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Verfahren zur Herstellung von spaltenausfüllenden Aminoformaldehydldebstoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von zur Ausfüllung von Spalten dienenden Klebstoffen, insbesondere aus Aminoformaldehydkondensationsprodukten, wie z. B.
Harnstoff-, Thioharnstoff-und/'oder Melamin-
Formaldehydkondensationsprodukten.
Es ist bekannt, dass Aminoformaldehydkondensationsprodukte in Gegenwart von Wasser als Klebstoffe verwendet werden können, z. B. mit 5-5000 Wasser und Härtern aus einer, Säure oder einer, Säure liefernden Verbindung, wobei der Härter und oder das Wasser dem Klebstoff unmittelbar vor dem Gebrauch zugesetzt werden.
Diese Klebstoffe besitzen jedoch den grossen Nachteil, dass verhältnismässig dicke Schichten des Klebstoffes nach dem Erhärten zum Rissigwerden und Zerfallen und anschliessendem Weichwerden neigen. Wenn die zu verbindenden Oberflächen bzw. Platten genau aufeinanderpassen, tritt daher keine Störung ein, aber bei rauhen oder unebenen Oberflächen bzw.
Platten oder wenn die Anwendung eines angemessenen Druckes nicht möglich oder nicht wünschenswert ist, um die zu verbindenden Flächen zum genauen Anliegen zu bringen, bilden die Aminoformaldehydkondensationsprodukte, die mit Härtern aus einer Säure oder einer, Säure liefernden Verbindung zum Erhärten gebracht werden, eine einzige oder mehrere örtliche Schichten von beträchtlicher Dicke zwischen den Oberflächen, und im Laufe der Zeit tritt Rissigwerden und Zerfall mit nachfolgender Verschlechterung der festen Verbindung der Klebeflächen ein.
Es ist bekannt, dass Füllstoffe, wie Roggenmehl, Stärke und Holzmehl, dazu neigen, das obenerwähnte Rissigwerden zu hemmen und dass diese Füllstoffe daher bei spaltenausfüllenden Aminoformaldehydklebstoffen verwendet werden. Die Füllstoffe strecken auch den Klebstoff und vermindern die Kosten des für die Ausfüllung der Verbindungsstellen nötigen Materials. Weiters verteilen sich Aminoformaldehydkondensationsprodukte viel leichter, wenn sie mit einem oder mehreren Füllstoffen vermischt sind als ohne diese. Schliesslich wurden auch den bekannten, spaltenausfüllenden Klebstoffen zur Herabsetzung der Kosten und zur Erleichterung des Auftragens gemahlene Mineralien, wie Kaolin, einverleibt.
Normalerweise werden in spaltenausfüllenden
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Kondensationsproduktes, verwendet, da kleinere Mengen an Füllstoffen eine zu geringe Wirkung haben und Klebstoffe mit einem grösseren Gehalt an Füllstoffen nur mit grosser Schwierigkeit auf den Oberflächen bzw. Platten ausgebreitet werden können.
In der üblichen Praxis bereitet man ein Gemisch von einem oder mehreren Füllstoffen und von einem oder mehreren Härtern aus einer Säure oder aus, einer Säure liefernden Verbindung und mischt dieses Gemisch in das Aminoformal- dehydkondensationsprodukt und Wasser unmittelbar vor dem Gebrauch des Klebstoffes ein, wobei das Wasser normalerweise zur Gänze oder teilweise von dem Wasser der, zur Bereitung des
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kondensationsprodukt mit einem Füllstoff und einem nicht flüchtigen festen Härter gemischt werden, wobei das Wasser zu dem erhaltenen Gemisch erst unmittelbar vor dem Gebrauch des Klebstoffes hinzugefügt wird.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Rissigwerden von spaltenausfüllenden Aminoformaldehydklebstoffen durch Anwendung eines modifizierten oder vorbehandelten Harzes oder eines vorbehandelten Füllstoffes zu hemmen.
Es ist auch empfohlen worden, den spaltenausfüllenden Klebstoffen als Mittel zur Verhinderung des Rissigwerdens solche hochsiedende Substanzen zuzusetzen, die entweder wasserabstossend wirken oder in Wasser schwer löslich sind.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass spaltenausfüllende Aminoformaldehydklebstoffe mit einem Gehalt von 2 bis 50% (bezogen auf das Aminoformaldehydkonden- sationsprodukt) an 1, 5-Di (a-tetrahydrofuryl) -3- oxy-pentan, welches mit Wasser in allen Verhältnissen mischbar ist, besonders langsam oder überhaupt nicht rissig werden, wobei das 1,5-Di- (a. -tetrahydrofuryl) - 3-oxy-pentan die vorteilhaften Eigenschaften der Nichtflüchtigkeit und Geruchslosigkeit besitzt. Bei der Bereitung dieser Kleb-
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anderen Bestandteile des Klebstoffes zugesetzt werden.
Gemische von Holzmehl und feingemahlenen Mineralien, wie Kaolin, sind als Füllstoffe für die erfindungsgemässen Klebstoffe besonders geeignet, u. zw. wegen der geringen Kosten dieser Füllstoffe, und deswegen, weil diese Mischungen bei ihrer Verwendung als Füllstoffe Zusammensetzungen von geschmeidigen Pasten liefern, die sich beim Auftragen leicht verteilen und nach dem Erhärten eine feste Verbindung geben.
Ein Aminoformaldehydkondensationsprodukt, welches sich zur Anwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung eignet, kann als ein wässeriger Sirup hergestellt werden, der aus einer handelsüblichen wässerigen Lösung von
Formaldehyd mit, z. B., ungefähr 36% Formal- dehyd, in welcher auf zwei Mol Formaldehyd ein Mol Harnstoff gelöst ist, durch Erhitzen unter Rückfluss sowie bei einem neutralen pli erhalten wird. Der Wassergehalt solcher Sirupe kann durch Destillation unter vermindertem Druck herabgesetzt werden. Nach dieser Methode kann ein Sirup mit einem Gehalt von ungefähr
72 Gew.-% Kondensationsprodukt erhalten werden, wobei der Prozentsatz des Kondensationsproduktes durch Erhitzen des Sirups während drei Stunden auf 120 C C und Wägen des festen Rückstandes bestimmt wird.
Wahlweise kann der bei der Herstellung dieses Sirups verwendete Harnstoff teilweise oder zur Gänze durch andere Verbindungen mit einer Mehrzahl von Aminogruppen ersetzt werden, welche einen Teil von Amiden, Thioamiden und/oder AmidinGruppen bilden, wie z. B. Thioharnstoff oder Melamin. Wenn der Harnstoff zur Gänze durch Melamin ersetzt wird, ist es günstig, ein grösseres Molekularverhältnis als 2 : 1 für Formaldehyd zu Melamin anzuwenden, z. B. ein Molekularverhältnis von 3 : 1. In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den erhaltenen Sirup bis zu einem festen Harz zu entwässern, das hierauf zu einem feinen Pulver vermahlen werden kann.
Erforderlichenfalls können auch für den erfindungsgemässen Zweck geeignete Aminoformaldehydkondensationsprodukte in praktisch wasserfreiem Zustande durch Versprühen von trocknenden Lösungen der Kondensationsprodukte hergestellt werden. Zwecks Bereitung des erfindungsgemässen Klebstoffes setzt man einem solchen, durch Versprühen getrockneten Kondensationsprodukt 10-50% des Kondensationsproduktes an Wasser zu.
Vorzugsweise wird bei Anwendung des erfindungsgemässen Klebstoffes eine Menge von 5
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produkt, zugesetzt.
Vorteilhafterweise dürfen die erfindunggemässen Klebstoffe nicht zu rasch erhärten, da sehr rasches Erhärten den Beginn und die Geschwindigkeit des Rissigwerdens beschleunigt.
Aus diesem Grunde wird bei Benützung von Ammoniumchlorid als Härter für die bei Raum- temperatur anzuwendenden Harnstofformal- dehydklebstoffe nach der Erfindung eine Menge von 0-1 bis 2% Ammoniumchlorid, bezogen auf das Harnstofformaldehydkondensationsprodukt, als geeignet verwendet.
Obwohl die Klebstoffe nach der Erfindung in erster Linie für das Zusammenkleben von Verbindungsstellen bzw. Platten bestimmt sind, bei welchen es entweder nicht möglich oder nicht wünschenswert ist, - beträchtlichen Druck oder Erwärmen anzuwenden, kann die Geschwindigkeit des Erhärtens der Klebstoffe gewünschtenfalls durch Erwärmen, z. B. mittels Heizbänder, Heizpressen, Hochfrequenzströmen oder Öfen, beschleunigt werden.
Die nachstehenden Beispiele (alle Angaben in Gewichtsteilen) zeigen, wie die Erfindung in der Praxis ausgeführt werden kann, doch ist die Erfindung in keiner Weise auf diese Ausführungsformen beschränkt.
Beispiel l : Eine wässerige Formaldehydlösung mit einem PH von 5-5 wurde mit Harnstoff im Molekularverhältnis 2-2 : l drei Stunden lang unter Rückfluss erhitzt. Der pH-Wert wurde dann auf 7, 0-7, 2 eingestellt und der entstandene Sirup im Vakuum entwässert, bis der Gehalt an Kondensationsprodukt 72% erreicht hatte, dieser Prozentsatz wurde durch dreistündiges Erhitzen einer Probe des Sirups auf 120 C und Wägen des festen Rückstandes ermittelt.
80 Teile des in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Sirups, 12 Teile Wasser,
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formaldehydrokondensationsprodukt, wurden miteinander vermischt. Es wurde eine geschmeidige Paste erhalten, die sich auf die Verbindungsstellen leicht verteilen liess, nach dem Aufbringen aber keine Neigung zum Abfliessen von den Klebeflächen zeigte. Diese Paste wurde zur Ausfüllung der Verbindungsstelle von zwei Holzoberflächen verwendet, deren Verbindungsstelle Spalten von
1-27 27 mm Weite hatte. Die Paste wurde in zwölf Stunden hart und stellte eine feste Verbindung zwischen den Holzoberflächen her.
Die so gebildeten Verbindungsstellen zeigten nach einem Monat noch kein Anzeichen des Rissigwerdens oder eines Zerfalls, während eine Verbindungsstelle, die mit einer gleichartigen Mischung, jedoch ohne Gehalt an 1, 5-Di ( (1. -tetrahydrofuryl) - 3-oxy-pentan bereits in ungefähr einer Woche rissig wurde.
Herstellung von Melamin-Harnstoff-
Formaldehyd-Sirup.
Beispiel 2 : Eine Mischung von Harnstoff und Melamin im Molekularverhältnis von 1-0 : 0-05 wurde mit einer wässerigen Lösung von Formaldehyd, wobei das Formaldehyd zu HarnstoffMelamin im Molekularverhältnis 2-2 : l stand, bei einem neutralen pH drei Stunden lang unter Rückfluss erhitzt. Der erhaltene Sirup wurde
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auf einen Gehalt von 72% an Kondensationsprodukt entwässert, wobei der Prozentsatz des Kondensatic lsprch tes durch Erhitzen des Sirup3 während drei Stunden auf 120 C und Wägen des festen Rückstandes bestimmt wurde.
80 Teile Melamin-Harnstoff-FormaldehydSirup, hergestellt wie vorstehend beschrieben, 12 Teile Wasser, 20 Teile Kaolin, 10 Teile Holzmehl, 1 Teil Ammoniumchlorid, 10 Teile 1,5Di (/. -tetrahydrofuryl) - 3-oxy-pentan, wurden miteinander vermischt. Es wurde eine geschmeidige Paste erhalten, die sich auf die Verbindungsstellen leicht verteilen liess, nach dem Aufbringen aber keine Neigung zum Abfliessen von den Klebeflächen zeigte. Diese Paste wurde zur Ausfüllung der Verbindungsstelle von zwei Holzoberflächen verwendet, deren Verbindungsstelle Spalten von 1. 27 mm Weite hatte. Die Paste wurde in zwölf Stunden hart und stellte eine feste Verbindung zwischen den Holzoberflächen her.
Die so gebildeten Verbindungsstellen zeigten nach einem Monat noch kein Anzeichen des Rissigwerdens oder eines Zerfalls, während eine Verbindungsstelle, die mit einer gleichartigen Mischung, jedoch ohne Gehalt an 1, 5-Di (öL-tetrahydrofuryl)- 3-oxy-pentan bereits in ungefähr einer Woche rissig wurde.
Die erfindungsgemässen Klebstoffe sind vorteilhaft verwendbar bei allen Anwendungsarten von spaltenausfüllenden Klebstoffen und sind insbesondere für Schichtkörper geeignet, wie für die Erzeugung von Booten, Flugzeugen aus Holz, Wagen, Türen, Fensterrahmen, Möbel od. dgl.
Gegenständen.
Sämtliche %-Angaben beziehen sich auf Gewichtsprozente.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von spaltenausfüllenden Aminoformaldehydklebstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass dem Klebstoff 2-50% 1, 5-Di (a-tetrahydrofuryl)-3-oxy-peatan, bezogen auf das Aminoformaldehydkondensationsprodukt, zugemischt werden.