CH147464A - Verfahren zur Darstellung von Kunstharzen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Darstellung von     Kunstharzen.       Die Erfindung bezieht sich auf die Her  stellung von     Kunstharzen    durch Kondensa  tion von Harnstoff mit Formaldehyd.  



  Die nach dem neuen Verfahren gewonne  nen Harze sind sehr widerstandsfähig gegen  Stossbeanspruchung; ferner gegen Wasser und  sonstige gebräuchliche Lösungsmittel; sie  werden praktisch     durch        Licht    nicht beein  flusst     und    sind im stunde, ohne sich zu zer  setzen, zu     verwerfen,    zu springen oder eine  sonstige Beschädigung zu erleiden, lange sol  chen Temperaturen zu widerstehen, welche  sich sonst als schädigend erwiesen haben.  



  Die neuen Harze besitzen ferner hohen  Glanz und besonders gute Durchsichtigkeit.  Die neuen Kondensationsprodukte können  bei höheren     Temperaturen    gegossen werden,  als dies bisher möglich war.  



  Die Zeit, während deren das Kondensa  tionsprodukt in der     Gussform    verbleiben muss,  um seine bleibende Gestalt anzunehmen, ist  bei dem neuen Verfahren herabgesetzt.    Nach- dem neuen Verfahren werden       Kunstharze    erhalten, die praktisch keinerlei  unverbundene Rückstände mehr enthalten.

    Das neue Verfahren besteht darin, dass ein       Überschuss    von Formaldehyd angewandt  wird und nach erfolgter Verbindung von  Harnstoff und Formaldehyd so viel frischer  Harnstoff zugesetzt wird, dass nach erfolg  ter Kondensation wieder ein Überschuss von  Formaldehyd verbleibt, und dass diese Ar  beitsweise so oft wiederholt wird, bis prak  tisch kein freier Aldehyd mehr vorhanden  ist, worauf das erhaltene Kondensations  produkt zuletzt unter Anwendung von     Druch     und Hitze geformt wird.  



  Erfindungsgemäss lässt man zum Beispiel  Harnstoff und überschüssige     wässerige    Form  aldehydlösung aufeinander einwirken. Das  erhaltene Kondensationsprodukt zeigt keiner  lei wolkige oder undurchsichtige Beschaffen  heit. Nachdem zunächst die Verbindung von  Harnstoff und Formaldehyd zustande ge  kommen ist, wird gemäss der Erfindung eine      Teilmenge des zurückbleibenden Formalde  hyds mit neuem Harnstoff umgesetzt. Hier  bei verbleibt wiederum ein Überschuss an  ungebundenem Formaldehyd, der mit weite  rem Harnstoff zur Reaktion gebracht wird.

    Es ist möglich, die     nacheinander    sich er  gebenden Rückstände von Formaldehyd da  durch, dass in     geeignetem    Betrag abnehmende  Mengen von     Harnstoff    zugegeben werden,  nahezu völlig zu binden, ohne dass das End  produkt wolkige Beschaffenheit zeigt. Durch  Benutzung     geeigneter    nichtwässeriger Lö  sungsmittel in den letzten Stufen können  etwa     auftretende    wolkige Trübungen voll  ständig     beseitigt    werden.  



  Zur Erzielung des vollen Erfolges ist die  Regelung der     Wasserstoff-Ionen-Konzentra-          tion    in den einzelnen Verfahrensstufen von       )Nichtigkeit.    Dies geschieht durch den Zu  satz bestimmter Mengen einer kräftigen or  ganischen Base, die mit Formaldehyd nicht  in Verbindung tritt, beispielsweise     Triätha-          nolamin.    Das Verfahren wird     bei    niedriger       pA-Zahl    begonnen,     utn    anfänglich die Re  aktion zu beschleunigen.  



  Bei den folgenden Kondensationen wird  die     PR-=Zahl    vergrössert, um den Reaktions  verlauf besser überwachen zu können. Die       verwendete    organische Base besitzt zweck  mässig eine gewisse Pufferwirkung, um keine       übertrieben    grosse Sorgfalt bei ihrer Benut  zung notwendig zu machen.  



  Dem erhaltenen Kondensationsprodukt  werden nun ein oder mehrere     Plastifizie-          rungsmittel    zugesetzt, die Säuregruppen lie  fern, um die     Wasserstoff-Ionen-Konzentra-          tion    zu vergrössern und so eine angemessene       Beschleunigung    des unter Hitze und Druck  stattfindenden Formvorganges zu erzielen.  Die plastisch machenden Substanzen dienen  also bei dem neuen Verfahren zugleich als       Erhärtungsmittel;    sie vergrössern die Stoss  festigkeit der aus den neuen Kondensations  produkten gegossenen Gegenstände.  



  <I>Beispiel:</I>       Etwa    2,0 bis 2,2 Mole Formaldehyd  in 30- bis 40%iger wässeriger Lösung wer-    den auf eine     px-Zahl    zwischen 5 und  zweckmässig auf ungefähr 5,5, durch Zugabe  von     Triäthanolamin    gebracht. Ein     Mol    Harn  stoff wird zugegeben und das Gemisch wird  vorsichtig zum Sieden gebracht, bis eine Ver  bindung des Harnstoffes und des Formalde  hyds stattgefunden hat. Durch weitere Zu  gabe von     Triäthanolamin    wird nun die     l,n-          Zahl    zwischen 7 und 8     (zweckmässig    unge  fähr auf 7,5) gebracht und die Lösung wird  zu einem sehr dicken Sirup eingedampft,  der weniger als 10 % Wasser enthält.

   Als  dann wird ein bei mittlerer Temperatur sie  dendes     nichtwässeriges    Lösungsmittel zu  gegeben (zweckmässig ein Lösungsmittel, das  mindestens eine     Hydroxylgruppe    enthält,     wie          Butylalkohol    oder     Monomethyläther    von       Äthylenglykol,        Äthylenchlorhydrin    oder ir  gend ein anderes Lösungsmittel, das sowohl im  Harzgemisch, wie in Wasser löslich ist und  schwerer flüchtig ist als Wasser). Die Lö  sung wird zum Sieden erhitzt; ferner wird       frischer    Harnstoff in kleinen Mengen zu  gegeben, die sich mit dem verbleibenden  freien Formaldehyd verbinden.

   Schliesslich  soll das Verhältnis der     Formaldehyd-Mole    zu  den     Harnstoff-Molen    kleiner sein als 2:1,  und es kann bis auf 1,5:1 sinken. Das Ver  fahren ist übrigens an die Verwendung eines  solchen     Lösungsmittels    nicht gebunden, son  dern kann sehr wohl auch ohne ein solches  durchgeführt werden.  



  Alsdann     wird    der Sirup bei einer Tem  peratur unter<B>80'</B> C mit einer genügenden  Menge eines Esters eines     mehrwertigen    Al  kohols mit einer mehrbasischen Säure ge  mischt, um die     pTr-Zahl    auf einen Betrag  zwischen 3,5 und 5 herunterzubringen.  Hierfür kann zweckmässig das Handelspro  dukt     "Glyptal",    ein harzartiges Kondensa  tionsprodukt von Glyzerin und     Phtalsäure,     Verwendung finden. An Stelle des Glyzerins  können auch Glykol und     Erythrit,    an Stelle  der     Phtalsäure    Bernsteinsäure oder Wein  säure angewandt werden.  



  Hierauf wird das Gemisch im Vakuum  bei einer Temperatur von ungefähr 40 bis      60   C getrocknet, bis es gemahlen werden  kann, und nach dem Mahlen wird es bei der  nämlichen Temperatur weiter getrocknet, um  Spuren von Lösungsmittel und Wasser zu  entfernen.  



  Das erhaltene Pulver kann unter Druck  bei Temperaturen von 120 bis<B>150'</B> C ge  formt und der geformte Gegenstand aus der  Form nach einer bis zwanzig Minuten her  ausgenommen werden. - Dies hängt von der  Grösse des Gegenstandes und von sonstigen  Umständen ab. Die Fertigbehandlung wird  dann durch Erhitzen in     einem    Ofen ohne  Druck bei 80 bis 140   C bewirkt; die Dauer  der Erhitzung schwankt je nach den Gegen  ständen.  



  Dem sirupartigen Kondensationsprodukt  oder dem trockenen Pulver kann Farbstoff,  entweder in Gestalt eines Pigmentes oder  in Form einer löslichen Farbe, zugegeben  werden.  



  Die gemäss dem oben beschriebenen Ver  fahren angefertigten Gegenstände sind hart  und zäh. Sie werden praktisch von Wasser  und sonstigen gewöhnlichen Lösungsmitteln,  ferner von     ultraviolettem    und sichtbarem  Licht nicht angegriffen und vermögen lange  Zeit hohen Temperaturen zu widerstehen.

Claims (1)

1. PATEhTTANSPRUCH: Verfahren zur Darstellung von Konden sationsprodukten aus Harnstoff und Form aldehyd, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überschuss von Formaldehyd angewandt wird und nach erfolgter Verbindung von Harnstoff und Formaldehyd so viel frischer Harnstoff zugesetzt wird, dass nach erfolg ter Kondensation wieder ein Überschug von Formaldehyd verbleibt, und dass diese Ar beitsweise so oft wiederholt wird, bis prak tisch kein freier Aldehyd mehr vorhanden ist, worauf das erhaltene Kondensationsprodukt zuletzt unter Anwendung von Druck und Hitze geformt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstoff- Ionen-Konzentration der wässerigen Form aldehydlösung während der Kondensation eines Teils des Formaldehyds mit Harn stoff einer pA-Zahl zwischen 5 und 6 ent spricht, während bei der weiteren Kon densation eines Teils des verbleibenden Formaldehyds mit Harnstoff die Wasser- stoff-Ionen-Konzentration auf eine pi,- Zahl zwischen 7 und 8 gebracht und der verbleibende Formaldehyd durch Zusatz weiterer Mengen Harnstoff gebunden wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Wasserstoff- Ionen-Konzentration auf die genannten Beträge durch wiederholten Zusatz einer starken organischen Base erfolgt, wobei zur Bindung des überschüssigen Aldehyds Harnstoff verwendet wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lösung mit einer pir- Zahl zwischen 7 und 8 zu einem dicken Sirup eingedampft, der Sirup mit einem bei mittlerer Temperatur siedenden, alko holischen Lösungsmittel verdünnt und die verdünnte Lösung zur Entfernung des Wassers gekocht wird, worauf zur Bin dung des überschüssigen Aldehyds wie derum Harnstoff zur Lösung hinzugesetzt wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass den erhaltenen Kon densationsprodukten Plastifizierungsmittol zugegeben werden, die ungebundene Säure gruppen besitzen, um die Wasserstoff- Ionen-Konzentration des Gemisches beim folgenden Formen unter Hitze und Druck zu erhöhen. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als plastisch machende Substanz Ester eines mehrwertigen Alkohols mit einer mehrbasischen Säure benutzt wer den. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als plastisch machende Substanz ein harzartiges Kondensationsprodukt von Glyzerin mit Phtalsäure benutzt wird. 7. Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 4 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass das Plastifizierungsmittel dem sirupösen Kondensationsprodukt zu gemischt, das Gemisch getrocknet, ge- mahlen und unter Hitze und Druck ge formt wird. B.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 4 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Menge des zuzusetzen den Plastifizierungsmittels derart gewählt wird, dass die Wasserstoff-Ionen-Konzen- tration einer px-Zahl zwischen 3,5 und 5 entspricht.