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Verfahren zur Herstellung durchsichtiger Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte.
Es ist bekannt, Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte durch Kondensation von Phenol und Formaldehyd in stark alkalischer Lösung im Verhältnis von ungefähr 1 Mol Phenol zu etwa 21/2 Mol Formaldehyd und darüber derart zu kondensieren. dass das Harz während der normalen Kondensation in Lösung bleibt und der gesamte Ansatz der Destillation unterworfen wird, worauf man die eingedickte Lösung bei schwach saurer Reaktion härtet. Man erhält auf diese Weise elfenbeinartige bis opaleszierende Produkte von besonders guter Materialbeschaffenheit und ausserordentlicher Lichtechtheit.
Diese Verfahren wurden späterhin noch dadurch verbessert, dass man durch geeignete Auswahl der als Basen verwendeten Kondensationsmittel und der zur Neutralisierung bzw. Übersäuerung der Basen dienenden Säuren durchsichtige bis vollkommen glasklare Produkte erhielt, insbesondere dann. wenn man die Lösung bei der Destillation soweit als möglich vom Wasser befreite. Dieses letztere Verfahren beruht auf der neuen Erkenntnis, dass manche Salze. die als gellösliche Salze bezeichnet wurden, sich so fein in der Harzlösung verteilen, dass das Produkt klar bleibt. In der Tat ist es gelungen, nach diesem letzteren Verfahren Produkte zu gewinnen, welche vollständig glasklar sind, eine grosse Lichtechtheit besitzen und bei geeigneter Wahl von Basen und Säuren völlig farblos bleiben.
Es wurde hiedurch ein Glasersatz geschaffen, der früher aus Phenol-Formaldehyd-Kondensations- produkten nicht hergestellt werden konnte. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Produkte noch nicht völlig allen praktischen Anforderungen genügen. Neben ihren vorzüglichen Eigenschaften bezüglich Bearbeitbarkeit und Lichtechtheit zeigen sie den Nachteil, bei der Verarbeitung stark nach Formaldehyd zu riechen, bei sehr heftigen Witterungseinflüssen, insbesondere sehr tiefen Temperaturen, infolge ihres Wassergehaltes spröder zu werden, und ausserdem bleiben sie in der Härte hinter den in der Praxis sonst verwendeten Kondensationsprodukten ähnlicher Art etwas zurück.
Die praktische Erfahrung hat nun gezeigt, dass es nicht in allen Fällen von grosser Bedeutung ist, den Produkten dieses Typus das höchst erreichbare Mass von Lichtechtheit zu geben, dass es vielmehr für manche Zwecke günstig erscheint und für die praktische Verwendung genügt, ihre Lichtechtheit etwas herabzusetzen, dafür aber den Vorteil einer höheren Widerstandsfähigkeit gegen Witterungseinflüsse und einer Verminderung des bei der Verarbeitung
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zu solchen durchsichtigen Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukten von grösserer Witterung- beständigkeit und Härte und von geringerem Wassergehalt gelangt. wenn man unter Benutzung der eingangs geschilderten Verfahren die Formaldehydmenge etwas verringert. Diese Produkte weisen dann auch bei der Bearbeitung nicht in gleichem Masse den störenden Formaldehyd- gerueh auf.
Die Lichtechtheit ist allerdings infolge des geringen Formaldehydgehaltes etwas vermindert. Das Verfahren besteht also darin, dass man Phenol und Formaldehyd in so stark alkalischer Lösung kondensiert, dass das Harz während der alkalischen Kondensation in Lösung bleibt, worauf der gesamte Ansatz einer weitgehenden Destillation unterworfen und die eingedickte Lösung bei schwach saurer Reaktion zur Härtung gebracht wird, wobei nur solche Basen und Säuren verwendet werden, die gellösliche Salze bilden, und kennzeichnet sich dadurch, dass dasselbe mit 11/2 bis 2\ Mol Formaldehyd auf 1 Mol Phenol durchgeführt wird.
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Es zeigt sich nun, dass man bei Durchführung dieses Verfahrens häufig etwas trü. Qe Lösungen und auch trübe Endprodukte erhält, insbesondere dann. wenn das Verhältnis von Formaldehyd zu Phenol bis auf 1-5 : 1 herabsinkt. Wird das Endprodukt länger erhitzt, so entstehen darin feine Risse, welche die Ware unbrauchbar machen. Es wurde nun gefunden. dass man diese Trübungen und Risse vermeiden kann, wenn man nach beendeter Kondensation, u. zw. vor, während oder nach der Destillation der Kondensationslösung, geringe Mengen Formaldehyd zusetzt.
Die Möglichkeit einer Klärung der Produkte durch späteren For- maldehydzusatz hat auch den Vorteil, die Herstellung einer wasserfreieren Ware zu gestatten, da bei Anwesenheit grösserer Mengen von freiem Formaldehyd im Kondensationsprozesse die darauffolgende Wasserdestillation nur schwer völlig durchgeführt werden kann.
Das Verfahren wird nachstehend an einigen Beispielen erläutert :
Beispiel 1 : 100 Gewichtsteile kristallisierte Karbolsäure werden mit 150 Gewichtsteilen Formaldehyd (30 /oig) und 23'2 Gewichtsteilen doppelt normaler Kalilauge etwa 1 Stunde unter Rückfluss erhitzt. Es tritt hiebei eine exotherme Reaktion ein. Man fügt der noch heissen Lösung 5-8 Gewichtsteile Phthalsäure hinzu, wobei sich der Ansatz entfärbt. An Stelle der vorerwähnten Phthalsäuremenge kann auch eine Mischung aus 5'0 Gewichtsteilen Phthalsäure und 20 t'cM doppelt normaler Milchsäure zugesetzt werden.
Hierauf wird der ganze Ansatz im Vakuum soweit als möglich eingedampft, bis die Masse sich noch gerade in Formen füllen lässt und bei einer Temperatur von 60 bis 100 C härtet. Beim Härten resultiert ein klares, gut bearbeitbarps Produkt, welches nahezu frei von Formaldehyd ist.
Beispiel 2 : 100 Gewichtsteile kristallisierte Karbolsäure werden mit 200 Gewichts- teilen FOl'maldehyd (300/nig) und 25 Gewichtsteilen doppelt normaler Kalilauge zirka 1 Stunde erhitzt. Man fügt zu der Masse 35 m'w doppelt normaler Milchsäure hinzu und destilliert den ganzen Ansatz im Vakuum. Nachdem etwa. die Hälfte des Wassers abdestilliert ist, werden 20 Gewichtsteile Formaldehyd (30 /oig) zugefügt und weiter destilliert. Das eingedickte Produkt wird. wie in Beispiel 1 beschrieben, in Formen gefüllt und gehärtet. Diese Produkte
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gemäss Beispiel 1, sind jedoch wesentlich klarer und auch lichtechter.
Beispiel 3 : 100 Gewichtsteile kristallisierte Karbolsäure werden mit 225 Gewichtsteilen Formaldehyd (30%ig) und 23'2 Gewichtsteilen doppelt normaler Kalilauge zirka 40 Minuten kondensiert. Nach beendeter Kondensation wird mit dem im Beispiel 1 angegebenen Gemisch von Phthalsäure und Milchsäure schwach angesäuert und der gesamte Ansatz der Vakuumdestillation unterworfen, hierauf in Formen gefüllt und wie üblich gehärtet.
An Stelle von Phenolen können hier wie bei allen andern Verfahren auch Kresole
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in fester Form als Paraformaldehyd oder auch in Form der Polyoxymethylene in die Reaktion eingebracht werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung durchsichtiger Phenol-Formaldehyd-Kondensatiollsprodukte durch Kondensation von Phenol und Formaldehyd in stark alkalischer Lösung und Härtung bei schwach saurer Reaktion, wobei das Harz während der alkalischen Kondensation in Lösung bleibt und der gesamte Ansatz der Destillation und Härtung unterworfen wird und hiebei nur solche Basen und Säuren verwendet werden. die gellösliche Salze bilden, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verfahren mit ives bis 21/2 Mol Formaldehyd auf 1 Mol Phenol durchgeführt wird.