<Desc/Clms Page number 1>
Production de produits de condensation à partir de l'urée ou de ses dérivés et d'aldéhyde formique.
Pour l'obtention de produits de condensation limpides à partir d'urée et d'aldéhyde formique d'après les procédés habi- tuels il est nécessaire d'effectuer la condensation en présence d'un excès d'aldéhyde formique. Si le rapport moléculaire de l'aldéhyde formique à l'urée est plus petit que de 3:1 on ob- tient des masses troubles, opaques. Ainsi par ébullition d'un mélange de deux molécules d'aldéhyde formique du commerce et d'une molécule d'urée il se forme immédiatement un précipité épais.
Afin d'arriver à des produits de condensation limpides en opérant avec moins de 3 molécules d'aldéhyde formique pour 1 molécule d'urée il était nécessaire jusqu'à présent de con- duire la réaction en présence de substances basiques.
La demanderesse a trouvé que même en travaillant avec un minimum d'aldéhyde formique,par exemple avec 2 molécules d'al- déhyde formique pour une molécule d'urée,on obtient des produits
<Desc/Clms Page number 2>
de condensation d'aldéhyde formique et d'urée -limpides, si l'on condense en présence de charbon actif et,cas échéant,d'agents retardant la réaction tels que les alcools, les cétones, les éthers ou les mélanges de ces corps.
Il importe peu que le charbon en suspension soit présent pendant toute la durée de la condensation, ou qu'il soit éliminé par filtrage,soit au commencement, soit à une phase quelconque de la réaction.
Suivant les conditions de la réaction (température, durée) on obtient d'après le procédé de la présente invention divers produits de condensation nettement caractérisés.
Si l'on agite de l'aldéhyde formique avec de l'urée en présence de charbon animal et à la température ordinaire, il se formedela diméthylolurée que l'on peut isoler à l'état pur par simple évaporation de l'eau après élimination du charbon.
Ce fait est d'autant plus surprenant que jusqu'a- lors l'on pouvait préparer la diméthylolurée à l'état pur seulement d'après le procédé de Einhorn et Hamburger (Berichte 41, page 24, Anaalen 361, pages 132 et 139, Annalen 373, page 207) par condensation basique d'aldéhyde formique et d'urée à l'aide d'hydrate de barium et précipitation de la base, la réaction terminée,par l'anhydride carbonique.
Si l'on chauffe les composantes pendant quelques heures dans un appareil à reflux et si l'on concentre ensuite dans le vide, on obtient un sirop limpide de la consistance du miel facilement soluble dans l'eau et l'alcool que l'on peut considérer comme représentant un premier degré de conden- sation.
Si l'on chauffe encore pendant un temps prolongé on arrive à isoler un produit plus visqueux, soluble dans l'eau mais insoluble dans l'alcool, représentant le 2e degré de condensation.
En continuant à chauffer on obtient finalement un
<Desc/Clms Page number 3>
produit très visqueux, insoluble dans lTeau et l'alcool, qui représente le 3e degré de'condensation.
Si l'on maintient à une température modérée, par exemple entre 60 et 100 , ces sirpps plus ou moins visqueux obtenus par conventration des solutions correspondantes de la condensation il se produit xxxxxxx une gélatinisation et une solidification et on obtient d'abord des substances de la con- sistance de la gomme puis, par chauffage prolongé, des masses dures, transparentes, solides se forment, présentant de la valeur comme matières artificielles.
L'on peut ralentir la réaction,si on le désira par addition d'alcools, de cétones, d'éthers ou de mélanges de ces corps, addition qui peut se faire dans n'importe quelle phase de la condensation.
L'emploi de ces agents retardant la réaction est in- diqué surtout lorsqu'on effectue la transformation d'un pro- duit de condensation d'un degré inférieur en. un produit de con- densation ou de polymérisation d'un degré supérieur à l'aide d'acide ou de corps libérant des acides. Par addition des com- posés cités on empêche dans ce cas la condensation ou la poly- mérisation de se faire trop rapidement.
Les produits obtenus d'après la présente invention peuvent servir aux usages les plus divers selon le degré de leur condensation par exemple de laques, de vernis, de matiè- res plastiques, etc. Suivant le but que l'on se propose on peut leur incorporer des matières de remplissage, des colo- rants etc. ou des substances destinées à les rendre élastiques.
Exemple 1.
60 parties d'urée sont dissoutes dans 165 parties d'aldéhyde du commerce à 36%, agitées avec 5 parties de char- bon animal puis filtrées. La solution est évaporée à sec dans le vide à basse température. Le résidu forme la diméthylolurée pure.
<Desc/Clms Page number 4>
Exemple 2.
60 parties d'urée sont dissoutes dans 165 parties d'aldéhyde formique du commerce à 36% et filtrées avec 5 par- ties de charbon animal. La solution est portée à l'ébullition pendant quelques heures dans un appareil à reflux, puis éva- porée à sec dans le vide à basse température. On obtient un sirop limpide, soluble dans l'eau et l'alcool (1er degré de la condensation).
Exemple 3
60 parties d'urée sont dissoutes dans 165 parties d'aldéhyde formique du commerce à 36% et additionnées de 5 parties de charbon animal. La solution est portée ensuite à l'ébullition pendant un temps prolongé dans un appareil à re- flux placé dans un bain d'air puis on filtre le charbon. Le produit de condensation est soluble dans l'eau et précipita- ble par l'alcool (2e degré de condensation). Il peut être transformé en produits de polymérisation soit solides, soit gélatineux par des procédés connus.
Exemple 4.
60 parties d'urée sont dissoutes dans 165 parties d'aldéhyde formique du commerce à 36%. La solution est filtrée en présence de 5 - 10 parties de charbon animal et chauffée pendant quelques heures sous pression.On obtient une masse huileuse, transparente, précipitable avec de l'alcool et de l'eau (3e degré de la condensation). Le produit obtenu peut être transformé en produits de polymérisation solides de la ma- nière habituelle.
Exemple 5.
240 parties d'urée sont dissoutes dans 660 parties d'aldéhyde formique du commerce à 36% puis on y ajoute 200 par.. ties d'alcool éthylique. La solution est filtrée en présence
<Desc/Clms Page number 5>
de charbon animal puis portée à l'ébullition pendant quelque temps dans un appareil à reflux placé sur un bain-marie. La . liqueur transparente ainsi obtenue est additionnée à chaud de 0,24 parties en poids diacide phosphorique concentré dans 20 parties d'eau. Puis on continue à chauffer le mélange à l'é- bullition pendant plusieurs heures. Le liquide est suscepti- ble de précipiter avec de l'alcool et miscible à l'eau.
Il est concentre dans le vide, versé dans un moule à l'état si- rupeux et durci à. une température modérée.
Si l'on opère comme il vient d'être décrit mais sans adjonction d'alcool, la condensation steffectue très rapide- ment et on obtient très vite le produit précipitable par l'al- cool.
L'on peut aussi ajouter l'acide phosphorique à froid à la solution portée auparavant à l'ébullition pendant quel- que temps, distiller ensuite l'eau dans le vide à basse tempé- rature et ajouter finalement les agents destinés à retarder la réaction.
A la place d'alcool éthylique on peut faire usage aussi d'autres alcools, de cétones, d'éthers ou de mélanges de ces corps.
Résumé La présente invention vise:
1). Un procédé pour la préparation de produits de con- densation à partir d'urée ou de ses dérivés et d'aldéhyde for- mique, consistant à effectuer la condensation en présence de charbon actif et.cas échéant, de composés organiques destinés à retarder la réaction tels que les alcools, les cétones, les éthers etc. ou des mélanges de ces corps.
2). Un mode de réalisation du procédé défini au µ 1 con- sistant à éliminer le charbon, soit au début, soit à une phase quelconque de la réaction.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
Production of condensation products from urea or its derivatives and formaldehyde.
In order to obtain clear condensation products from urea and formaldehyde according to the usual methods it is necessary to carry out the condensation in the presence of an excess of formaldehyde. If the molecular ratio of formaldehyde to urea is less than 3: 1, cloudy, opaque masses are obtained. Thus by boiling a mixture of two molecules of commercial formaldehyde and one molecule of urea, a thick precipitate immediately forms.
In order to arrive at clear condensation products by operating with less than 3 molecules of formaldehyde per 1 molecule of urea, it has been necessary until now to carry out the reaction in the presence of basic substances.
The Applicant has found that even by working with a minimum of formaldehyde, for example with 2 molecules of formaldehyde for one molecule of urea, products are obtained.
<Desc / Clms Page number 2>
condensation of formaldehyde and clear urea, if one condenses in the presence of activated carbon and, where appropriate, agents delaying the reaction such as alcohols, ketones, ethers or mixtures of these substances .
It does not matter whether the suspended carbon is present throughout the condensation period, or whether it is filtered off, either at the start or at some stage of the reaction.
Depending on the reaction conditions (temperature, time), various clearly characterized condensation products are obtained according to the process of the present invention.
If formaldehyde is stirred with urea in the presence of animal charcoal and at room temperature, dimethylolurea is formed, which can be isolated in the pure state by simple evaporation of the water after removal. coal.
This fact is all the more surprising since until now it was possible to prepare pure dimethylolurea only by the process of Einhorn and Hamburger (Berichte 41, page 24, Anaalen 361, pages 132 and 139 , Annalen 373, page 207) by basic condensation of formaldehyde and urea with the aid of barium hydrate and precipitation of the base, when the reaction is complete, with carbon dioxide.
If the components are heated for a few hours in a reflux device and then concentrated in a vacuum, a clear syrup of the consistency of honey is obtained which is easily soluble in water and alcohol which is then obtained. can be regarded as representing a first degree of condensation.
If we continue to heat for a long time, we can isolate a more viscous product, soluble in water but insoluble in alcohol, representing the 2nd degree of condensation.
By continuing to heat, we finally obtain a
<Desc / Clms Page number 3>
very viscous product, insoluble in water and alcohol, which represents the 3rd degree of condensation.
If one maintains at a moderate temperature, for example between 60 and 100, these more or less viscous syrups obtained by conventionration of the corresponding solutions of the condensation there occurs xxxxxxx a gelatinization and a solidification and one first obtains substances of the consistency of the gum and then, by prolonged heating, hard, transparent, solid masses are formed, presenting value as man-made materials.
The reaction can be slowed down, if desired, by adding alcohols, ketones, ethers or mixtures of these substances, which can be done in any phase of the condensation.
The use of such reaction retardants is especially indicated when effecting the conversion of a condensation product of a lower degree to. a product of condensation or polymerization to a higher degree with the aid of acid or acid liberating substances. In this case, the addition of the compounds mentioned prevents condensation or polymerization from taking place too quickly.
The products obtained according to the present invention can be used for the most diverse uses depending on the degree of their condensation, for example of lacquers, varnishes, plastics, etc. Depending on the intended purpose, fillers, dyes etc. can be incorporated into them. or substances intended to make them elastic.
Example 1.
60 parts of urea are dissolved in 165 parts of 36% commercial aldehyde, stirred with 5 parts of animal charcoal and then filtered. The solution is evaporated to dryness in vacuum at low temperature. The residue forms pure dimethylolurea.
<Desc / Clms Page number 4>
Example 2.
60 parts of urea are dissolved in 165 parts of commercial 36% formaldehyde and filtered with 5 parts of animal charcoal. The solution is brought to the boil for a few hours in a reflux apparatus, then evaporated to dryness in vacuum at low temperature. A clear syrup is obtained, soluble in water and alcohol (1st degree of condensation).
Example 3
60 parts of urea are dissolved in 165 parts of commercial 36% formaldehyde and 5 parts of animal charcoal are added. The solution is then brought to the boil for a prolonged time in a reflux apparatus placed in an air bath and then the carbon is filtered. The condensation product is soluble in water and precipitated by alcohol (2nd degree of condensation). It can be made into either solid or gelatinous polymerization products by known methods.
Example 4.
60 parts of urea are dissolved in 165 parts of commercial 36% formaldehyde. The solution is filtered in the presence of 5-10 parts of animal charcoal and heated for a few hours under pressure. An oily, transparent mass is obtained which can be precipitated with alcohol and water (3rd degree of condensation). The product obtained can be converted into solid polymerization products in the usual manner.
Example 5.
240 parts of urea are dissolved in 660 parts of 36% commercial formaldehyde, then 200 parts of ethyl alcohol are added thereto. The solution is filtered in the presence
<Desc / Clms Page number 5>
of animal charcoal then brought to the boil for some time in a reflux apparatus placed on a water bath. The . The transparent liquor thus obtained is added hot to 0.24 parts by weight of phosphoric acid concentrated in 20 parts of water. Then the mixture is continued to heat at the boiling point for several hours. The liquid is likely to precipitate with alcohol and miscible with water.
It is concentrated in a vacuum, poured into a mold in a silky state and hardened to. moderate temperature.
If the operation is carried out as described above but without the addition of alcohol, the condensation takes place very quickly and the product which can be precipitated by alcohol is obtained very quickly.
It is also possible to add cold phosphoric acid to the solution which has previously boiled for some time, then the water is distilled off in vacuum at low temperature and finally the agents intended to retard the reaction can be added. .
Instead of ethyl alcohol, other alcohols, ketones, ethers or mixtures of these substances can also be used.
Summary The present invention aims:
1). A process for the preparation of condensation products from urea or its derivatives and formaldehyde, consisting in carrying out the condensation in the presence of activated carbon and, where appropriate, of organic compounds intended to delay the release. reaction such as alcohols, ketones, ethers etc. or mixtures of these bodies.
2). One embodiment of the process defined in µ 1 consists in removing the carbon, either at the start or at any stage of the reaction.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.