührt wird, einlaufen und setzt dann nach und nach feinstgepulverten Chlor kalk zu. Die Temperatur wird auf etwa 90 gehalten.

Die Reaktion beginnt sofort und ist in der Regel innerhaib '/s Stunde be endet. Das Rühren wird dann unterbrochen und die Mischung so lange stehen gelassen, bis sieh eine vollständige Trennung des Kon- densatöls von der darüberstehenden, wässerigen Flüssigkeit ergeben hat.

Das heisse 01 lässt man in einen Rührbottich laufen, in dem sich der heisse flüssige Leim befindet, der etwa in folgender Weise bereitet wird 24 Teile Natriumbikarbonat werden in 2000 Teilen Wasser in einem mit Dampf mantel und Rührwerk versehenen Autoklaven gelöst und unter Rühren werden in die Lö sung 1200 Teile gepulverter Lederleim ein geführt. Der; Autoklav wird dann geschlos sen, die Temperatur auf etwa 130 gebracht und der Inhalt durch 2 1/2-3 Stunden fortwährend gerührt. Derselbe wird dann in oberwähnten mit Rührwerk versehenen Bottich gepresst oder abgelassen.

In die heisse Leimlösung gelangt unter Rühren das Kondensatöl und es bildet sich eine äusserst klebrige Flüssig keit, die allenfalls rnit Alkohol, Amylalkohol, Essigsäure, Acetin oder andern geeigneten Lösungsmitteln verdünnt werden kann.

Für besondere Zwecke, bei Erzeugung von Sperrholz, das Kochen oder Dämpfen behufs Formung ausgesetzt wird, wird ein Kitt, der nachfolgender Vorschrift angefertigt werden kann, die nötigen Eigenschaften be sitzt. Beispiel 2 1000 Teile feingepulvertes Blutalbumin werden in eine Lösung von 110 Teilen Harn stoff in 1.100 Teilen Wasser eingerührt und eine Stunde gut durchgerührt. Hau erhält eine klebrige homogene 1fIasse, die man in den abgekühlten flüssigen Leim, der wie oben angegeben bereitet wurde, einfliessen lässt und eine Viertelstunde gut durchmischt.

Dann lässt man das ebenfalls abgekühlte Konden- satöl, allenfalls verdünnt, zulaufen, mischt eine halbe Stunde gut durch, bis sich eine blaugraue, homogene sehr klebrige Masse ge bildet hat, die ihre Konsistenz stets beibe hält und daher jederzeit gebrauchsfertig ist.

Um dem Leim einen hohen Grad von Elastizität zrr erteilen, kann man Kautschuk oder Faktis verwenden, die man entweder in Lösung dem flüssigen Leim zusetzt oder rnan verfährt in folgender Weise:

Beispiel 3 30 Teile Kautschuk werden mit 120 Teilen Dekalin oder anderen geeigneten Lösungs mitteln in einem mit Kühlrohr und Rührwerk versehenen Gefäss erhitzt und dann 210 Teile Rohkresol (97 %) zugesetzt. Nach vollstän- diger Mischung werden 60 Teile Paraformal- dehyd nach und nach zugesetzt und die Tem peratur 3 Stunden auf 120-130 gehalten.

Es bildet sich eine sehr viskose, dicke Blasse, die noch heiss in 600 Teile flüssigen Leim unter fortwährendem Rühren einlaufen ge lassen wird. Mau erhält eine äusserst klebrige Flüssigkeit, mit welcher eine sehr elastische Leimung erzielt wird.

Beispiel 4: 140 Teile Faktis, der aus Leinöl oder aus chinesischem Holzöl erhalten wird, wer den gelöst, indem man sie in eine Mischung von 350 Teilen Rohkresol mit 300 Teilen alkoholischer NaOH (enthaltend10% Na0H) 1 r/_ Stunden unter Rückfluss kocht. Unter Rühren werden nun 300 Teile 40o; oiger Formal dehyd nach und nach zugesetzt und die .Mischung 2 Stunden weiter erhitzt.

Es ent steht eine seln# klebrige braune Flüssigkeit, die man in 1000 Teile flüssigen Leim unter kräftigem Rühren einlaufen lässt. Das End produkt das nach halbstündigem Rühren er halten wird, ist eine gelbe sehr klebrige Flüs sigkeit.

Beispiel 100 Teile Faktis werden in 4011 Teilen alkoholischer 10%iger NaOH in reit Rück flusskühler und Rührwerk versehenem Gefäss bis zur Lösung erhitzt, der Alkohol abdestil- liert und der Rückstand irr Wasser gelöst.

Zur Lösung wird verdünnte Schwefelsäure bis zur schwach sauren Reaktion zugesetzt und das abgeschiedene klebrige Öl durch wiederholtes Waselren mit kaltem und heissem Wasser neutral gewaschen. 30 Teile dieses Öls werden mit 250 Teilen Rohkresol er- lritzt und zu der Lösung 60 Teile Paraformal- dehyd nach und nach zugesetzt.

Naeh drei stündigern Erhitzen hat sich eine sehr kle brige, ölige Flüssigkeit gebildet, die unter Rühren in 700 Teile warmen, flüssigen Leim einlaufen gelassen wird. Das gebildete End produkt ist eine klebrige, gelbe Flüssigkeit. Beispiel li: Ein Teil Seife wird in 5 Teilen lreil)en Wassers gelöst arid diese Lösung rnit 5 Teilen Kondensatöl solange gerührt, bis die Mischung vollkommen emulgiert ist.

Diese wird dann in heisse Leimlösung laufen gelassen und in einer Mühle solange gemahlen, bis eine lroi mogene Blasse von Sirupkonsistenz gebildet ist. Diese l-isst sich mit heissere Wasser verdünnen.

I'ei.hiel i Ein Teil Kondensatöl wird reit einem Teil flüssigere oder Kaltleim gut gemischt und diese Mischung zu einem Teil frisch be reiteter heiher Leimlösung zugeführt. Es bildet sich eine transparente, sehr klebrige Flüssigkeit, welche reit heissere Wasser, Essig säure, Ameisensäure. Milchsäure oder aroma tischen Aminen und organischen Basen ver- dünnt werden kann.

l@eiapiel .s: Mine Stärkelösung wird bereitet, indem man Stärke mit einer gleichen Menge Wasser anrührt und den Teig unter gutem Rühren zii 5 Teilen kochenden Wassers zusetzt. Um die Klebkraft zu erhöhen, kann man diesem Kleister eine Natroulaugelösung zusetzen. Mit diesem Stärkekleister werden gleiche Teile Kondensatöl gut verrührt und die Mischung dann in eine starke Lösung von Blutalbumin oder zu einer heissen Leimlösung eingerührt. Sollte die letztere in der Kälte gelatinieren, so wird sie leicht durch gelindes Erwärmen auf dem Wasserbad wieder ver flüssigt.

Beispiel 9: Eine Lösung von Gummi arabikum wird mit gleicher Menge Kondensatöl gut verrührt, wobei sich eine sehr klebrige Flüssigkeit bildet. Diese wird in eine konzentrierte Blut albuminlösung laufen gelassen und in einer Mühle dann gut vermahlen. Man erhält eine dicke, äusserst klebrige Masse, die sich mit Wasser verdünnen lässt.

Die flüssigen Kitte; die aus Kondensatölen und Proteiden oder Proteoiden mittelst Schutz kolloiden oder Emulsionen erhalten werden, werden beim Erhitzen über 110 fest und liefern eine sehrstarkeVerleimung. Es istklar, dass andere Ingredienzien zugesetzt werden können, um die Kitte zu Zwecken, für welche sie verwendet werden sollen, geeignet zu machen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Klebstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass man die als Kunstharze bezeichneten Kondensationspro dukte aus Phenolen und Aldehyden mit Ei weisskörpern im weitesten Sinne mischt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die als Kunst harze bezeichneten Phenolaldehydkonden- sationsprodukte zusammen mit Schutzkol loiden zur Mischung verwendet. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die als Kunst harze bezeichneten Kondensationsprodukte in Gestalt von Emulsionen zur Mischung verwendet. 3.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Kondensa tionsprodukt verwendet, das durch Kon densation eines Phenols mit Aldehyden bei Gegenwart von Chlorkalk erhalten wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man solche Protein stoffe zur Mischung verwendet, die einer Hydrolysierung-unter Druck bei Gegenwart von Ingredienzien unterworfen worden sind, die einen zu weitgehenden Abbau be grenzen. 5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Proteinstoffe vor ihrei# Verwendung in einer wässerigen Lösung von Harnstoff löst.