AT126412B - Verfahren zur Herstellung von Kondensationsprodukten aus Harnstoff oder seinen Derivaten und Formaldehyd. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung von Kondensationsprodukten aus Harnstoff oder seinen
Derivaten und Formaldehyd. 



   Die bei der Kondensation von Harnstoff mit Formaldehyd entstehenden Produkte, soweit sie in durchsichtige, glasklarer Form für optische Zwecke als Lacke usw. verwendet werden sollen, zeigen in der Regel eine ungenügende   Beständigkeit,   die ihre Verarbeitung und Anwendung erschwert, zumal wenn es sich um die Herstellung grösserer Stücke oder Flächen (bei Lacken) usw. handelt. 



   Es hat sich nun gezeigt, dass man leicht und sicher hochwertige Produkte von grosser Beständigkeit und guter Verwendbarkeit erzielt, wenn man die Kondensation in einer wässrigen Lösung von dauernd beibehaltenem schwach saurem Charakter   (PH=4-7),   zweckmässig unter Benutzung geeigneter Puffersubstanzen, durchführt, worauf das Wasser weitgehend entfernt wird in der Weise, dass von Anfang an oder mindestens späterhin   500 nicht übersteigende   Temperaturen vorteilhaft durch Anwendung von Vakuumdestillation eingehalten werden.

   Die Aufrechterhaltung eines bestimmten geringen Säuregrades, die durch die Anwendung geeigneter Pufferlösungen leicht gelingt, zusammen mit der Entfernung von Wasser bei niedriger Temperatur ermöglicht es, die für die weitere Haltbarkeit des Produkts nötige weitgehende Konzentrierung des Sols zu erreichen, ohne dass eine vorzeitige Gelatinierung zu befürchten ist. Die Gelatinierung bzw. Härtung wird bei höherer, zwischen 50 und 100  liegender Temperatur, vorteilhaft bei Temperaturen zwischen 60 und   80 ,   vorgenommen. Hierbei erfahren grössere Gussstücke natürlich eine längere Behandlungsdauer als z. B. Lacküberzüge, die mit dem syrupösen Sol erzeugt werden. 



   Die Mengenverhältnisse von Harnstoff und Formaldehyd werden im allgemeinen so ge-   wählt.   dass auf 1 Mol. Harnstoff 2-3 Mol. Formaldehyd kommen. Man arbeitet vorteilhaft in der Weise, dass man die warme konzentrierte   Harnstomosung,   in der zweckmässig die Puffersubstanzen gelöst sind, zur Formaldehydlösung langsam zufliessen lässt. Unter Puffersubstanzen werden solche   Einzelkörper   oder Gemische verstanden, die neugebildete   H=Jonen   zu beseitigen oder verschwindende   H=Jonen   nachzuliefern vermögen, wodurch ein praktisch gleichbleibender Säuregrad gewährleistet wird. 



   Als geeignete Puffersubstanzen sind beispielsweise zu nennen : Essigsäure-Natriumacetat, Zitronensäure-Natriumcitrat, Kaliumbioxalat, Natriumbitartrat, Mono-und Dinatriumphosphat, Borsäure-Natriumacetat usw. 



   Wenn es sich um die Herstellung von Lacklösungen handelt, wird das Lösungsmittel, z. B. 



    Glykolmonomethyläther   oder   Glykolmonoäthyläther,   am besten bereits vor der Kondensation zugesetzt, im übrigen aber wie oben angegeben gearbeitet. 



   Vorteilhaft arbeitet man in der Weise, dass man die Kondensation mehr im sauren Gebiet des angegebenen Wasserstoffionenkonzentrationsbereiches, also bei etwa PH=4-6, das Eindampfen des Kondensationsprodukts dagegen bei etwa PH=6-7 und darüber erfolgen lässt. 



  Dies geschieht praktisch, dadurch, dass man nach der Kondensation, also vor dem Eindampfen, 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 geeignete alkalisch wirkende Mittel zusetzt, bis die gewünschte   Wasserstoffionenkonzentration   erreicht ist. Das durch Eindampfen vom Wasser befreite Produkt kann, wie oben angegeben, weiterbehandelt werden. Es gelingt auf   dies. e Weise,   den Formaldehyd in einer wesentlich geringeren Menge, bezogen auf den Harnstoff, anzuwenden, als es bisher zur Erzielung von glasklaren Produkten erforderlich war. Die   gewonnene ; n fertigen Produkte   haben auch eine ausserordentlich hohe   Wasserbeständigkeit.   



   Man kann bei dem oben beschriebenen Verfahren das Eindampfen auch ganz oder zum Teil sparen und das Kondensationsprodukt sehr schnell als flüssiges, wasserunlösliches Kolloid abscheiden, wenn man Harnstoff und Formaldehyd im Verhältnis von 1 Mol. Harnstoff zu weniger als 2 Mol.,   zweckmässig 1-5-1'7   Mol. Formaldehyd zur Einwirkung bringt und das Kondensationsprodukt durch Abkühlen, vorteilhaft unter Zusatz von Salzen, abscheidet. Hiebei erhält man ein viskoses Produkt, das in bekannter Weise weiterverarbeitet werden kann. Das getrocknete Produkt lässt sich z. B. zu Gegenständen beliebiger Form pressen, die vollkommen durchsichtig sind ; auch ist eine Verarbeitung des Produkts mit andern Stoffen, z. B. mit   Weichmachungs-   mitteln,   Celluloseestern oder-äthern   usw., möglich. 



   Man hat zwar schon Kondensationsprodukte aus Harnstoff und Formaldehyd hergestellt, indem man Harnstoff und Formaldehyd bei Abwesenheit freier Wasserstoffionen, also in neutralem oder alkalischem Medium, miteinanden kondensierte. Auch hat man schon vorgeschlagen, Harnstoff und Formaldehyd in beliebiger Weise zu einem flüssigen Zwischenprodukt zu kondensieren und nach Verdampfen der Hauptmenge des Wassers basische Substanzen in solcher Menge zuzusetzen, dass die Wasserstoffionenkonzentration ungefähr   10-7-10-5 beträgt.   Demgegenüber wird im vorliegenden Falle weder im neutralem oder alkalischem Medium kondensiert, noch in der Weise gearbeitet, dass erst bei Vorhandensein flüssiger Zwischenprodukte durch Zugabe basischer Mittel bis zu einer   Wasserstoffionenkonzentration     PH=10-7 -10-5   gegangen wird.

   Es wird hier vielmehr das Gemisch von vornherein schwach sauer gehalten und dafür gesorgt, dass dieser schwach saure Charakter dauernd beibehalten wird. Dadurch gelingt es, mit Sicherheit hochwertige Kondensationsprodukte von grosser Beständigkeit zu erzielen. 



   Beispiel 1 : Zu einer   siedenden Lösung von   25 Teilen   300/oigem   eisenfreiem Formaldehyd wird eine warme konzentrierte wässrige Lösung von 6 Teilen reinem Harnstoff, der   0'11   Teile Mononatriumphosphat und 0'04 Teile Dinatriumphosphat zugesetzt sind, langsam zugegeben. 



  Es wird dann eingedampft, u. zw. wie bekannt von Anfang an im Vakuum unterhalb 50 , u. zw. bis zur   Sirupdicke   (Wassergehalt   10-15"/o). Der viskose Rückstand   ist längere Zeit haltbar. 



  Zur Verwertung, z. B. für optische Gegenstände, wird die erhaltene Masse in Formen gegossen und durch etwa   1-2 tägiges   Lagern bei   650 gehärtet.   Werden   hochbeständige Produkte   verlangt, so lässt man grössere Stücke noch länger bei eröhter Temperatur lagern. Die erhaltene Masse ist wasserklar, zeigt keine nachträglichen Trübungen und Schrumpfungen oder sonstige Veränderungen und kann gut auch zu grösseren Platten, Tafeln, Prismen, Linsen usw. von hoher Elastizität und geringer Wasserempfindlichkeit verarbeitet werden. 



   Beispiel 2 : In 400 Gewichtsteile zum Sieden erhitztem   30"/obigem   Formaldehyd wird langsam eine auf etwa 600 erwärmte Lösung von 120 Gewichtsteilen Harnstoff in 80 Volumteilen Wasser eingerührt. Das als Kondensationsmittel verwendete   Puffergemisch,     20 V olumteile     10 /oige   Essigsäure und 40 Volumteile einer   10%eigen   Lösung von kristallisiertem Natriumacetat wird vorher zur Harnstofflösung hinzugegeben. Die klare Lösung wird nach Beendigung der Kondensation, zuletzt bei hohem Vakuum, eingeengt. Das erhaltene farblose Harz wird in der oben angegebenen Weise gehärtet und ergibt ein klares, wasser-und wärmebeständiges Produkt. 



   Beispiel 3 : Eine Lösung von 240 Gewichtsteilen Harnstoff, 5 Gewichtsteilen Chloressigsäure und 10 Gewichtsteilen tertiärem Natriumphosphat in 168 Teilen Wasser wird in eine sie- dende Lösung von 800 Teilen   300/obigem   Formaldehyd eingerührt. Die klare Lösung des Konden- sationsprodukts wird im Vakuum bei   400 unter Hühren   eingeengt und das klare viskose Harz, wie in Beispiel 1 und 2 angegeben, weiterbehandelt. 



   Beispiel 4 : Eine etwa auf   700 erwärmte   konzentrierte wässrige Lösung von 60 Teilen
Harnstoff und 1 Teil Mononatriumphosphat wird langsam unter ständigem Rühren zu einer schwach siedenden Lösung von 180 Teilen Formaldehyd (30 prozentig) zugegeben. Nach Be- endigung der Reaktion werden 5 Teile Dinatriumphosphat zum Reaktionsgemisch hinzugefügt, dann wird heiss filtriert und im Vakuum eingedampft. Das viskose Produkt kann auf die oben beschriebene Weise weiterbehandelt werden. Die Endprodukte können beliebig lange im Wasser liegen, ohne zu quellen oder sich zu verändern. 



   Beispiel 5 : 540 Teile Harnstoff und 1 Teil Mononatriumphosphat wurden in 400 Teilen
Wasser gelöst. Die auf   60-70'erwärmte   Lösung wird langsam in eine siedende Lösung von 1530 Teilen 300/oigen Formaldehyds eingerührt. Nach kurzem weiteren Erwärmen werden   etwa 20 Teile Dinatriumphosphat zugegeben. Die klare Lösung scheidet beim Erkalten ein viskoses wasserunlösliches Kodensationsprodukt ab, das mit Wasser gewaschen und getrocknet wird.  

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Kondensationsprodukten aus Harnstoff oder seinen Derivaten und Formaldehyd in schwach sauren Lösung entsprechend dem PH=4--7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Kondensation mit besonderen Vorkehrungen zur dauernden Aufrechterhaltung einer bestimmten Wasserstoffionenkonzentration innerhalb dieser Grenzwerte, zweckmässig unter Benutzung geeigneter Puffersubstanzen, durchführt, worauf die Kondensationsprodukte in an sich bekannter Weise weiter behandelt werden, indem das Wasser bei 50'nicht überschreitenden Temperaturen, vorteilhaft durch Vakuumdestillation, weitgehend entfernt und das Produkt gewünschtenfalls zur Überführung in feste Massen bei Temperaturen von 50-100 gehärtet wird.

   2. Weiterbildung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man insbesondere bei Anwendung von weniger als 2 Mol. Formaldehyd auf 1 Mol. Harnstoff die Kondensation bei einer Wasserstoffionenkonzentration von etwa PH=4-6, das Eindampfen bei etwa PH=6-7 und darüber vornimmt.

   3. Weiterbildung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man hiebei 1 Mol. Harnstoff auf weniger als 2 Mol., zweckmässig 1-5 bis 1-7 Mol., Formaldehyd zur zur Einwirkung bringt und ohne oder nach teilweisem Eindampfen das Kondensationsprodukt durch Abkühlen, zweckmässig unter Zusatz von Salzen, aus der Lösung abscheidet und gege- benenfalls das erhaltene Produkt nach dem Trocknen, eventuell unter Zusatz anderer Stoffe, in Formen presst.