CH362228A

CH362228A - Verfahren zur Herstellung von Melamin-Formaldehyd-Harzen

Info

Publication number: CH362228A
Authority: CH
Inventors: Doehlemann Ernst Dr Dipl-Chem; Michaud Horst Dr Dipl-Chem; Rostock Hertbert
Original assignee: Sueddeutsche Kalkstickstoff
Priority date: 1957-11-01
Filing date: 1957-11-01
Publication date: 1962-05-31

Description

Verfahren zur Herstellung von Melamin-Formaldehyd-Harzen
Die technische Verwendung von Melamin-Formaldehyd-Harzen zur Herstellung von Leimen, Schichtstoffen und zur Oberflächenveredlung setzt voraus, dass diese Verbindungen in Form möglichst haltbarer, klarer Lösungen zur Anwendung gebracht werden können. Bei ungenügender Haltbarkeit solcher Lösungen entstehen Schwierigkeiten bei der Verarbeitung durch ungelöste oder ausgefallene Bestandteile; im ungünstigsten Falle müssen solche Lösungen, welche nicht rechtzeitig verbraucht werden, verworfen werden. Wässrige und alkoholische Lösungen, welche aus, nach üblichen Verfahren hergestellten, Melamin-Formaldehyd Harzen bereitet werden, genügen den in der Anwendungstechnik gestellten Haltbarkeitsbedingungen meist nicht.

Entweder entstehen von vornherein trübe Lösungen oder diese zeigen nach kurzer Zeit immer stärker werdende Flockenbildung, welche die allmähliche Erstarrung zu einer Gallerte einleitet. Mangelnde Haltbarkeit zeigt sich auch darin, dass solche Lösungen nach etwas längerer Stehzeit ohne Übergangserscheinungen zu einem Gel erstarren. Regeneration durch Erhitzung führt meist nicht zum Ziel, da die Lösungen ungenügend wärmebeständig sind.

Es wurde nun ein Weg gefunden, Melamin-Formaldehyd-Harze herzustellen, deren Lösungen eine bisher nicht erreichbare Haltbarkeit und Klarheit aufweisen.

Um solche Harze zu erhalten, ist es wichtig, verschiedene Punkte bei der Kondensation genau zu beachten, da von diesen die Haltbarkeit der Harzlösungen abhängt.

Erfindungsgemäss wird bei der Kondensation von Melamin mit wässrigem Formaldehyd im Molverhältnis 1:2 bis 1:4,5 zunächst die Formaldehyd-Lösung allein bei pH 8,5-9 auf 75 bis 90" C erhitzt, hierauf das Melamin eingetragen und bei 88 bis 92" C bis zur Wasserverträglichkeit von 1:1,5 bis 1 : 0,6 kondensiert, worauf die Lösung auf pH 10,3 bis 10,6 eingestellt und durch Zerstäubung getrocknet wird. Die Kondensation kann in üblicher Weise in einem korrosionsfesten Rührgefäss durchgeführt werden. Für die Ermittlung und Kontrolle des pH-Wertes, welcher den Verlauf der Kondensation beeinflusst, ist zweckmässigerweise eine Glaselektrode zu verwenden. Dementsprechend beziehen sich alle zahlenmässigen Angaben über pH-Werte auf Messung mit Glaselektrode.

Zur Herstellung klarer Harzlösungen benutzt man vorzugsweise Melamin, welches von in Alkalien löslichen Substanzen befreit ist. Es empfiehlt sich, trübe Harzlösungen vor der Zerstäubungstrocknung durch eine Filterpresse oder eine ähnliche Vorrichtung zu filtrieren, wobei zur Erzielung optischer Reinheit so lange mit Rücklauf gearbeitet wird, bis die Lösung den gewünschten Reinheitsgrad erreicht hat.

Die Messung der Wasserverträglichkeit erfolgt in der Weise, dass eine Harzprobe auf Raumtemperatur abgekühlt und hierauf mit so viel Wasser tropfenweise unter Umschütteln versetzt wird, bis eine bleibende Trübung entstanden ist.

Zum Zwecke der Trocknung wird die fertige Lösung einem Zerstäubungstrockner zugeführt, welcher es gestattet, in bekannter Weise die Harzlösung innerhalb weniger Sekunden in ein trockenes Pulver zu verwandeln. Hierbei ist es vorteilhaft, die Lösung mittels eines Durchlauferhitzers beliebiger Bauart kurz auf 60 bis 90" C zu erhitzen. Diese Massnahme trägt dazu bei, die Trockengeschwindigkeit zu erhöhen und das Harz frei von unlöslichen Teilchen zu erhalten.

Die gemäss diesen Massnahmen erhaltenen Produkte erlauben die Herstellung von Lösungen grosser Klarheit und Haltbarkeit. In folgenden Beispielen wird das Verfahren näher erörtert:
Beispiel 1
In einem Rührgefäss aus rostfreiem Stahl, welches mit Mantelheizung und Kühlung versehen ist, werden 600 Liter einer 30%igen Formaldehydlösung mit Natronlauge auf pH 8,7 eingestellt und auf 80" C erhitzt.

Hierauf werden 300 kg Melamin dazugemischt und nach Abklingen der exothermen Hauptreaktion auf 90" C erhitzt. Die Kondensation wird nunmehr bei dieser Temperatur so lange fortgesetzt, bis eine auf 20 C abgekühlte Probe bei der Titration mit Wasser eine Verdünnbarkeit von 1:1,2 ergibt. Hierauf wird der pH-Wert auf 10,5 eingestellt und die Lösung rasch abgekühlt, bis die Temperatur unter 50c C gefallen ist.

Anschliessend lässt man die Harzlösung durch eine Filterpresse so lange im Umlauf filtrieren, bis die Lösung völlig wasserldar erscheint und zweigt dann das Filtrat ab. Die klare Lösung lässt man über ein geheiztes Rohr, wo sie die Temperatur von 75" C erreicht, einem Zerstäubungstrockner zufliessen.

Das entstandene Produkt löst sich in gleichen Teilen Wasser und Mischungen von Wasser und Alkohol zu völlig klaren Lösungen, welche sich mehrere Tage bis Wochen praktisch unverändert halten und eine über einstündige Erhitzung auf 100"C ohne Ausfällungserscheinungen ertragen.

Beispiel II
750 Liter 30%iger Formaldehydlösung werden mit Natronlauge auf pH 9 eingestellt und mit 300 kg Melamin, welches von alkalilöslichen Substanzen befreit ist, ebenso wie im Beispiel 1 weiterbehandelt. Das erhaltene trockene Pulver ergibt mit gleichen Teilen Wasser und mit Mischungen aus Wasser und Alkohol völlig klare und beständige Lösungen.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Melamin-Formaldehyd-Harzen durch Kondensieren von Melamin mit wässrigem Formaldehyd im Molverhältnis 1:2 bis 1:4,5 bis zum Stadium eines mit Wasser nicht beliebig mischbaren Harzes und anschliessende Zerstäubungstrocknung, dadurch gekennzeichnet, dass vor Zusammenmischen der Reaktionspartner die Formaldehyd Lösung bei einem pH von 8,5-9 auf 75-90 C erhitzt, in diese Lösung das Melamin eingetragen und bei 88-92 C bis zur Wasserverträglichkeit von 1:1,5 bis 1:0,6 kondensiert wird, worauf die Lösung auf pH 10,3-10,6 eingestellt und getrocknet wird.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kondensation ein Melamin verwendet wird, welches von in Alkalien löslichen Substanzen befreit ist.

2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Harzlösung vor der Zerstäubungstrocknung filtriert wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Harzlösung vor der Zerstäubungstrocknung auf eine Temperatur von 60-90 C gebracht wird.