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Verfahren zur Herstellung eines einen Plastifikator enthaltenden Aldehydkondensationsproduktes
Die Fliessfähigkeit der Melamin- und Harnstofformaldehydkondensationsprodukte in nicht ausgehärtetem Zustand ist oft zu gering, insbesondere für gewisse Verwendungszwecke, z. B. in Pressmassen und Schichtstoffprodukten. Bei den Pressmassen bewirkt eine nicht ausreichende Fliessfähigkeit, dass diese Masse das bei der Herstellung des Formkörpers angewendete Formwerkzeug nicht genügend schnell und vollständig ausfüllt. Bei der Herstellung von Schichtstoffen, in welchen z.
B. das oben genannte Melaminkondensationsprodukt als Oberflächenschicht verwendet wird, bewirkt eine zu niedrige Fliessfähigkeit eine nicht mehr zulässige Unregelmässigkeit der Oberflächenschicht, was eine Verschlechterung der dekorativen Eigenschaften des Schichtstoffes und grössere Gefahren von Rissbildungen im Schichtstoff hervorruft.
Diese Nachteile werden noch dadurch verstärkt, dass die Kunststoffe im ausgehärteten Zustand oft zu hart
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Es ist bekannt, dass man die Nachteile einer zu geringen Fliessfähigkeit eines Kondensationsproduktes dadurch mildern kann, dass man ein Fliessmittel, einen sogenannten Plastifikator in dem Kondensatibnsprodukt verwendet. Dieses Fliessmittel wird im allgemeinen zugesetzt, wenn der Kondensationsprozess im wesentlichen beendet ist, wobei das Fliessmittel den Molekülen des Kondensationsproduktes gegenüber nicht in grösserem Ausmass chemisch gebunden wird, sondern sich zwischen den genannten Molekülen befindet. Ein solcher Plastifikator kann bezeichnet werden als ein"âuBerer"Plastifikator im Gegensatz zu einem Plastifikator, der zu den Molekülen des Kondensationsproduktes chemische Beziehungen hat und in Analogie mit dem äusseren Plastifikator als"innerer"Plastifikator bezeichnet werden kann.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein im Verhältnis zu den bisher bekannten Herstellungsverfahren verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Aldehydkondensationsproduktes mit Plastifikator zu schaffen.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man zuerst eine chemische Reaktion zwischen dem Plastifikator und dem mit Aldehyd reaktiven Stoff bewirkt, wonach das dadurch erhaltene Reaktionsprodukt mit dem Aldehyd umgesetzt wird. Es ist dabei nicht notwendig, dass die ganze Menge des Plastifikators mit dem mit Aldehyd reaktiven Stoff chemisch reagiert und einen inneren Plastifikator bildet. Bei geeigneter Wahl des Plastifikators kann der chemisch nicht reagierende Teil desselben als ein äusserer Plastifikator in dem fertigen Kondensationsprodukt dienen. Daraus geht hervor, dass in dieser Weise Möglichkeiten vorliegen, das Verhältnis zwischen einem inneren und äusseren Plastifikator nach Wunsch einzustellen.
Die Erfindung ist besonders geeignet für die Herstellung von Melamin- und Harnstofformaldehydkondensationsprodukten, wobei eine aromatische Sulfonamidverbindung, die eine gegen Wasserstoff reaktive Gruppe enthält, z. B. N-Methyloltoluolsulfonamid, mit Melamin oder Harnstoff zur Reaktion gebracht wird, wonach das so erhaltene Reaktionsprodukt mit Formaldehyd umgesetzt wird.
Für den Zweck gemäss der Erfindung kann die aromatische Sulfonamidverbindung in dem genannten Reaktionsprodukt in einem Molverhältnis von höchstens 1 : 1, bezogen auf reine Substanz, vorhanden sein.
Wenn der Plastifikator in dieser Weise mit Melamin bzw. Harnstoff chemisch zur Reaktion gebracht wird, was bei einer Temperatur von 80 bis 1750C geschehen kann, wird die Anzahl der freien Bindungen der letztgenannten Stoffe reduziert, welche Bindungen von dem Plastifikator übernommen werden. Die Bindungen des Melamins bzw. Harnstoffes zu Formaldehyd werden dabei auch vermindert, was an und für
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sich eine wenig steifere Struktur des Kondensationsproduktes sowohl in nicht ausgehärtetem als in ausgehärtetem Zustand zur Folge hat. Im letztgenannten Falle wird indessen nicht die ganze Menge des zuge-
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bzw. Harnstoffmolekülenkators wird in chemisch ungebundenem Zustand anwesend sein, wenn das aus Melamin bzw. Harnstoff und
Plastifikator bestehende Reaktionsprodukt mit Formaldehyd umgesetzt wird.
Im allgemeinen werden bei diesem Prozess die chemisch ungebundenen Plastifikatormoleküle auch nicht mit Melamin bzw. Hamstoff oder Formaldehyd chemisch reagieren, sondern diese restlichen Plastifikatormoleküle bleiben hauptsäch- lich in freier Form erhalten und sind dann als sogenannter "äusserer" Plastifikator als Monomer oder als
Harz vorhanden.
Ein besonderer, mit der Ausführung der Erfindung verbundener Vorteil besteht darin, dass der bisher notwendige Zusatz eines Weichmachers durch einen besonderen Prozess nach der Harzbereitung überflüssig wird.
Ein anderer Vorteil liegt darin, dass das Endprodukt für gewisse Zwecke bessere Eigenschaften als ein bekannterweise hergestelltes Kondensationsprodukt aufweist, z. B. grösseren Widerstand gegen Austrock- nung, grössere Dehnbarkeit usw., ohne dass andere vorteilhafte Eigenschaften, wie z. B. Reibfestigkeit und Durchsichtigkeit im Verhältnis zu den bekannten Kondensationsprodukten herabgesetzt werden.
Die Erfindung ist in den folgenden Beispielen der Praxis ohne Beschränkung hierauf näher erläutert.
B eispie. l 1 : 13800 g o-Toluolsulfonamid, p-Toluolsulfonamid oder eine Mischung derselben wer- den eingewogen, mit 9129 g Formalin mit 36, 8 Gew.-% Formaldehyd vermischt, wobei mit 2n-NaOH ein pH-Wert von 8 eingestellt und mit 20 g MgCO gepuffert wird. Die Mischung wird unter Umrühren auf 850C erwärmt und die Temperatur 30 min aufrechterhalten. 6, 4 1 Wasser werden unter schwachem
Vakuum bei 70-80 C abdestilliert. Der klare, etwas viskose Rückstand wird auf 500C gekühlt und wird dann mit 468 g Äthylalkohol verdünnt. Die Kühlung wird unter Umrühren fortgesetzt, bis Zimmertem- peratur erreicht wird.
4590 g des in dieser Weise hergestellten Plastifikators werden dann mit 7560 g Melamin vermischt und die Mischung wird unter Umrühren auf 85 - 900C erwärmt. Diese Temperatur wird während 30 - 90 min aufrechterhalten, wonach das Produkt gekühlt wird.
12100 g des in dieser Weise erhaltenen Triazinderivates werden mit 9728 g Formalin gemischt, das 36, 8 Gew.-% Formaldehyd enthält und mittels 2n-HCOOH auf pH 3, 1 eingestellt worden war. Danach werden 10 g MgCO zugesetzt und dieMischungwird nach Erwärmen bis 850C auf PH 8 eingestellt. Diese
Temperatur wird unter Umrühren während 30 - 60 min aufrechterhalten, wonach die Mischung bis etwa 500C gekühlt wird. Das in dieser Weise hergestellte Kondensationsprodukt wird mit 7100 g Äthylalkohol verdünnt und hat dann nach Kühlung auf Zimmertemperatur ein spezifisches Gewicht von 1, 15.
Das beschriebene Verfahren kann durch Änderung der Beschickung bei der Herstellung des Triazinderivates auf 4590 g Plastifikator und 3780 g Melamin modifiziert werden.
Eine weitere Modifikation wird bei Verwendung des letztgenannten Triazinderivates erzielt, wenn man folgende Beschickung vornimmt :
8320 g Triazinderivat
4864 g Formalin (38, 6 Gew.-%)
5 g MgCOg Äthylalkohol Beispi el 2 : Der Plastifikatorwird ähnlich der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt, u. zw. durch Vermischen von 13800 g o-Toluolsulfonamid, p-Toluolsulfonamid oder einer Mischung derselben mit 9129 g Formalin, das 36, 8 Gew.-% Formaldehyd enthält, mit 2n-NaOH auf PH 8 eingestellt ist und mit 20 g MgCO gepuffert wird. Die Mischung wird wieder unter Umrühren auf 850C erwärmt und diese Temperatur 30 min aufrechterhalten.
Danach werden 6, 41 Wasser unter schwachem Vakuum bei 70 bis 800C abdestilliert, bis ein klares, wasserfreies Reaktionsprodukt erhalten wird.
3210 g dieses Plastifikatorswerden mit 7560 gMelamin gemischt und unter Umrühren auf 120-1500C erwärmt. Diese Temperatur wird 10-90 min lang aufrechterhalten, wonach das Produkt gekühlt wird.
10500 g des so erhaltenen Triazinderivates werden mit 9728 g Formalin gemischt, das 36, 8 Gew.-% Formaldehyd enthält und mittels 2n-HCOOH auf PH 3, 5 eingestellt ist. Danach werden 10 g MgCO zugesetzt und die Mischung wird nach Erwärmen bis 850C auf PH 8 eingestellt. Diese Temperatur wird unter Umrühren während 30 - 60 min aufrechterhalten, wonach das Produkt auf 500C gekühlt wird. Das so erhaltene Kondensationsprodukt wird mit 8480 g Äthylalkohol verdünnt, wonach das Endprodukt unter Um-
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Zimmertemperatur gekühlt wird ;Beispiel 3 : Zur Herstellung des Plastifikators werden dieselben Ausgangsstoffe in denselben Mengen wie in Beispiel 2 verwendet.
Die erhaltene Mischung wird unter Umrühren auf 850C erwärmt, wel- che Temperatur während einiger Minuten aufrechterhalten wird. Es werden 6, 4 1 Wasser im Vakuum bei 50 - 700C abgetrieben. Der klare und viskose Rückstand wird auf 40-500C gekühlt, danach mit 468 g Äthylalkohol verdünnt und die Kühlung bis auf Zimmertemperatur fortgesetzt.
30000 g Melamin werden auf 65 - 750C erwärmt und 10000 g des nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Plastifikators unter Umrühren der Mischung zugesetzt. Die Mischung wird auf 85 bis 900C erwärmt und diese Temperatur 30 - 90 min lang aufrechterhalten.
40000 g des so erhaltenen Triazinderivates werden mit einer Mischung von 17800 g Wasser und 39950 g Formalin gemischt, wobei das Formalin 36, 8 Gew.-% Formaldehyd enthält und bei 250C mit 2n-NaOH aufpH 8, 7-9, 0 eingestellt worden ist. Die resultierende Mischung wird auf 85 - 900C erwärmt, welche Temperatur 120 - 240 min lang aufrechterhalten wird. Während der ganzen Zeit wird der pH-Wert bei 250C kontrolliert und auf 9, 0-9, 3 eingestellt. Das schliesslich erhaltene Kondensationsprodukt wird auf 50-600C gekühlt und mit 2210 g n-Butylalkohol verdünnt ; das spezifische Gewicht des erhaltenen Produktes beträgt bei Zimmertemperatur 1, 20.
Beispiel 4 : 7000 g eines Plastifikators gemäss Beispiel 3 werden mit 30000 g Harnstoff gemischt, Die Mischung wird auf 85 - 900C erwärmt und während 30 - 90 min auf dieser Temperatur gehalten.
Sodann wird auf 40 - 500C gekühlt und danach werden 40 g MgCO und 65000 g Formalin zugesetzt ; das Formalin enthält 36, 8 Gew.-% Formaldehyd und wurde bei 250C mit 2n-NaOH ! auf PH 8, 0 - 9, 0 ein- gestellt. Die erhaltene Mischung wird 90 - 180 min bei 40 - 500C gehalten. Das Endkondensationsprodukt wird mit 33000 g Zellulose gemischt, getrocknet und zu einer Pressmasse granuliert.
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1. Verfahren zur Herstellung eines einen Plastifikator enthaltenden Aldehydkondensationsproduktes, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Hauptteil des Plastifikators in Form einer aromatischen Sulfonamidverbindung, die eine gegen Wasserstoff reaktive Gruppe enthält, z. B.
N-Methyloltoluolsul- fonamid, mit Melamin oder Hamstoff zur Reaktion gebracht wird, wonach das so erhaltene Reaktionsprodukt mit Formaldehyd umgesetzt wird.