CH313567A - Verfahren zur Herstellung eines Novolakes - Google Patents

Description

      Verfahren    zur     Herstellung        eines        Novolakes            Bekanntlich    sind N     ovolake        Phenolaldehyd-          kondensationspro.dukte    der löslichen     und    blei  bend     schmelzbaren    Art, die     erhalten    werden,  wenn per Mal Phenol     weniger        aas    1     Mäl     Aldehyd mit dem Phenol     unter    Wasserab  spaltung reagiert. :

  Solche     Phenolaldehydkoai-          densationsprodukte    können durch     Erhitzung     mit einem.     Härtungsmittel,    wie     Furfuramid,          1lexamet.hylentetramin        oderParaformaldehyd,     in gehärtete Produkte     umgewandelt    werden.  



  Es ist     bekannt,        Novolake    herzustellen  durch     Kondensation    von     Furfural    mit     Phenoll     unter Einwirkung alkalisch     reagierender     Stoffe als Katalysator. Es     werden    z. B. ange  wendet Ammoniak,     Alkali-    und     Erdalkali-          hydroxyde,        Alkalikarbonate,        Tertiäramine,     wie z.

   B.     Triäthylamin,        Tributylamin,        Di-          methylanilin    und weiter eine     Methylolverbin-          dung    von     Melamin.    Die     Kondensation        .erfolgt     dann jedoch     langsam.    Bei einer Temperatur  von z.

   B. 110  C     entsteht        mit        Natriumhy-          droxyd    erst nach zehn Stunden ein     Konden-          sationsprodhikt    mit     Monohydroxybenzol,    in  welchem 0,8     Mol        Furfural    je     Mol        Monohy-          droxybenzol    gebunden     ist.    Wird     die    Konden  sation bei höherer Temperatur durchgeführt,  z.

   B. bei 140     bis    160  C, so erfolgt sie zwar  schneller, aber das Kondensationsprodukt  wird dann sehr     viskos,    wenn z. B. 0,6     Mol          Furfural    je     Mol.        Monohydioxybenzal        gebun-          den        ist,    und bei weiterer Erhitzung     wird    es    so     dickflüssig,    dass die     Weiterverarbeitung          Schwierigkeiten    bereitet.  



  Die     Anwendung    der     Erfindung    ermöglicht  es, innerhalb einer wesentlich kürzeren Zeit  einen     Novolak    aus Phenol und     Furfural        her-          zustellen,    worin mehr als 0,7     Mol        Furfural,     z.

   B. 0,9     Mol        Purfural    je     Mol    Phenol, gebun  den     ist,    ohne dass     die        vorerwähnte        Viskosität     des     Kondensationsproduktes        in        störendem     Masse auftritt. Weiter ist zur Durchführung  der     Kondensation    ein     Furfuralüberachuss     nicht erforderlich, auch nicht, wenn eine  grosse Menge von z.

   B. 0,9     Mol;        Furfural    je       112o1    Phenol gebunden werden     soll,    so dass  keine Gefahr     vorliegt,        ldass    z. B. infolge     einer:          züi    lange     fortgesetzten.        Erhitzung    eine     grössere     Menge     Furfural    gebunden wird, als zur Her  atellung von     Novolaken        erforderlich        ist.     



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren zur     Her-          sitteJllung        eines        Novolakes        ist    nun     dadurch    ge  kennzeichnet, dass     man.        Phenol,    mit     Furfural     und     Ammoniak    unter     Verwendung    eines als  Katalysator     wirksamen,        anorganischen,    nicht  flüchtigen, in     Wasser        alkalisch    reagierenden       ,

  Stoffes    umsetzt zu     einem        Novolak,    in welchem  pro     Mol    Phenol mehr     als    0,7 Mal     Furfural     gebunden     ist.     



       Als    Katalysator     wirksame        anorganische,     nichtflüchtige, in Wässer alkalisch reagie  rende     Stoffe        sind        beispielsweise    Alkali- und       Erdalkalihydrox,rde        und        Alkalikarbonate.         Die Menge Ammoniak beträgt     vorzugs-          weise    0,1 bis 0,

  2     Mol    je Mal Phenol im     Reak          tionsgemisch.        Diese    Menge wird im     wesent-          lichen    gebunden. Wird darauf der     Katta@lysa-          tor        zugesetzt,    so     entweieht    sogar bei Erwär  mung praktisch kein     Ammoniak.    Die Konden  sation     wird    vorzugsweise bei Temperaturen       zwischen    120 und     170     C     durchgeführt.     



  Zweckmässig werden     Furfural,    Phenol  und     Ammoniak    im     Molekularverhäftnis    von       1,1:1:01,1,5-0,2    gemischt. Als Katalysator       wird    vorteilhaft     Caleiumhydroxyd    zugesetzt.

    Die     Umsetzung        zum        Novälak    erfolgt zweck  mässig     so,        .dass    man das Gemisch mit einer       geringen    Menge     Wasser    während     kurzer    Zeit  an einem     Rückflusskühler    erhitzt, hierauf das       Wasser    im     Gemisch    -und     das    gebildete Reak  tionswasser     abdestilliert,

      wobei die Tempe  ratur     allmähhich        bis    zu 160  C erhöht     wird.     Gegebenenfalls kann Erhitzung 'an     einem          Rückflusskühler        entfallen    und mit der     Ab-          destrillierLmg        des        Wassers        sofort    angefangen  werden.

   Das     abdestllierte        Wasser        enthält     noch etwas Phenol und eine     etwas    grössere  Menge     Furfural,    so dass im Reaktionsgefäss  ein     Reaktionsprodukt        zuAickbleibt,    in dem  etwas weniger als 1     Mol.        Furfural    j e     Mol     Phenol gebunden     ist.     



       Entweicht        kein        Wasser    mehr, was nach       anderthalb    bis zwei     Stunden        meistens    der  Fall ist, so kann die Erhitzung beendet wer  den. Der     erzeugteNovolak        ist        verhältnismässig          dünnflüssig        und    bildet     beim        Kühlen        ein          sprödes    Harz.

   Die Menge     Wasser    im     Destillat          entspricht    der     zugesetzten    Menge     Wasser        zu-          züglneh    einer     Menge        Reaktionswasser,    die gut  0,9     Mol    je Mal Phenol     ixn        Kondensationz-          produkt    betragen     kann,    woraus folgt, dass gut  0,

  9     1Zol        Furfural    je     Mol    Phenol gebunden       ist.     



  Soll weniger     Fu'rfural    gebunden werden,  so kann     die        Kondensationsreaktion        beendet     werden, nachdem     eine    Menge     Reaktionswasser          überdestilliert        worden        ist,

      die     dem    zu     binden-          den        Furfuralmenge        entspricht.        Selbstver-          ständlich    kann dem     Reaktionsgemisch    auch  eine kleinere     Menge        Furfural        zugesetzt    und  die     Erhitzung        fortgesetzt        werden,    bis kein         Reaktionswasser        mehr    entweicht.

       Ein    solcher       Novolak    kann noch     mit        einem    andern  Aldehyd, z. B. Formaldehyd, weiter konden  siert     werden.     



  Da     viele        Katalysatoren    mehr     oder    weniger       hygroskopisch        sind,    hat ihr     Vorhandensein     in den durch     Anwendung        dieser        Novolake          hergestellten        Erzeugnissen    zur     Folge,        da,ss    ein  wenig Feuchtigkeit aufgenommen wird, so       dlass    sie sich weniger gut     eignen    zum Pressen  von     Produkten,

      an die     grössere        Anforderun-          gen        in,    bezug auf ihre elektrischen Eigen  schaften gestellt     werden.    Aus     diesem        Grunde     werden     vorzugsweise        Erdalli:alihydroxyde        als     Katalysatoren     verwendet.     



  Durch     Mischung        des        Novolakes        mit        Füll-          mitteln,        Farbstoffen        oderdergleichen    und mit  Aldehyden oder     !Stoffen,    wie z.

   B.     FuTfur-          amid,        Hexamethylentetramin        und        Paraform-          al,dehyd,        entstehen        Pressmassen,    deren     Eigen-          schaften        denjenigen    der     Pressmassen,    die die       bekannten        Phendlformaldehydnovolake    ent  halten,

       entsprechen.    Gemäss     bekannten    Ver  fahren können durch     Erhitzung        unter    Druck  daraus     Gegenstände        hergestellt    werden, die  sich durch einen hohen Glanz     -und    ihre dunkle  Farbe von     Gegenständen        unterscheiden,    die  mit .den     entsprechenden        Phenolformaldehyd=          novolaken        hergestellt    werden.  



       Ausführungsbeispiel     In einem     Rundkolben    mit     Rührwerk        und.     Kühler, der sowohl     als        Rückflusskühlem        als     auch als-     Destil'latkühler    wirksam     sein        kann,     wird ein     Gemisch    von 1     Mol        Monohyd'roxy-          benzol,    6 g     Wasser,    1,1     Mol        Furfural    und       1"2:

          cm3        einer    25     "/eigen    wässerigen     Ammoniak-          lösung    (0,16     Mol)    während 45     Minuten    am       Rüekflusskühler    erhitzt.

   Darauf wird 4,4 g       Caleiiunhydmoxyd        zugesetzt    und     unter        Ab-          destillieren        des        Wassers        erhitzt,    wobei die  Temperatur innerhalb zwei Stunden von 102  bis auf     -158     C     erhöht        wird.    Es     destilliert     dann     praktisch    kein     Wasser    mehr     über,    so  dass der     Heizvorgang    beendet     werden:

          kann..     Das     Kondensationsprodukt    bleibt     während     der Erhitzung verhältnismässig dünnflüssig.  Nach Kühlung     ergibt    sich ein     sprödes    Harz,    
EMI0003.0001     
  
    in <SEP> dein <SEP> 0,90 <SEP> Mol <SEP> Furfu-ral <SEP> je <SEP> Mol <SEP> Phenol:

   <SEP> ge  bunden <SEP> ist. <SEP> Wurde <SEP> anstatt <SEP> Calciumhydroxyd
<tb>  2,75 <SEP> g <SEP> Kaliumkarbonat <SEP> oder <SEP> 2,4 <SEP> g <SEP> Magne  siumoxyd <SEP> -als <SEP> Katalysator <SEP> verwendet, <SEP> so <SEP> ent  stand <SEP> ein <SEP> @entspreehendes <SEP> Harz, <SEP> in <SEP> nahezu
<tb>  gleicher <SEP> Zeit, <SEP> in <SEP> dem <SEP> 0,91 <SEP> bzw. <SEP> 0,86 <SEP> Mol <SEP> Fur  fural <SEP> gebunden <SEP> war. <SEP> Die <SEP> Mengen <SEP> an <SEP> gebun  denem <SEP> Furfurarl <SEP> wurden <SEP> aus- <SEP> der <SEP> Menge <SEP> des
<tb>  abdestillierten <SEP> Peaktionswamrs <SEP> berechnet.
<tb>  



  Wenn <SEP> auf <SEP> .ganz <SEP> entsprechende <SEP> Weise
<tb>  Monohydroxybenzol <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Furfural <SEP> ge  mischt <SEP> wird, <SEP> unter <SEP> Hinzufügung <SEP> sowohl <SEP> von
<tb>  12 <SEP> cm3 <SEP> 25 <SEP> o/oiger <SEP> wässeriger <SEP> Ammoniaklösung
<tb>  als <SEP> auch <SEP> von <SEP> .4,4 <SEP> g <SEP> CalciuinhydToxyd, <SEP> worauf
<tb>  unmittelbar <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Abdeftillieren <SEP> von
<tb>  Wasser <SEP> angefangen <SEP> wird, <SEP> gelangt <SEP> ein. <SEP> wenig
<tb>  lbnmoniak <SEP> in <SEP> das <SEP> Destillat. <SEP> Nach <SEP> einer <SEP> Reak  tionsdauer <SEP> von, <SEP> 2 <SEP> .Stunden <SEP> entsteht <SEP> jedoch <SEP> ein
<tb>  Harz, <SEP> dessen <SEP> Äusseres <SEP> und <SEP> deren <SEP> Eigenschaf  ten <SEP> vollkommen <SEP> mit <SEP> denjenigen <SEP> des <SEP> vorbe  schiriebenen <SEP> Harzes <SEP> übereinstimmen.

   <SEP> und'.. <SEP> in
<tb>  dem <SEP> 0,86 <SEP> Mol <SEP> Fumfural, <SEP> je <SEP> Mal <SEP> Phenol <SEP> gebun  den <SEP> ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung eines Novo- lakes, dadurch gekennzeichnet d:

   ass man Phenol mit Furfural und Ammoniak unter Verwendung eines als Katalysator wirksamen, anorganischen, niehtflüchtigen, in Wasser alkalisch reagierenden .Stoffes umsetzt zu einem Novolak,

   in. welchem -pro Mol Phenol mehr aas 0,7 Mal Furfural gebunden ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentansprach, da durch gekennzeichnet, dass die Menge des ver- wendeten Ammoniaks 0,1 bis 0,2 Mal je Mol Phenol beträgt. 2. Verfahren nach Patentausprueh, da düreh gekennzeichnet, dass man die Konden- sation zwischen 120 und 170 'C ausführt. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man Phenol, Fur- furäl und 0,15 bis 0,2 Mol Ammoniak je Mol Phenol miseht und dieses Gemisch gemein sam mit dem als Katalysator wirksamen Stoff erhitzt. 4.

   Verfahren, nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass aas Katalysator ein Erdalkalihydroxyd verwendet wird.