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Verfahren zur Herstellung verschweisster Massen unter Verwendung von Phenolcarbonylkondell- sationsprodukten.
Aus der Celluloidindustrie ist bekannt, Platten oder Blöcke in der Weise herzustellen, dass man dünne Celluloidstücke in sogenannten Blockkochpressen, wie sie in der Celluloidindustrie Verwendung finden, im Koffer der Presse aufeinanderschichtet und sie dann unter Druck und Wärme miteinander verschweisst. Es lassen sich auf diese Weise Effekte erzielen, die durch Giessen von plastischen Massen, wie z. B. Kunstharzen aus Phenolcarbonylkondensationsprodukten, nicht hergestellt werden können.
Derartige Kunstharze lassen sich im sogenannten B-Zustand nur mangelhaft und im ausgehärteten C-Zustand überhaupt nicht verschweissen. Versucht man beispielsweise die bekannten dünnen gesehnit-
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in der vorhin geschilderten Weise in der Blockkochpresse zu verschweissen, so erhält man lediglich ein Bündel schwach zusammenklebender Platten, die leicht ohne Gewaltanwendung wieder voneinander getrennt werden können. An eine Verschweissung im eigentlichen und praktisch brauchbaren Sinne ist gar nicht zu denken. Erhitzt man die Phenolcarbonylkondensationsprodukte aber nur so lange, dass die erhaltenen Gele noch schweissbar bleiben, so ist es unmöglich, sie mit dem Messer od. dgl. in
Teilstücke zu zerschneiden, da die Masse dann noch so weich und zäh ist, dass sie am Messer od. dgl. haften bleibt.
Auch in diesem Falle war es daher unmöglich, mit Hilfe von Phenolcarbonylkondensations- produkten Effekte nach Art der von den Celluloidprodukten her bekannten zu erzielen.
Das Verhalten der Phenolcarbonylkondensationsprodukte, also insbesondere der im Vordergrund des Interesses stehenden Phenol-Formaldehydharze, weicht in dieser Hinsicht auch wesentlich von dem Verhalten andrer Arten von Kunstharzen, wie insbesondere der Harnstoff-Formaldehydharze, ab, und ein Verschweissen von bis zur Schneidreife gehärteten Gelen aus Phenolcarbonylkondensations- produkten zu homogenen Massen erschien bisher unmöglich.
Es hat sich nun gezeigt, dass man unter Verwendung solcher Phenolcarbonylkondensationsprodukte zu Gelen gelangen kann, die gleichzeitig sehneidfähig und verschweissbar sind, wenn man diese Kondensationsprodukte zunächst mit Säureamid-Aldehydkondensationsprodukten oder aliphatischen bzw. aromatischen Säureamiden oder andern an sich schweissbaren Stoffen, wie Nitrocellulose, Acetylcellulose, Benzylcellulose usw., Proteinoplasten, den Kondensationsprodukten von aliphatischen oder aromatischen Aminen mit Aldehyden, den Polymerisationsprodukten von ungesättigten Kohlenwasserstoffen, wie Styrol oder Vinylverbindungen u.
dgl., ferner den verschiedensten Kondensationsprodukten aus aromatischen oder/und aliphatischen Dicarbonsäuren und Polyalkoholen oder Aminen, wie sie unter der Bezeichnung Glyptale, Rezyle, Alkydharze u. dgl. bekannt sind, vereinigt und diese Massen durch Hitzeeinwirkung bis zur Bildung eines schneidbaren Gels härtet. An Stelle der genannten Verbindungen können dabei gegebenenfalls auch die Grundstoffe dieser, wie z. B. Anilin und Formaldehyd an Stelle des Aminoplasts verwendet werden, wobei der Formaldehyd unter Umständen nicht besonders zugegeben zu werden braucht, wenn in dem Phenolcarbonylkondensations- produkt bereits überschüssiger Formaldehyd vorhanden ist.
Das in der angegebenen Weise erhaltene schneidfähige Gel besitzt dann im Gegensatz zu dem aus Phenolcarbonylkondensationsprodukt allein erhältlichen auch noch die Fähigkeit der Verschweissbarkeit, d. h. es kann mit seinesgleichen durch Druck und bei Anwendung von Temperaturen unter
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100 C zu einer homogenen Masse vereinigt werden.
Demgemäss besteht das Wesen der vorliegenden Erfindung in erster Linie darin, verschweisste Kunstharze aus Phenolcarbonylkondensationsprodukten in der Weise herzustellen, dass diese zunächst mit an sich schweissbaren Stoffen der oben angegebenen Art vereinigt, die so erhaltenen Massen durch Hitzeeinwirkung bis zur Bildung eines schneidbaren
Gels gehärtet werden und dieses hiernach in dünne Platten oder sonstige beliebig gestaltete Teile zerschnitten und zerlegt wird, worauf die so erhaltenen Platten oder Teilkörper durch Einwirkung von Hitze und Druck bei Temperaturen unter 1000 oder auch von Druck allein miteinander verschweisst und verformt werden.
Zwar war es schon an sich bekannt, Phenolcarbonylkondensationsprodukte und insbesondere Phenol-Formaldehydkondensationsprodukte mit den verschiedenartigsten andern Stoffen, wie z. B. Harnstoff, Harnstoff-Formaldehydkondensationsprodukten, aliphatischen Sulfamiden, den Kondensationsprodukten aus aromatischen Amiden und Aldehyden u. dgl. unter Bildung sogenannter Mischprodukte oder Mischharze zu vereinigen.
Es war aber nicht erkannt worden, dass man derartige Mischprodukte oder Mischharze durch Erhitzen in einen Zustand überführen kann, wo sie gleichzeitig schneidfähig und verschweissbar sind, und demgemäss war bisher auch nicht der Vorschlag gemacht worden, derartige Mischprodukt nach erfolgter Erhitzung in Teilstücke zu zerlegen oder zu zerschneiden und alsdann solche Teilstücke durch Verschweissen wieder miteinander zu vereinigen.
Durch die Vereinigung von Teilstücken verschiedener Färbung und gegebenenfalls auch verschiedener Gestalt und eventuell durch Wiederholung der Zerteilung und erneute andersartige Wiedervereinigung der Verschweissungsprodukte gelingt es, die verschiedenartigsten Dekorationseffektc zu erzielen, wie sie namentlich für die Herstellung von Phantasieknöpfen für Damenkleider, Agraffen und sonstigen Schmuck- und Dekorationsgegenständen von Bedeutung sind.
Die Zerlegung der bis zur Sehneidreife gehärteten Gele in Platten kann mit Hilfe einer geeigneten Schneidvorrichtung vorgenommen werden, und die durch Verschweissung verschiedenfarbiger, so gewonnener Platten erhaltenen Blöcke od. dgl. können dann mit Hilfe der gleichen oder einer andersartigen Schneidvorrichtung neuerdings in Platten, Stäbe od. dgl. zerlegt oder zerschnitten werden, die dann wiederum in andersartiger Weise miteinander verschweisst werden können. So kann man durch Verschweissen der verschiedenst gefärbten Teilstücke Wirkungen erzielen, wie sie mit Giess-
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sondern auch Würfel und andersgeformte Teile, durch deren Vereinigung dann entsprechende besondere Effekte erzielt werden.
Die verschweissten Formstücke können durch Einwirkung von Hitze allein oder von Hitze und Druck naehgehärtet werden. Die praktisch ausgehärteten Gele sind aber trotzdem noch immer verformbar. Nimmt man beispielsweise einen Würfel des ausgehärteten Gels, legt ihn in eine Pressform und beheizt diese bei oder nach dem Schliessen, so erhält man einen Pressling, der genau die Konturen der Pressform, etwa die eines Aschenbechers od. dgl. zeigt.
Auch lässt sich das verschweissbare Gel wie Glas mit Hilfe der Formzange formen, und es lassen sich auch in andrer Weise als mittels eines Messers zerkleinerte Stücke miteinander verschweissen. Die Verarbeitung des schneid-und schweiss- baren Gels kann also in ganz entsprechender Weise erfolgen wie dies für Celluloid bekannt ist, vor dem die Produkte gemäss vorliegender Erfindung aber u. a. den grossen Vorteil der Unentflammbarkeit besitzen.
Beispiel 1 : 1000 Teile eines Kondensates aus 1 Molekül Phenol und Molekillen Fornial- dehyd werden mit 1000 Teilen einer wässrigen, 30%igen harnstofflösung versetzt, worauf das Lösungsmittel durch Vakuumdestillation abgetrieben wird. Das Harz wird in eine Form gegossen und bis zur Erreichung der Schneidreife des entstehenden Gels bei Temperaturen zwischen 60 und 100 gehärtet ; hierauf wird das Gel in beliebige Stücke geschnitten und diese werden unter Anwendung eines Druckes
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erhaltene Pressling ist vollständig homogen.
Beispiel 2 : An Stelle von Harnstoff des Beispiels 1 verwendet man Laktamid oder p-Toltlol- sulfamid und arbeitet im übrigen wie nach Beispiel 1. Das Verschweissungsprodukt ist ebenfalls vollständig homogen und kann durch Hitzeeinwirkung nachgehärtet werden.
Beispiel 3 : Man kondensiert 10 Minuten lang unter Rückfluss 2 Moleküle Harnstoff mit 4 Molekülen Formaldehyd 30% ig und 10 cm3 n-Natronlauge, setzt l Molekül Phenol zu und kocht 30 Minuten weiter, gibt nun weiter 14 cm3 n-Salzsäure zu, kocht 5 Minuten nach und destilliert unter Vakuum bei 40-50'das Wasser ab. Zunächst erhält man eine amorph-kristallinische, weisse Substanz mit einem Sinterpunkt von zirka 70'C.
Durch längere Destillation und Temperatursteigerung verliert die Substanz ihre Sinterfähigkeit. Diese stückig-pulverige Produkt, das sich im Zustand der Schneidreife befindet, wird nun bei 80 C und einem Druck von 60 kg/e verschweisst. Das Endprodukt ist vollständig durchsichtig, fast farblos und zeigte gute Festigkeit.
Beispiel 4 : 1 Molekül Phenol wird mit 2 Molekülen Formaldehyd stark alkalisch kondensiert. neutralisiert oder übersäuert und durch Vakuumdestillation wasserfrei gemacht.
1 Molekül Harnstoff wird mit 3 Molekülen Formaldehyd alkalisch kondensiert und unter Vakuum entwässert.
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Je 100/c der so gewonnenen beiden verseltiedenen Kondensate werden b"i etwa 60 C vermisciit.
Eine lebhafte Reaktion unter Wasserabspaltung setzt ein. Nach Beendigung derselben wird die Masse in Formen gefüllt und in der Wärme bei 50-90 C bis zur Schneidreife gehärtet und sodann mit Hilfe einer Schneidmaschine in Platten geschnitten. Diese Platten werden im Koffer einer Celluloid-Bloek- 'kochpresse aufeinandergeschichtet und in der Wärme bei einem Druck von 30 bis 60 kg ; m2 eine Stunde verschweisst. Man erhält einen vollkommen homogenen Pressblock.
Beispiel5 : 100 kg des Phenolkondensatestind 25 kg des Harnstoffkondensates wie nach Beispiel 4 erhalten, werden in Reaktion gebracht und dann wie nach Beispiel 4 weiterverarbeitet. Der so erhaltene verschweisste Block ist ebenfalls homogen.
Beispiel 6 : 75 Teile eines stark alkalisch kondensierten und dann neutralisierten Resols aus
1 Molekül Phenol und 2% Molekülen Formaldehyd werden mit 25 Teilen eines Novolaks gemischt und bis zur Schneidreife gehärtet. Das erhaltene Produkt wird sodann in Teilstücke zerlegt bzw. geschnitten und diese werden bei einer Temperatur von 800 und einem spezifischen Druck von 70 kg einige Stunden verschweisst. Das Produkt ist gut bearbeitungsfähig und homogen.
Beispiel 7 : 75 Teile eines Resols wie nach Beispiel 6 werden mit 25 Teilen eines Harzes aus
3 Molekülen Phthalsäureanhydrid und 2 Molekülen Glycerin mit einer Säurezahl von 142 gut gemischt und bis zur Schneidreife gehärtet. Das Produkt wird in Platten zerlegt bzw. geschnitten und diese werden wie nach Beispiel 6 verschweisst. Das erhaltene Produkt ist vollständig durchsichtig und homogen und kann durch weitere Hitzeeinwirkung nachgehärtet werden.
Beispiel 8 : 75 Teile eines Resols und 25 Teile eines sauer kondensierten Harzes aus l Molekül
Paratoluolsulfamid und 1 Molekül Formaldehyd werden gut vermischt und bis zur Schneidreife gehärtet.
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unter Rückfluss zunächst bis zur Lösung der letzteren und dann, nach Zusatz von 2 Teilen Ammoniaklösung (0'91 spez. Gewicht), bis zur Trübung des Ansatzes erhitzt. Das entstandene Harz wird unter
Vakuum entwässert, bis zur Schneidreife gehärtet und hierauf in Teilstücke zerlegt bzw. geschnitten.
Diese werden schliesslich einige Stunden bei 80 und einem spezifischen Druck von 70 kg verschweisst.
Das erhaltene Produkt ist durchscheinend getrübt, von ausgezeichneter Bearbeitungsfähigkeit und durchaus homogen.
Beispiel 10 : 75 Teile eines Resols wie nach Beispiel 6 und 25 Teile eines sauer kondensierten Harzes aus 1 Molekül Phenolamin und 1 Molekül Formaldehyd werden, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Lösungsmittels, vermischt und, nach Abtreiben des Lösungsmittels, bis zur Schneidreife gehärtet. Das Gel wird hierauf in Platten zerlegt oder geschnitten und diese wie nach Beispiel 9 in der Hitze verschweisst. Das Produkt ist gelblich gefärbt, trüb, von guter Bearbeitungsfähigkeit und durchaus homogen.
Beispiel 11 : 90 Teile eines Resols wie nach Beispiel 6 und 10 Teile Methyldiphenylamin werden gut vermischt und wie nach Beispiel 9 verarbeitet. Das verschweisste Produkt ist sehr hell, stark durchscheinen, von guter Bearbeitungsfähigkeit und durchaus homogen.
Beispiel 12 : 750 Teile eines Resols wie nach Beispiel 6 und 250 Teile eines Harzes aus 3 Molekülen Adipinsäure und 2 Molekülen Triäthanolamin mit einer Säurezahl von 90, gewonnen durch mehrstündiges Erhitzen der Komponenten auf 140 , werden gemischt und wie nach Beispiel 9 aufgearbeitet.
Das verschweisste Produkt ist transparent, homogen und gut bearbeitungsfähig.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung verschweisster Massen unter Verwendung von Phenylcarbonyl- kondensationsprodukten, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kondensationsprodukte zunächst mit Säureamid-Aldehydkondensationsprodukten oder aliphatischen bzw. aromatischen Säureamiden in an sich bekannter Weise vereinigt, diese Massen durch Hitzeeinwirkung bis zur Bildung eines schneidbaren Gels gehärtet werden, das hienach in dünne Platten oder beliebige Teile zerschnitten oder zerlegt wird, worauf diese Platten oder Teilkörper durch Einwirkung von Hitze und Druck bei Temperaturen unter 1000 oder auch von Druck allein miteinander verschweisst und verformt werden.