DE537364C - Verfahren zur Herstellung von Kunstharzen aus mehrwertigen Alkoholen und mehrbasischen Saeuren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Kunstharzen aus mehrwertigen Alkoholen und mehrbasischen SaeurenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Kunstharzen, und zwar Reaktionsprodukten
aus einem mehrwertigen Alkohol und einer mehrbasischen Säure, z. B. Glycerin und
Phthalsäureanhydrid, mit oder ohne Einwirkung anderer Bestandteile.
Der Fortschritt der Erfindung besteht darin, daß die Veresterung der Bestandteile
beschleunigt wird und die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Harzes verbessert
werden.
Gemäß der Erfindung wird die Kondensation oder sonst eine harzbildende Reaktion
zwischen mehrwertigem Alkohol und mehrbasischer Säure in Gegenwart einer organischen
Verbindung eines mehrwertigen Metalls, z. B. einer Seife, vorgenommen. So entstehen Harze, die sich gegenüber den bekannten
Harzen rascher setzen und bessere
ao physikalische Eigenschaften besitzen, die von den benutzten Metallverbindungen abhängen.
Die Erfindung läßt sich z. B. folgendermaßen ausführen: Bei der Herstellung eines
Harzes aus Phthalsäureanhydrid und Glycerin wird Kobaltlinoleat eingeführt, um die Zähigkeit
und Stoßfestigkeit des Harzes zu erhöhen; es genügen wenige Prozente Kobaltlinoleat.
Man erhält ein gutes Harz, indem man folgende Bestandteile in einem Behälter unter
ständigem Verrühren auf etwa 2000 erhitzt: Phthalsäureanhydrid 68,8 Gewichtsteile, Glycerin
28,3 Gewichtsteile, Kobaltlinoleat 2,9 Gewichtsteile. Das Harz wird, wie üblich, erst
schmelzbar und löslich gemacht und dann durch Erhitzung in den unschmelzbaren, umlöslichen
Zustand übergeführt. Um nun das Harz noch zäher zu machen, kann man an Stelle von Phthalsäureanhydrid eine gleiche
Menge von Bernsteinsäureanhydrid verwenden. Man kann die Bersteinsäure erst
schmelzen und dann Kobaltlinoleat beigeben. Ist die Lösung oder Mischung der Bestandteile
vollständig, dann wird Glycerin oder ein anderer mehrwertiger Alkohol zugeführt und
die Reaktion beendet. In ähnlichem Verhältnis und mit ähnlichem Erfolg kann man. Bleioleat
zugeben.
Um das Harz wasserbeständiger als das reine Glycerin-Phthalsäure-Kondensat zu
machen, kann die Reaktion mit Aluminiumstearat ausgeführt werden nach etwa folgendem
Rezept: Phthalsäureanhydrid 65,3 Ge-
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wichtsteile, Glycerin 32,6 Gewichtsteile, AIuminiumstearat
2,1 Gewichtsteile und in Verbindung mit dem bekannten Verfahren.
Wenn man nun Metallactate, z. B. Eisen-5 oder Wismutlactate, verwendet, kann man
Harze erzielen, die sich sehr rasch aus dem schmelzbaren in den unschmelzbaren Zustand
überführen lassen und dabei zäh und fest sind. -Als Beispiel dafür mag folgendes Rezept
dienen: Phthalsäureanhydrid 63,1 Gewichtsteile, Glycerin 26,4 Gewichtsteile, Eisenoder
Wismutlactat 10,5 Gewichtsteile. An Stelle von Phthalsäureanhydrid kann man
ebensoviel Diphensäure verwenden. Wenn die Reaktion mit Wismutlactat ausgeführt wird, ist Vorsicht am Platz, da starke Schaumbildung
auftritt.
Der metallische Bestandteil kann auch so der Harzreaktion zugeführt werden, indem
man erst ein Metall, beispielsweise Calcium, mit dem mehrwertigen Alkohol verbindet und
dann die mehrbasische Säure auf das Produkt einwirken läßt. Man läßt z. B. Glycerin
auf alkalische Erden und Bleioxyd einwirken, so daß sich Metallglycerate bilden. Dieser.
Vorgang sei an nachstehendem Rezept erläutert:
Glycerin wird mit Stücken reinen metallischen Calciums genügend lange Zeit in Berührung
gebracht, bis chemische Reaktion, Gasentwicklung und Schaumbildung eintritt. Hierbei verbindet sich augenscheinlich das
Calcium mit einem Teil des Glycerins und mit dem Wasser, das etwa im Glycerin vorhanden
ist. Aus der Calcium-Glycerin-Verbindung
bildet sich durch Einwirkung von Phthalsäureanhydrid ein Calciumphthalat. Nachdem die ersteReaktion zwei oder drei Tage
gedauert hat, kann das Calcium ganz entfernt werden. Hernach erst läßt man die gewünschte
mehrbasische Säure, z. B. Phthalsäureanhydrid, einwirken. Es werden z. B. 10 Teile Glycerin mit Calcium behandelt.
Sodann läßt man 24,3 Gewichtsteile Phthalsäureanhydrid einwirken, indem man schrittweise
mit langsam steigender Temperatur in einer halben bis dreiviertel Stunde unter ständigem
Rühren erhitzt. Die Mischung ist erst klar und wird bei fortgesetzter Erhitzung trübe. Bei etwa 2100 erscheint sie fettig
oder ölig. Ist dann ein Gewichtsverlust von etwa 10,80/0 eingetreten und die Temperatur
auf etwa 22 50 gestiegen, dann gießt man die Flüssigkeit in ein passendes Gefäß. Nach
Kühlung und Härtung entsteht ein opalisierendes oder durchscheinendes Harz, das sich
in bekannter Weise lösen läßt und in den verschiedenen Anwendungsgebieten der Kunstharze
benutzt werden kann, beispielsweise als Anstrich, Formstück, Binde- oder Tränkmittel.
. _.._. . -...'...
Anstatt das metallische Calcium mit dem Glycerin zu verbinden, kann man erst Calcium
und Phthalsäureanhydrid vereinigen, so daß sich Calciumphthalat bildet, das, zusammen
mit nichtgebundenem Phthalsäureanhydrid, mit Glycerin zur Reaktion gebracht wird.
Handelsübliches reines Glycerin und Phthalsäureanhydrid werden im Gewichtsverhältnis
10 : 24,3 in einem passenden Gefäß gemischt und so lange erhitzt, bis das Anhydrid geschmolzen
ist. Sodann gibt man Klumpen von reinem metallischen Calcium zu. Die Temperatur der Mischung wird dann unter
ständigem Rühren auf etwa 2000 bis 2200
gesteigert, bis Proben die Harzbildung anzeigen. Das Calcium, wird sodann entfernt.
Die beiden letztgenannten Verfahren lassen sich auch kombinieren und Phthalsäureanhydrid
oder sonst eine mehrbasische Säure mit Glycerin mischen, das mit dem Metall einer alkalischen Erde vorbehandelt ist. Sodann
wird die Kondensation in Gegenwart dieses Metalls durchgeführt.
Harze, die Calciumverbindungen enthalten, sind gegen Dampf und heißes Wasser widerstandsfähiger
als Harze, die ohne die Einwirkung derartiger Bestandteile hergestellt wurden. Man kann, wenn gewünscht, dem
Harz undurchsichtige Füllmittel beigeben, ohne die es durchscheinend ist.
Von anderen Verbindungen eines Metalls und einer organischen Säure, die gemäß der
Erfindung benutzt werden können, sei noch ein Harzsäurezinksalz genannt, das in Verbindung
mit Glycerin und Phthalsäureanhydrid ein Harz von größerer Zähigkeit ergibt. Außerdem wird der Umwandlungsvorgang beschleunigt.
In ähnlicher Weise kann ein harzsaures Mangansalz benutzt und ein Harz von größerer Härte erzeugt werden. Auch
Blei-Glycerin-Oxyd kann analog dem erwähnten
Verfahren in Verbindung mit Calciumglycerat Verwendung findenT Blei-Glycerin-Oxyd
ist eine Verbindung von Glycerin, Bleioxyd und einem Metalloxyd der alkalischen
Erden, beispielsweise Calciumoxyd. Bleitannat, eine Verbindung der aromatischen
Reihe, kann in Verbindung mit harzbildenden Bestandteilen Härte und Lebensdauer des
entstehenden Harzes erhöhen.
An Stelle der erwähnten mehrwertigen Alkohole und mehrbasischen Säuren kann man
gemäß der Erfindung auch andere, z. B. GIykol, Mannit, Erythrit bzw. Bernsteinsäure,
Zimtsäure, Diphensäure, Carbonsäuren des Naphthalins oder deren Anhydride, verwenden.
Dazu kommen verschiedene Hilfsverbindungen, wie Ölsäuren oder andere einbasische
Säuren, die gemäß der Erfindung mit dem Kunstharz zweckmäßig zu kombinieren sind.
Es war bereits bekannt, rein anorganische Metalloxyde, beispielsweise Calciumoxyd, Magnesiumoxyd,
Zinkoxyd oder ein Metall in fein verteiltem Zustand dem Kondensat zuzusetzen. Dieser Zusatz hat jedoch die Aufgabe,
sich nur als positiver Katalysator an dem Reaktionsverlauf zu beteiligen, wodurch
die Wasserabspaltung beschleunigt und der Härtungsprozeß abgekürzt wird. Hierbei
ίο bleibt jedoch der Katalysator selbst, abgesehen
von einer etwaigen Wasseraufnahme, chemisch unverändert, und nur die Reaktionsgeschwindigkeit
und hiermit die Reaktionsgrenze erfahren dabei eine Änderung.
Diese anorganischen Verbindungen machen jedoch das Kunstharz milchig trübe und verleihen
in bekannter Weise im Gegensatz zu den Zusätzen organischer Metallverbindungen dem Endprodukt eine gewisse unerwünschte
Sprödigkeit. Wie bereits oben erwähnt, wird aber durch den Zusatz organischer Metallverbindungen
das Gegenteil erreicht, nämlich eine überraschend gute Biegsamkeit bzw. Zähigkeit, verbunden mit einer Härteerhöhung
und einem nahezu farblosen, durchscheinenden Aussehen des Endproduktes.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von Kunstharzen aus mehrwertigen Alkoholen und
mehrbasischen Säuren, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensation in Gegenwart von organischen Metallverbindungen
durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung eines
mehrwertigen Metalls und einer organischen Säure, beispielsweise eine Calciumseife,
Verwendung findet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der alkoholische
Reaktionsteilnehmer, beispielsweise Glycerin, mit einem Metall der alkalischen
Erden, beispielsweise Calcium, vorbehandelt und dann mit der sauren Komponente kondensiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein
mehrwertiger Alkohol, eine mehrbasische Säure und die Seife eines mehrwertigen Metalls auf etwa 2000 erhitzt werden, bis
sich das Harz gebildet hat.
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