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RESINES SYNTHETIQUES NOUVELLES ET LEURS PROCEDES DE FABRICATION.
Les résines synthétiques nouvelles qui vont être décrites sont obtenue en intercondensant des résines dérivées d'une urée ou substance similaire avec un aldéhyde d'une part et un oomposé ayant au moins un groupe méthylène actif ou bien un groupe méthylène mono-substitué actif* Les produits ainsi obtenus sont utilisa- bles comme résines de coulage ou de moulage, pour la fabrication d'agglomérés à structure laminaire, pour les revêtements et la fabrication d'adhésifs, etc...
Ces substances sont transformables par la chaleur en matières aminoplastiques Insolubles et infusibles. On décrira successivement les cas où le constituant à groupe méthylène actif est un ester bêta cetonique, un ester malonique ou maloni- que monosubstitué sur le groupe CH2, enfin un amide, diamide, nitrile, ou dini- trile maloniques, ou bien les dérivés monosubstitués de ces amides et nitriles*
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1 -EMPLOI DES ESTERS :
BETA CETONIQUES
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La formule d'un ester bêta cétonique est nooca2000Rt, R et R' dési- gnant des radicaux hydrocarbonés, tels que les esters acitylaoêtiques, notamment les acéthylacétates d'alcoyles, d'aryles, d'alco,laryle8 ou dtaralocylest Les 8J11inopla.tes ,à base d'un composé aminé ou amidé, par exemple ceux dérivant de l'urée et du formalddhyde sont connus depuis longtemps et d'habitude doivent être plastifiée préalablement à leur emploi, par exemple dans la produc- tion de compositions de moulage, si l'on veut obtenir le maximum d'utilité commer-
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cialet Dans ce but, on a utilisé différents esters et autres substances organiquea Les premiers plastifianta étaient des substances volatiles,
pouvant se dégager au cours du moulage sous pression à chaud. D'autres fois le plastifiant tendait à se sublimer ou à se vaporiser en quittant les pièces finies pendant leur emploi, ce qui occasionnait des tensions, des fissures ou des défectuosités à la surface. De façon générale, ces plastifiants n'intervenaient pas dans la réaction et pouvaient être extraits des articles moulés puisqu'il leur était chimiquement impossible de se condenser avec les aminoplastes ou leurs constituante, en s'intégrant à la mo- lécule résineuse. On connaît d'autre part l'incorporation d'un catalyseur de pri- se latent ou actif destiné à faciliter la transformation de la résine en un aube- tance insoluble et infusible. Cette méthode ne s'est pas montrée toujours tout-à- fait satisfaisante.
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Suivant l'invention, la plastitioatton interne des aminoplastes est effectuée grâce à une réaction entre les constituants suivants : 10 -) un composé aminé ou amidé, par exemple les aminotriazinea, notamment l'aBméllne,"la mélamine, ou encore l'urée, la thiourée ou les mélanges de ces substances.
2' -) un aldéhyde aliphatique, de préférence le formaldéhyde,
3' -) un ester bêta cétonique.
De telles compositions sont transformables en produits de condensation solubles et fusibles, mais transformables par la chaleur, notamment aux températu- res usuelles de moulage, en matières insolubles et infusibles. Les aminoplastes
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correspondants se trouvent en même temps plastifiés Intérieurement (auto-planti- fiés) et potentiellement réactifs (auto-catalyséa) et n'exigent ni plastifiant additionnel, ni catalyseur ou autre réactif de prise pour obtenir des pièces mou- lées utiles. Ces aminoplastes peuvent être dits "à prise spontanée", la molécule de résine associant des radicaux empruntés à chacun des constituants de départ lorsqu'elle passe à l'état insoluble et infusible.
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D'habitude, la réaction d'un ester acétlylacétique sur le formaldéhyde conduit à une phase huileuse qui se sépare de la masse. Si on incorpore un cata- lyseur de condensation, la réaction devient presque Instantanée* On ne pouvait prévoir que l'interoondensation d'un ester beta cétonique avec un aldéhyde alipha- tique et un composé aminé ou amidé fournirait des produits résineux uniformes, homogènes, duroissables à la chaleur, et auto-plastifiés (dans la molécule rési- neuse même). Les sirops résineux et les compositions de moulage obtenus peuvent être stockée pendant longtemps sans altération. Au contraire, les aminoplastes déjà connus, renfermant des catalyseurs actifs, des acides minéraux ou organiques, ne restent pas stables dans le temps.
Les compositions nouvelles font prise ra- pidement par la chaleur, éventuellement sous pression, elles remplissent bien les moules pendant la compression et permettent d'obtenir rapidement et économiquement des pièces de formes diverses, même très compliquées. Les produits durs finaux @ ont une bonne stabilité à la lumière, une surface plaisante, ils résistent très bien à l'eau et satisfont aux exigences de dureté, ténacité, etc.. nécessitées par leur emploi.
Un autre avantage de l'invention est qu'en choisissant des esters cétoniques renfermant au moins 6 atomes de carbone dans le radical ester, par exemple les acétylacétates d'hexyle, d'heptyle, d'ootyle, de décyle, de docécyle, etc.... ces esters apportent à la résine l'auto-plastification, la propriété de lubrifier le moule, le durcissement auto-catalytique et la résistance à l'eau, que la résine soit utilisée par moulage, par laminage, ou bien comme adhésif, comme revêtement, etc..
Le choix de l'aldéhyde dépend surtout de considérations économiques et des propriétés recherchées dans le produit final, En général, on préfère le formaldéhyde ou des composés générateurs de formaldéhyde, tels que le paraformal- déhyde l'examéthylène tétramine, etc.. On peut employer aussi les autres aldé- hydes aliphatiques, saturés ou non, aromatiques, etc.., ou bien des mélanges de plusieurs quelconques de ces aldéhydes, ou bien d'un de ces aldéhydes avec un composé générateur de formaldéhyde. En général, plus l'aldéhyde aliphatiques est à longue chaîne et plus la prise du produit résineux est ralentie en donnant un produit final plus mou.
Les composés aminés ou amides utilisables sont par exemple l'urée, la thiourés, la diéthylène triurée, les urées méthylées, acétylées, benzoylées, allylées, 2-chlorallylées, éthylidélées, méthylolées, méthylénées, la phényl- thiourée, la N,N-diéthylurée, eta..; des substances de la nature de l'urée t
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guanidine, dioyandiamide, guanviurde, guanylthiourée, biguanidine, amino- guanidine, aminotriasines (mélamine, aâiméline, etc.), créatinine, guanoline, etc., ou bien des mélanges de tels composés. Tous ces produits seront indis- tinctement désignés sous le nom de "substances ur4iques".
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Dans la formule générale des esters bêta cétoniques RCOCET-OOOB' , R et x! désignent des radicaux semblables ou différents appartenant à la série des alcoyles, aryles, alcoylaryles, aralcoyles, alkènes, cycloalcoyles, etc.* notamment les radicaux méthyle, éthyle, propyle, butyle, isobutyle, amyle,
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hexyle, ootyle, déayle, allyle, méthallyle, benzyle, toluylee phénéthyle, etc.
Les composés à lnterconclenner sont mélangés et la réaction conduite à température ordinaire ou plus élevée, en présence ou absence d'un catalyseur acide ou alcalin , de préférence alcalin* A cet effet, on peut incorporer des hydroxydes alcalins ou alcalinoterreux, des carbonates alcalins, des amines tertiaires aliphatiques ou aromatiques, etc..
La pratique a montré l'avantage
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de choisir un composé basique de la classe de ltmrmoniaque, éventuellement aqueuse, des amines primaires et secondaires, toutes substances prenant part à, ou facilitant la formation de dérivés méthylolés entre l'aldéhyde, par exemple le formaldéhyde, et les autres constituants de la résine, fournissant la méthylolurée, Par contre, les amines tertiaires paraissent incapables de
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etintercondenner avec les autre constituants.
Comme exemples d'amines primai- res et secondaires, on citera les mono et les diala5ylaminea, par exemple les amines mono- et di-méthylées, éthylées, propylées, isopropylées, butylées, 8m;114es, etc.., ou encore les mono- et di-arylamines, par exemple les mono- et les di-phénylamines, les mono- et les di-benzylamines, etc.., ou encore des amines alcooliques telles que les mono- et di-étlumolamînes, etc**
Pour effectuer la réaction initiale entre constituants, on peut mé- langer d'abord tous les réactifs en présence ou en absence de substances ad-
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ditionnellest catalyseurs, charges, substances résineuses naturelles ou synthé tiques, solvants, dilutifs, etc** On peut aussi ajouter l'ester cétonique à un produit partiellement condensé d'une urée et d'un aldéhyde aliphatique,
et continuer alors la condensation entre tous les composants. Inversement, on peut condenser!'ester cétonique et un aldéhyde aliphatique d'une part, la aube
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tance urfique et l'aldéhyde aliphatique d'autre part, puis mélanger ces subs- tances pour les interooniensert On peut aussi condenser ou condenser partiel- lement l'ester oétonique avec un excès* d'aldéhyde aliphatique, ajouter une
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urée et effectuer ltinterréact3oa des constituants* On peut employer encore diverses variantes d'exécution, suivant les procédés connus de tous les spé- oialistes.
Ilintercondeusation peut être effectuée dans des conditions variées de durée, de température et de pression, la température pouvant être comprise entre l'ambiante et celle du reflux., sous pression réduite, atmosphérique, ou plus élevée.
Les produits de condensation Intermédiaire ainsi obtenus font prise par la chaleur, soit isolés, soit mélangés avec les charges, pigmenta, accé- lérateurs, colorants, lubrifiants, etc.. usuels. Ces masses résineuses, modi- fiées ou non, sont en tous cas transformables, sans catalyseur et à des tem- pératures élevées, en substances insolubles et infusibles.
Les produits de condensation Intermédiaire peuvent être concentrée ou dilues en ajoutant ou en enlevant des solvants volatils permettant de pré- parer des vernis dont on règle à volonté la viscosité et la concentration sui- vant la technique courante. Ces dissolutions sont applicables comme peintures,
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vernis, laques, émaux, a°h4ia, ou dans la production d'articles laminaires, etc.. Le produit interoondensé liquide peut aussi être utilisé comme résine de coulage. Les produits laminaires ayant la structure d'un gel peuvent être ed- chés et granulés pour donner des résines claires duroissables à la chableure
Dans les exemples ci-après, les proportions données sont en poids.
Exemple 1- On chauffe sous reflux pendant 30 minutes le mélange suivant t
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urée - 137,0t ammoniaque aqueuse à enTe 28$ - 14,4; formaldéhyde aqueux à env.
37,1% - 384,0; soude caustique dans 24 parties d'eau - 0,096; aoêtylacétate d'éthyle - 13#2o Après chauffage, le pH du sirop résineux est tombé à 4985 Le produit lntercondensi obtenu est limpide, sans trace de précipité malgré sa réaction acide (sirop résineux n 1). En absence de l'ester cétonique une résine aminoplastique ordinaire dans pareilles conditions d'acidité serait précipitée en poudre blanche amorphe, peu ou pas utilisable pour le moulage ou la fabrication d'agglomérés laminaires.
Le sirop ne se prend pas en gelée et ne précipite pas après plusieurs jours de repos à température ambiante, Il fait prise à la chaleur et convient spécialement au moulage. En l'absence de l'ester cétonique, la composition ci- dessus donne une substance moins plastique et non duroissable par la chaleur.
La totalité du sirop résineux n 1 est mélangée avec 161,0 de floche
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d'alfa et 1,2 de stéarate de zinc .(lubrifiant pour le moule). On obtient ainsi
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la composition n*l qu'tn sèche 3 heures à 50, broie et moule à 130', sono pression de 140 kg/0#2 pendant trois minutes; obtenant ainsi des pièces uni- formes, dures exemptes de soufflures et qui épousent parfaitement la forme du moule.
La prise de cette composition et de celles décrites ci-après peut être accélérée, si on le désire, par addition de substances acides ou par inter- condensation arec des réactifs faisant prise, et préalablement au mélange avec la charge. Ces catalyseurs de prise acides peuvent être choisis également par-
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mi ceux ayant une action lantenteb Les exemples 2, 3 et 4 Indiquent des compo- sitions de ce genre. exemple 2 -
On chauffe sous reflux pendant 20 minutes le mélange de t urée - 57,0;
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ammoniaque aqueuse à z envir.- 6,0; formaldéhyde à eny. 37,1% -- 161,0; soude caustique dans 10 parties d'eau - 0,04; acétylacdtate d'éthyle - 5,56 Après chauffage, on ajoute 0,2 d'acide citrique. On mélange avec 70 parties de flo- che d'alfa et 0,4 de stéarate de zinc.
On sèche deux heures et demie à 70 et
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on moule deux minutes à 120* sous 140 '1E8/cm2. La plasticité au moulage est excellente, bien meilleure que celle des compositions semblables, mais dépour- vus d'ester acétylacètique. Les pièces ont fait prise tans toute la masse et sont exemptes de soufflures* Le résultat est analogue en remplaçant l'acide citrique par le même poids d'anhydride phtalique ou d'acide chlorhydrique*
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ftem'D1e 3 -
On chauffe sous reflux pendant 30 minutes le mélange : urée - 57,0; ammoniaque aqueuse à 28% envi.- 6,0; formaldéhyde aqueux à 37,1% envir.-160,01
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soude caustique dans 10 parties d'eau - 0,04;
acétylacétate d'éthyle - 5,5* On a préparé des sirops résineux suigant cette formule mais en les lntercontensant séparémett avec chacun des réactifs suivante, de façon à ob- tenir des aminoplastes à prise spontanée plus rapide que par l'emploi de Itacétylaoétate d'éthyle seul. t
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<tb> réactif <SEP> de <SEP> prise <SEP> parties <SEP> durée <SEP> supplémentaire
<tb> sous <SEP> reflux,
<tb>
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monoahloraaétamide .................. 10,0 10 minutes dichloracétamide .................... 8,0 3E1 " triahioraaétamide .....,............. 1,0 8 attroui4e ........................... z ramené au reflux glycine 2 " " chlorac4ty1urfe .....................
1$0 10 minutes
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réactif de prise partiu --duré@ supp1.!Il8D.taire sous reflux mOnOcUorhydrate d'éthylène-diamine 0#5 ramené au reflux chlorhydrate d'amlndb6tamide ...... 1,0 " " chlorhydrate de diéthanolamine .... 1,0 " " chlorhydrate à'aminoae6%oni%rile ,, 0,3 chloractonitrile ................. 8,o 13 minutes gamma-chlorobutyronitrile 4,0 10 hydrate de ohloral 4,0 10 chloracétone ..,......... " ........
1,0 10 " dichloracétone alpha symétrique .., 0,3 10 " bromure de pare-chlorophénylphénacycle 200 10 " chlorure de phénaoyole 1,0 10 "
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Les divers produits dtintercondensation ci-dessus ont été mélangés avec '70 parties de floche d'alfa et i4 de stéarate de zinc, sèches et traités z, la manière usuelle, On moule deux minutes à 130*s sous 140 Icg/om et l'on obtient dans tous les cas des pièces ayant bien fait prise et sans anfflures.
Exemple 4 -
A trois sirops résineux préparés suivant l'exemple 3, on ajoute respectivement chacun des catalyseurs latents suivants t
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<tb> catalyseur <SEP> latent <SEP> parties <SEP> durée <SEP> supplémentaire
<tb>
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.¯,..¯..,.¯¯....¯¯,¯¯.,¯ ------- sous reflux. chlorhydrate de l'ester éthylique de glycine ,.".....,....,.....,." 0,4 ramené au reflux chloracétate de sodium ............ 1,0 néant diêthylobloraeftmide 1,0 néant
Les sirops obtenus ont été mélanges arec 70 parties de floche d'alfa et 0,4 de stéarate de zinc, sèches, traités de la façon usuelle, fin*-
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lement moulés deux minutes à IWO sous 140 ke/ci 2$ en donnant des pièces ayant bien fait prise et semblables à celles de l'exemple 3.
Exemple 5
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On mélange et chauffe 15 minutes sous reflux mélanine - 120j ammoniaque aqmmee à 28f. ony. - 6,0; formaldéhyde aqueux à 37$1% enr. -28o,Oi soude caustique dans 20 parties d'eau - 0,16t acétylacétate d'éthyle - 6,bo Le sirop* obtenu est mélange avec 133 parties de floche d'alfa et 0,8 de stuer rate de zinc* on sèche à 67*0 pendant deux heures et demie, broie et moule trois minutes à 130'' sous 140 %1em#n La place moulée a bien fait prise, ata pas de soufflures, mais est légèrement gommeuse à chaud.
Cette consistance plastique est avantageuse pour les pièces moulées par Injection dans des ma- trices filetées. Pour d'autres applications, il est souhaitable d'avoir dea produits moulés plus durs, ce que l'on obtient par les méthodes des exemples 6 et 76
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E7IE 6 -
A six sirops résineux conformes à l'exemple 5, on a ajouté les ca- talyseurs de prise suivants, de façon 1 obtenir des aminoplastes à prise sponta- née et à durcissement accéléré s
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<tb> catalyseur <SEP> de <SEP> prise <SEP> parties <SEP> durée <SEP> supplémentaire
<tb>
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------------------- ------- sous reflux ohloraoétam1de ...........................
2,0 10 minutes hydrate de ohloral ....................... 4,0 a nitrourde ................................ 0,4 " glycine .................................. 0,4 tt " monochlorhydra%e d'é%hyléno**iiomine ...... 1,0 " chlorhydrate de diéthanolamine ........... 1,0 ramené au reflux
Les produits d'interoondensation obtenus sont additionnés de 133 par- ties de floche d'alfa, et 0,8 de stéarate de zinc, sèches, broyés, moulés deux
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minutes à 130, sous 140 irgom Les pièces obtenues sont tout-a-fait rigides lorsqu'elles sont démoulées encore chaudes.
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MOMPIE 7
Des quantités égales de sirops résineux préparés suivant la formule de l'exemple 5, mais sans chauffage complémentaire sous reflux, ont été addition-
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née respectivement de deux parties de diéthylchloraoétamide (comme catalyseur latent) ou de 0,6 parties d'acide citrique (catalyseur actif). On termine la préparation jusqu'au moulage comme à l'exemple 6 et les pièces moulées sont sem- blables.
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SBELEL6-- On chauffe 15 minutes sous reflux le mélange de s mélamine - 31,5; thiourde - 57,0; ammoniaque aqueuse à enT. 28, 6,0; formaldéhyde aqueux à enTe 37,1% - 190,0; soude caustique dans 20 parties d'eau - 0,12; acétylacétate dté- thyle - 4,0, On ajoute alors 0,7r1f, du chlorhydrate de l'ester éthylique de la glycine, Pour le moulage, on incorpore 94 parties de floche d'alfa et 0,6 de sida rate de sine* On sèche 3 heures à 60 C, on broie et on moule 4 minutes à 130 sous 140 kg/cm2. Les pièces se démoulent chaudes sans déformation. Elles sont dures et ont bien fait prise.
EXEMPLE 9 -
On chauffe 15 minutes sous reflux le mélange de urée - 45; mélamine
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31,8; formaldéhyde aqueux à envo 37,1% - 190,0; ammoniaque aqueuse , ony. 28$ - 6,0; soude caustique dans trois parties d'eau - 0,12; acétylacétate d'éthyle - 2,5, Au sirop obtenu, on ajoute une partie du chlorhydrate de l'ester éthylique de la glycine, on sèche quatre heures à 60 , on broie et moule à 130 pendant
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trois minutes sous 140 kg/cm2.
Les pièces sont semblables à celles de l'exemple 8, mais de coloration plus claire*
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MMIPLE 10 -
On exécute le même traitement que pour l'exemple 9 et ajoute la marne quantité du même catalyseur* Le mélange d'origine est dicyandiamide - 63,0;
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mélamine - 31,5; formaldéhyde aqueux à env. 3'X,1 240t0; ammoniaque aqueuse à env. 38% - 6,0; soude caustique dans 5 parties d'eau - 0,2; aoitylaedtate té- t1,><yle 5,0* Le sirop résineux est transformé, comme dans l'exemple 8, et pro- duit de moulegea Après séchage de 5 heures à 60% broyage et moulage pendant 5 minutes à 135* sous 140 k8/am2, la composition très plastique au moulage, four- nit des pièces démoulables encore chaudes, car elles ont bien fait prise et sont très dures.
Les rapports entre les constituants peuvent être variés de façon con-
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siàérable, mais il Taut mieux dépasser 1 mol. d'aldéhyde aliphatique par mol. du total substance uréique plus ester cétonique. En général, on emploie au moins 1,5 mol. d'aldéhyde aliphatique, notamment le formaldéhyde, souvent 1,75 à 5 ou 6 mole et davantage par mol du total urée et ester cétonique; c'est pour la proportion de 2 à 3 mois d'aldéhyde qu'on obtient les résultats les plus sa- tisfaisants, notamment pour le prix de revient de l'unité.
On peut aussi faire varier considérablement la proportion de l'ester cétonique, mais le plus souvent 1 à 35 mois de cet ester suffisent pour 100 mols de substance uréique. En général, on ne dépasse pas 25 mois pour cent mols d'es- ter cétonique* Les compositions les plus avantageuses en vue du moulage avec
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charges proviennent de l'intercondensation à l'état soluble et fusible d'un mol de substance uréique unique ou complexe, avec au moins 1,5 mol, et de préférence 1,75 à 2 mois d'aldéhyde aliphatique (formaldéhyde de préférence) et environ
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0*25 mol d'ester cétonique, notamment dster acétylacétiquet L'emploi de taux plus élevés dtester'cétonique doit être rejeté pour la plupart des applications car les pièces moulées sont alors obtenues plus difficilement avec la dureté requise;
mais cela est au contraire utile si le produit doit conserver en perma- nence une grande plasticité. Si l'on emploie par exemple des esters cétoniques
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à masse moléculaire considérable, par exemple ltacétylacitate d'octa4éoyl., la portion cétonique de la molécule résineuse est supérieure en poids à la portion uréique. Il en résulte que la résine conserve une consistance cireuse, pouvant nuire à certaines applications, notamment celles qui exigent une grande résis- tance à l'action des solvants organiques, #
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D'après ce qui précède, la rapport molaire de l'ester cétonique aux autres constituants dépend à la fois des caractéristiques de cet ester et des
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propriétés recherchées relativement à la prise, la plasticité,
etc..t-des r48i- nes durcissables ou durcies, et des compositions moulées finales qui en dérivent,
Les résines de base décrites peuvent être modifiées de façons très variées en incorporant avant, pendant ou après la condensation primaire des mo-
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dificateurs tels que les alcools mono- ou polyhydriquee, les amides, les poly- amides, les amines, les polyamines, les aminophénols, été,, ou encore des aube- tances à poids moléculaire élevé, telles que la lignine, les matières dérivées de l'hydrolyse du bois, les protéines et leurs produits de condensation avec les aldéhydes, les produits de condensation du furfural, des aldéhydes avec les phé- nols ou les anilines, les résines alkyd saturées ou non, les dérivés cellulosi- ques solubles dans l'eau, les gommes et les résines naturelles,
les polymères de synthétiques
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composés vinyliques, les pOlymères/à chaîne longue, tels que les superpolyomideq les résines de aulfonamide et d'aldéhyde , etc...
Relativement à l'emploi des Ingrédients usuels : charges, pigments,
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opacifiante, lubrifiants pour le moule, etc.., on peut utiliser les techniques classiques pour la préparation des compositions de moulage. On peut incorporer les modificateurs suivant les techniques connues, puis sécher les compositions à froid ou à chaud, rendre ces mélanges plus denses par le travail dans un ma-
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la:eux 1!8ndbury, ou bien par laminage, oalandrage, etc.., le tout suivi d'un broyage et d'un tamisage aux dimensions requises, On moule de préférence entre L00 et leo- sous une pression de 7p à 300 kgom2, Parmi lès applications de ces compositions moulées, on indiquera les pare-feu, les pièces hydrofuges, l'impré- gnation des bobines électriques, etc..
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II - EMPLOI DES ESTERS b5AD0I3IJES.
On peut utiliser soit les monoesters de l'acide malonique suivant la formule générale EDOOea2 soit les dlesters RtQa0t700R. Dans ces formules R et Rif désignent des radicaux bydrooarbonés, alooyle, aryle, etc.., comme dans le mode d'application décrit ci-dessus. Au cours de la condensation, l'ester malonique se combine chimiquement avec la molécule de résine et ne peut plus être extrait ar vaporisation ou par dissolution.
Toute composition comportant*au moins : 1. un composé aminé ou amide, 2 un aldéhyde aliphatique, 3 un ester malonique, même si elle n'est pas dur-
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clesable par à chaleur en devenant insoluble et infusible, peut être rendue
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telle en lui incorporant un catalyseur de prise latent ou actif, ou bien en intercondensant aveo un quatrième réactif au moins qui apporte cette propriété, par exemple le chloracétamide, le chlorhydrate d'aminoacétamide, la ohloraoé- tylurée, la nitrourée, etc.* On obtient ainsi en définitive des matières amine- plastiques à prise spontanée*
La réaction du formaldéhyde sur un ester malonique,
par exemple les malonates diméthylique ou diéthylique, exécutée suivant la technique usuelle, fournit une phase huileuse qui se sépare de la masse; en présence des cataly- seurs usuels des aminoplastes. la réaction est presque. instantanée. Mais on ne pouvait prévoir que l'intercondensation d'un ester malonique avec un aldéhyde aliphatique et un composé amidé ou aminé fournit des substances résineuses uni- formes, homogènes, potentiellement susceptibles de prise à la chaleur et plasti- fiées de façon intramoléculaire, ie plastifiant étant Intégré dans la molécule.
Comme autre avantage de l'invention, on indiquera que des esters choisis, notamment les monoesters maloniques d'alcoyles à 6 et plutôt au moins 8 atomes de carbone, ou encore les diesters maloniques dont les chaînes alcoy- lées renferment au moins 4 atomes de carbone chacune, communiquent aux produits résineux mixtes décrits des propriétés d'auto-plastification, d'hydrofugation et d'auto-lubrification des moules qui les rendent précieux pour le moulage, la fabrication de produits laminaires ou adhésifs, etc...
Le choix de l'aldéhyde dépend plus de considérations économiques que des propriétés cherchées dans le produit fini. Généralement, on préfère le fora maldéhyde ou un produit générateur de formaldéhyde, mais on peut employer un ou plusieurs aldéhydes, aliphatiques de préférence; comme composé aminé ou amidé on emploie l'une quelconque des substances uréiques définies ci-dessus, ou des mélanges de telles substances.
Les conditions générales de préparation sont celles décrites ci-des- sus relativement à la température de condensation, à l'emploi du catalyseur aci- de ou alcalin, à la préférence pour l'ammoniaque.; les amines primaires ou secon- daires et à l'association d'un catalyseur plus faible, comme l'ammoniaque et d'un catalyseur plus fort, en petite quantité' comme la soude saustique,
La technique à suivre comporte l'une quelconque des variantes dui ont été déarites soit intercondensation simultanée de tous les constituants en présence ou en absence de charges, solvants, diluants, etc.., soit la condensa- tion séparée de l'aldéhyde avec l'un et/ou l'autre des réactifs, puis le mélange des produits partiellement condensés,
pour effectuer l'intercondensation finale
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Les températures, la durée et les pressions auxquelles ces réactions sont exé- cutées sont choisies comme dans le cas précédent.
Les produits ainsi obtenus résultent d'une condensation partielle et sont modifiables en leur incorporant un catalyseur de prise ou bien par inter- condensation avec un réactif pouvant catalyser la' prise. Ces réactifs ou cata-
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lyaeuraheont Inutiles quand une des matières premières est un monoester de l'acide malonique.
Pour utiliser ces produits intermédiaires, on peut les mélanger avec des charges et autres ingrédients, tels que ceux déjà énumérés, ou encore les dissoudre de façon à obtenir des vernisy des laques, des peintures, des adhésifs eto.., On peut enfin les utiliser liquides, comme résines de coulages
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1I:TIWPT."F. 11 -
On chauffe 30 minutes sous reflux un mélange de t urée - 57,0; ammo- niaque aqueuse à env. 28%- 7,6; formaldéhyde aqueux à 37,1% env.- 161,0; soude caustique 0,04, dans 10 parties d'eau, malonate diéthylique - 8,0. On ajoute alors 0,02 d'acide chlorhydrique (catalyseur actif) dans 5 parties d'eau, puis on incorpore 70 parties de floche* dtalfa et 0,04 de stéarate de zinc.
Après sè-
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chage 6 heures à 5o , broyage, tamisage eti moulage de 3 minutes à 1306 sous 140 kg/cm2, on obtient une pièce moulée qui a bien fait prise, luisante, de couleur agréable et démoulable à chaud. La plasticité était très bonne pendant la com- pression. On peut remplacer l'acide chlorhydrique par un poids égal d'acide ci- trique ou d'anhydride phtalique et obtenir des pièces semblables.
EXEMPLE 12 -
On chauffe 30 minutes sous reflux une série dedmélanges ayant la com- position de départ de l'exemple 11. Puis on interoondense chacune de ces prépa- rations avec l'un des composes suivants, de façon à obtenir des aminoplastes à prise spontanée
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<tb> Catalyseur <SEP> de <SEP> prise <SEP> parties <SEP> Durée <SEP> supplémentaire
<tb> sous <SEP> reflux,
<tb>
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Chloracdtonitrils ......................... 2,0 10 minutes Gasma-ohioro'butyronitrile ................. 5,0 85 Monochloracitamide ........................ 1,0 10 Diahloraoétamide 2,0 17 Triohioraoétamide ......................... 1,0 16 Chlorhydrate d'am1nocétamide 1,0 ramené au reflux igonooblorhydrate d'ethylone diamine ....... 9,5 5 minutes Konoeàlorhydrate de diéthaaolamine ........ 1,0 5 Nitrourée .................................
0$3 ramené au reflux ah101"aa6 ,rlule ........................... 110 10 minutes Hydantoate de ohloracétyle ................ 1,0 8 " Glyameh................................... 3,0 ramené au reflux
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Chlorhydrate d'aminoaoéton1tr11e............ 0,B ramené au reflux
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<tb> Hydrate <SEP> de <SEP> ohloral <SEP> ......................... <SEP> 4,0 <SEP> 15 <SEP> minutes
<tb>
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Qh7.orëcétone ........:
...................... 1,0 10 " Diebloracétone symétrique .................. 0,3 10 " Bromure de para-ehlorophénylphênacyle ...... 10 10 "
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<tb> Chlorure <SEP> de <SEP> phénacyle <SEP> ...................... <SEP> 1,0 <SEP> 10 <SEP> "
<tb>
Les sirops résineux obtenus sont charges avec de la floche d'alfa, lubrifiés au stéarate de zinc puis traités comme usuellement pour le moulage de
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3 à 6 minutes à 130-t sous 140 kg/om2. Toutes les pièces obtenues avaient bien fait prise, étaient de couleur claire et bien luisantes.
'EXEMPLE 13 -
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Au sirop résineux obtenu suivant l'exempbe 11, on a ajouté 0,5 partie de chlorhydrate de l'ester éthylique de la glycine comme catalyseur latent. On a chauffé encore deux minutes sous reflux puis incorporé au liquide 70 parties de floche d'alfa et 0,4 de stéarate de zinc. Après séchage, broyage et moulage, on obtient des pièces bien prises, très peu colorées ayant bien épousé la forme du moule. On peut remplacer le catalyseur latent pas le chloracétate de sodium
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ou par le diéthylobloracétamidet EXEMPLE 14 -
Même formule que suivant l'exempme 11, sauf substitution de 54 à 57 parties d'urée et de 6 de malonate di-isopropylique aux 8 de malonate diéthyli- que.
Aprèe chauffage de 30 minutes sous reflux, on ajoute une partie de chlora- cétamide et chauffe encore 10 minutes, On ajoute à la résine liquide 75 parties de floche d'alfa et 0,4 de stéarate de zinc. Après séchage et broyage, on ob- tient une composition bien plastique qu'on'moule dans les conditions usuelles, et qui donne des pièces bien prises, ayant un bel aspect. On peut remplacer le
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chloracétamide par l'un quelconque des réactifs énumérés à l'exemple 12.
EXEMPLE 15 -
En chauffant 15 minutes sous reflux chaque mélange on a préparé deux charges ayant chacune la composition suivante s mélamine - 113, 2; ammoniaque
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aqueuse à enTé 28 - 6,0; formaldéhyde aqueux à enta 3,Z,e - 2ÇOpCg soude caus- tique - 0912 dans 10 parties d'eau; malonate diétiy7,daA - 2116* A l'une des préparations, ona ajouté deux parties d'anhydride phtalique et à l'autre 0,6 d'acide citrique. Chaque sirop a été chargé de 133 parties de floche d'alfa et
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de out6 de stéarate de zinc. On sèche 'i8 minutes à 67', broie et moule 3 minutes à 130. sous 140 kg/cm2. Les deux compositions sont bien plastiques et donnent
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d'excellentes pièces auceptibles de démoulage à chaud sans déformation.
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Au lieu des catalyseurs actifs cités le sirop résineux ci-dessus peut être transformé en produit à prise spontanée en lui incorporant un catalyseur
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latent, tel que le chloracétate de sodium, le diéthylchloracétamide, etc,** une composition de moulage renfermant deux parties de chloracétate de sodium, chauf- fée environ 65 heures à 67 , a conservé sa plasticité et son aptitude au moulage caractéristiques nmobservables si l'on supprime l'ester malonique de la compo- sition, EXEMPLE 16 -
On a préparé une série de sirops résineux conformes à la formule de
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l'exemple 15, puis on les a lntercondensée avec l'un des réactifs suivants, pour obtenir des résines à prise spontanée :
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<tb> catalyseur <SEP> de <SEP> prise <SEP> parties <SEP> Durée <SEP> supplémentaire
<tb>
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########------- sous reflux¯¯¯¯¯¯¯ Trichloracdtamide 2$0 5 minutes
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<tb> Hydrate <SEP> de <SEP> chloral <SEP> ....................... <SEP> 4,0 <SEP> 5 <SEP> "
<tb>
<tb> Nitrou'és <SEP> ................................ <SEP> 0,4 <SEP> ramené <SEP> au <SEP> reflux
<tb>
<tb> Glycine <SEP> .................................. <SEP> 0,4 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> Chlorhydrate <SEP> de <SEP> diéthanolamine <SEP> ........... <SEP> 2,à <SEP> " <SEP> "
<tb>
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Chloracétamiàe ........................... 2,3 " " Chloracétylurfe .......................... 2,3 " " Dichloracétoue symétrique ................
2,3 " Chlorure de phénacyle 2,3 " Chlorhydrate dtaminoacétamide 2,3 " "
Les résines liquides préparées, chargées comme dans les exemples ci- dessus et moulées, sont bien plastiques et donnent des pièces tenaces et de très bel aspect.
EXEMPLE 17 ..
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On chauffe sous reflux pendant 20 minutes un mélange de t ur4e - 45,0 ; mélanine - 31,5; formaldéhyde aqueux à env. 39,1f,$ - 190; ammoniaque aqueuse à env. Sa% - 6,0; soude caustique -0,12 dans trois parties d'eau; malonate diéthy- lique -8,0. Au sirop résineux, on incorpore une partie de chlorhydrate de l'es- ter éthylique de la glycine, 94 de floche d'alfa, 0,5 de stéarate de zinc. On sèche 17 heures à l'air, sans élever la température, puis une heure 45 min, à 70 , Le moulage pendant deux minutes à 130 sous 140 kg/cm2 donne des pièces excellentes.
EXEMPLE 18 -
On a traité comme dans l'exemple 17 la composition suivantes mélamine-
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31;5; thiourée .. 57,Oj formaldéhyde aqueux à env. 37,1% - 190,0; ammoniaque aqueuse & enT.2t1f. - 6,0; soude caustique dans trois parties d'eau - 0,18 ; mar- lonate diéthylique - 7,0. Les pièces 11.. moulé.. sont très dures, bien prises et
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ont un aspect excellent.
Voici les règles générales à suivre pour les proportions entre réac- tifs 1 en général au moins 1 mol d'aldéhyde aliphatique par mol au total de substance uréique et d'ester malonique. On obtient de bons résultats pour une proportion d'au moins 1,5 mol, en général 1,75 à 5 ou 6 mols et davantage d'al- déhyde aliphatique, notamment le formaldéhyde, par mol d'urée plus ester* Au point de vue du prix de revient, 0' est avec 2 ou 3 mols d'aldéhyde qu'on obtient les résultats les plus satisfaisants.
La proportion de l'ester malonique doit être choisie entre un et 35 mols pour cent mols de substance uréique, en général au plus environ 25 mols pour cent. Un excès d'ester malonique n'améliore pas la plactisité et abaisse la dureté du produit moulée On peut donner à celui-ci une consistance cireuse en choisissant les esters maloniques des alcools supérieurs, par exemple le ma- lonate di-octadécylique.
Par contre, ces produits sont moins durs et résistent mal aux solvants organiques*
De même que les résines mixtes dérivées des esters cétoniques, celles provenant des esters maloniques sont modifiables par de nombreuses substances t alcools mono- et polyhydriques, mono- et polyamides, amines et polyamines, amine phénols, substances à grosses molécules telles que la lignine et produits déri- vis du bois, protéines, produits de condensation des aldéhydes entre eux ou arec des protéines, des phénols, des amines, des sulfonamides, etc*. résines alkyd gonmes et résines, naturelles ou synthétiques, composés polyvinyliques, super- polyamides, etc*.,
L'emploi pratique de ces résines comporte également les colorants, pigments, opacifiants, lubrifiants,
charges minérales ou organiques, etc,,,, clas siques dans l'industrie des matières moulées. La préparation est effectuée par les mêmes moyens mécaniques décrits à propos des résines à base d'esters bêta cétoniques.
III - EMPLOI DE COMPOSASAYANT UN RADICAL METHYLENE LIE A DEUX GROUPES ON,
Suivant cette variante, la substance à condenser avec une matière uréique et un aldéhyde aliphatique répond à, la formule générale XCH2Y, les aym- boles X et Y désignant l'un quelconque des groupements fonctionnels nitrile, amide ou thiamide, limités aux suivante : CN, CONH2, CSHN2, CONHR et CSNHR.
Dans ce dernier symbole, R représente un radical univalent quelconque , alcoyle, aryle, aralaoyle, alkaryle, acyle, naphtyle, nitro, halogène, acéto, acétox
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carbalcoxy, etc.. Ces radicaux peuvent être aussi des séries alicycliques ou hétérocycliques. Pour abréger le langage, ces substances XCH2Y seront appelée "composés maloniques".
On n'ignore pas les difficultés rencontrées dans la préparation des résines sirupeuses dérivées des composés aminés ou amidés et des aldéhydes Mli- phatiques t le plus souvent la précipitation prématurée de la résine ne permet pas la régularité indispensable en fabrication. Les divers Ingrédients ajoutés pour y remédier n'on% pas toujours permis de surmonter ces difficultés, ou bien ont abaissé la qualité des résines après durcissement.
L'invention permet au contraire d'obtenir des résines claires, ou des dispersions homogènes éprouvant une tendance faible à passer de l'état liquide à celui dedgel au cours du stockage. Après moulage ou confection d'articles la- minaires les nouvelles résines donnent des résultats sensiblement meilleurs et bien plus uniformes que celles connues.
Un autre avantage des compositions décrites est leur nature auto-plas- tifiante (plastification intra-moléoulaire); elles n'exigent une addition, deuil leurs très petite, de plastifiant que pour satisfaire à des conditions de moula- ge exceptionnelles. On croit en outre que la présence d'une double liaison poly- mérisable dans le diamide malonique ou dans les substances équivalentes permet d'obtenir des résines blanches ou à peine colorées et d'un stabiliser la teinte.
En effet, cette double liaison peut fixer l'oxygène en éliminant les produits d'oxydation qui tendent à assombrir la coloration.
Comme dans les cas précédents, il est possible d'effectuer l'inter- oondensation en milieux acide, alcalin ou neutre. cette effet, on peut utili- ser des bases minérales ou organiques, des sels à réaction alcaline, minéraux ou organiques, si on désire opérer en milieu alcalin. On emploie des acides minéraux ou organiques ou des sels acides dans le cas contraire. On peut utili- ser des mélanges de substances à réaction alcaline ou de substances à réaction acide, suivant les cas.
Pour effectuer la condensation, on peut mélanger tous les constituants et provoquer la réaction, ou bien faire démarrer une réaction partielle entre l'aldéhyde aliphatique et une substance que, et/ou entre le même aldéhyde et le composé malonique, pour terminer par l'intercondensation. Chaque condensa- tion partielle peut être effectuée en milieu acide, neutre ou alcalin, éventuel- lement en présence de charges, solvants, dllutifs et produits d'addition. Les méthodes ont été décrites ci-dessus.
Les proportions usuelles comportent 0,75 à
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6 mols d'aldéhyde'aliphatique, de préférence de 1 à 4 mols, par mol de composé malonique, Il en résulte un dérivé méthylolé ou méthylène qui peut être ulté- rieurement condensé avec une substance uréique, ou bien avec un dérivé méthylolé d'une telle substance (obtenu par sa réaction sur un aldéhyde aliphatique). Ce dérivé méthylolé doit être généralement préparé au moyen de 0,75 à 6 mols d'al- déhyde, de préférence de 1 à 4 mols, par mol de substance uréique.
En conséquen- ce, il faut généralement 0,75 à 6 mois d'aldéhyde aliphatique et, pour obtenir les meilleurs résultats, 1,5 à 2,5 mols d'aldéhyde par mol total substance uréi- que plus composé malonique*Pour des raisons économiques surtout, il convient en- fin de ne pas dépasser pratiquement un mol de composé malonique par mol de subs- tanoe uréique et, de préférence, se tenir au-dessous de 0,6 mol, pratiquement entre 0,05 et Ci,5 mol de composé malonique par mol de matière uréique,
Belativement aux conditions de température, de durée, de pression pour réaliser l'interoondensation, on se reportera à ce qui a déjà été indiqué, les modalités étant les mêmes* Toutefois,
il y a avantage à faire démarrer la réaction en milieu alcalin et la terminer en milieu acides
On obtient ainsi des substances résineuses solubles et fusibles, mais duroissables par la chaleur, éventuellement sous pression, en devenant insolu- bles et Infusibles* On peut incorporer à ces sirops résineux des catalyseurs de prise ayant une action directe ou latente, l'addition de ces catalyseurs étant faite dans les sirops préparés* Toutefois, en introduisant certains composés susceptibles dtinteroondensation, on obtient des résines à prise spontanée par la chaleur n'exigeant pas de catalyseur de prise.
Sous leur forme non durcie, les résines obtenues peuvent'être liquides limpides, Incolores, solubles dans l'eau, ou bien se présenter sous forme de dispersions laiteuses* Ces substances peuvent être concentrées ou diluées et donner, par exemple, des compositions pour revêtements dont on règle à volonté la viscosité et la concentration. De tels liquides servent comme vernis, comme adhésifs, etc.. On peut les mélanger avec des charges, colorants, lubrifiants, etc.. pour les transformer en compositions pour moulage, EXEMPLE 19-
Formaldéhyde aqueux à env. 37,2%- 161; urée - 54; diamide malonique- 10,2; soude caustique - 0,2 dans 5 parties d'eau ; ohloracétylurée - 3,45.
On mélange les trois premiers réactifs dans l'ordre Indiqué, puis après dissolution on ajoute la soude caustique et chauffe 30 minutes sous reflux. On ajoute alors
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le dernier réactif et l'on poursuit le chauffage encore 12 minutes, La chbra- cétylurée se condense avec le produit d'intercondensation de l'urée, du formal- déhyde et du diamide malonique, d'où un sirop pouvant faire prise sans catalyseur ad hoc. Le moulage est effectué après addition de 74,8 parties de floche d'alfa et de 0,58 de stéarate de zinc, puis séchage de 85 minutes vers 55 , Les pièces moulées en 3 minutes à 135 , sous 280 kg/cm2, épousent bien la forme des moules, sont tenaces et leur surface plaisante.
EXEMPLE 20 -
Même formule que pour l'exemple 19, sauf remplacement de la chlora- oétylurée par un catalyseur latent, le diétbylchloracétamide, qu'on ajoute au produit d'interoondensation des tris premiers réactifs* On poursuit le chauf- fage 10 minutes sous reflux et moule suivant l'exemple 19 en obtenant des ré- sultats similaires* EXEMPLE 21-
Formaldéhyde , urée et diamide malonique suivant l'exemple 19, anh- dride phtalique - 5. On mélange les quatre constituants dans l'ordre indiqué.
On fait bouillir et laisse refroidir; le sirop fait rapidement prise en deve- nant insoluble et infusible.
EXEMPLE 22-
Même formule que pour l'exemple précédent, sauf 1,2 d'acide acétique à 10% au lieu de 5 d'anhydride phtalique. Même technique que pour l'exemple 21.
Chauffage 6 minutes sous reflux, La résine sirupeuse fait rapidement prise à 120-150 , en devenant insoluble et infusible.
EXEMPLE 23-
On mélange dans l'ordre suivant t formaldéhyde aqueux à 37,2% env.- 1611 urée- 54; diamide malonique - 7,95; acide chlorhydrique - 0,018 dissous dans 5 parties d'eau. Le sirop résineux obtenu devient rapidement insoluble et infusible entre 120 et 150 environ* EXEMPLE 24 - On mélange dans l'ordre indiqué ci-dessous les constituants t urée- 54, ammoniaque aqueuse à 28% env. - 7,6, formaldéhyde aqueux à 37,2% env.-161, soude caustique dans 1,5 partie d'eau - 0,06, diamide malonique - 10,2.
On chauf fe 30 minutes sous reflux, puis ajoute 0,042 d'acide chlorhydrique dissous dans
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11,7 parties d'eau* On poursuit le chauffage 10 minutes sous reflux* Pour le moulage, on incorpore 71,3 parties de floche d'alfa, 0,59 de stéarate de zinc.
On sèche 90 minutes vers 55 ,Les pièces font prise en 3 minutes à 130 sous 280 kg/cm2; leur surface est belle et épouse bien les détails du moule.
EXEMPLE 25- Berne composition que pour l'exemple 24; sauf qu'on remplace l'acide chlorhydrique par 5,85 parties de solution acétique à 10%. 'On mélange les 4 premiers constituants dans l'ordre indiqua, puis on ajoute le diamide malonique et chauffe sous reflux pendant 30 minutes, Après incorporation de l'acide acê- tique; on réchauffe encore 10 minutes sous reflux et prépare la composition de moulage comme dans l'exemple 24, sauf substitution de taurine de bois à la flo- che d'alfd. On sèche 3 heures 1/4 vers 55 . et on moule vers 135 . Les pièces obtenues sont tenaces, à belle surface et la composition de moulage est bien plastique.
EXEMPLE 26 -
Même formule et même méthode que pour l'exemple 25, mais on supprime l'acide acétique. Pour le moulage, on triture avec 71,3 parties de floche d'al- fa et 0,59 de stéarate de zinc. On sèche 90 minutes à 55 , puis on ajoute, au moulin à boulets, 3,51 parties d'anhydride phtalique pour catalyser la prise.
On moule 3 minutes à 130 sous 280 kg/cm2, et l'on obtient des pièces bien pri- ses, tenaces et de belle apparence.
EXEMPLE 27 -
Sauf l'acide acétique, même composition que dans l'exemple 25. On mélange les quatre premiers Ingrédients dans l'ordre indique, puis, quand la solution est limpide, on ajoute le diamide malonique et chauffe 30 minutes sous reflux. On incorpore alors 3,51 parties de monochloracétamide. On chauffe en- oore 12 minutes sous reflux d'où une résine sirupeuse duroissable sans addition de catalyseurs On y ajoute les mêmes ingrédients que dans l'exemple 26, sauf l'anhydride phtalique. On sèche 90 minutes vers 55 , on moule suivant l'exemple 19 et on obtient des pièces semblables à celles de cet exemple.
EXEMPLE 28 - On mélange dans l'ordre indiquât urée - 54; ammoniaque aqueuse à env, 28%- 15; formaldéhyde aqueux à env. 37,2%- 161; diamide malonique - 10,2, APRAS chauffage de 30 minutes sous reflux, on incorpore 71 parties de floche
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d'alfa et 0,6 de stéarate de zinc. On sèche 3 heures 25 minutes vers 55 et après moulage à 130 sous 280 kg/cm2, on obtient des pièces qui remplissent bien le moule, ont une belle surface et ont fait prise dans toute la masse.
EXEMPLE 29 -
On prépare le sirop résineux comme pour l'exemple 28, puis on ajoute 6 parties de solution d'acide acétique à 10% et chauffe encore 5 minutes sous reflux. On prépare les oompositions de moulage comme dans l'exemple 28, en ré- duisant le chauffage à une heure 41 minutes à 55 , On moule suivant l'exemple 28 mais la rapidité de la prise est plus grande. Les pièces moulées ont les rames propriétés.
EXEMPLE 30 -
Au sirop résineux préparé suivant l'exemple 28, on ajoute 3,6 de chlo- racétamide, et chauffe encore 5 minutes sous reflux. On incorpore les charges et lubrifiants comme pour l'exemple 28, sèche 2 heures 7 minutes, moule à 130 sous 280 kg/cm2, et obtient des pièces tenamces, ayant bien fait prise, à belle sur- face et résistant à l'humidité, à la chaleur et à la décoloration.
Le sirop et les compositions de moulage qui en dérivent font plus rapidement prise à la chaleur que les produits correspondants de l'exemple 29, EXEMPLE 31 -
On mélange dans l'ordre suivant t urée - 54, hexaméthylène têt ratine 7, formaldéhyde aqueux à 37,8% - 151; diamide malonique - 10,2, Après chauffage de 30 minutes sous reflux, incorporation de 77,9 parties de floche d'alfa et 0,56 de stéarate de zinc et séchage 1 heure 35 minutes à 55 , on obtient une composition bien plastique durcissant de façon uniforme en trois minutes sous 280 kg/cm2. Les pièces sont dures, denses, et oonviennent à des utilisations très variées.
EXEMPLE 32 -
Au sirop préparé suivant l'exemple 31, on ajoute 0,04 d'acide chlo- rhydrique, dissous dans 11,1 parties d'eau. On prépare la composition de moula- ge comme dans l'exemple 31, On sèche 1 heure 55 minutes à 55 , et on moule com- me dans l'exemple précèdent. L'inoorporation de l'acide a pour seul effet d'ac- célérer la prise, mais les pièces moulées ont les mêmes propriétés générales*
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'EXEMPLE 33 -
Au sirop résineux de l'exemple 31, on ajoute 5,6 parties d'acide acé- tique à 10%. On prépare la composition de moulage comme dans l'exemple 31. On sèche 2 heures 5 minutes; après moulage, les pièces sont semblables à celles de l'exemple 31.
EXEMPLE 34 -
A la résine de l'exemple 31, on ajoute 3,33 parties d'anhydride phta- lique, puis on Incorpore la charge et le lubrifiant suivant l'exemple 31 et sè- ohe 95 minutes à 55 . Les pièces moulées sont très semblables à celles de l'exen- ple 31, EXEMPLE 35 -
Au sirop obtenu suivant l'exemple 31, on incorpore 3,33 parties de chloracétamide, 77,9 de floche d'alfa, 0,56 de stéarate de zinc. On chauffe alors 232 minutes à 55 pour intercondenser le chloracétamide, en même temps qu'on évapore l'eau. Le moulage à 135 sous 280 kg/cm2 Fournit des pièces exceptionnellement résistantes à la chaleur, à l'humidité et à la décoloration.
La composition est bien plastique. Les pièces ont une excellente résistance mé- canique, leur surface est exempte d'irrégularités. Ces compositions de moulage sont plus stables dans le temps que les compositions semblables avec catalyseur latent ou actif* Elles durcissent de faqon rapide et uniforme par la chaleur* EXEMPLE 36 -
On opère comme pour l'exemple 35, sauf substitution de la chloracé- tylurée au chloracétamide.
On prépare la composition de moulage comme à cet exemple, on sèche 4 heures et moule à 130 , obtenant des pièces semblables à celles de l'exemple 35, EXEMPLE 37 -
On mélange dans l'ordre formaldéhyde aqueux à env. 37,2%- 161; urée - 54; hexaméthylène tétramine -1,4; diamide malonique - la,2, àoude causti- que - 0,6 dans 1,5 partie d'eau. On chauffe à l'ébullition sous reflux pendant 40 minutes, puis on ajoute 34 gouttes d'acide acétique à 10%. Après chauffage de 10 minutes sous reflux, la composition de moulage plastique est obtenue en in- corporant 75,6 parties de floche d'alfa et 0,57 de stéarate de zinc* On sèche 3 heures et demie à 55*, et moule 6 minutes à 135 sous 280 kg/cm2.
Les pièces sont tenaces et de belle apparence.
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EXEMPLE 38 -
On travaille suivant l'exemple 37, saut suppression de l'acide acéti- que, On incorpore à la résine liquide 75,6 parties de floche d'alfa, 0,57 de stéarate de zinc et 1,14 d'anhydride phtalique dispersé dans l'aloool. On sèche 340 minutes à 55 . Les pièces moulées ont les mêmes propriétés générales que celles de l'exemple 37.
EXEMPLE 39 - On se conforme à l'exemple 37 en remplaçant l'acide acétique par 0,04 parties d'acide chlorhydrique dans 11,4 parties d'eau. On chauffe sous reflux encore 10 minutes de plus. Les pièces moulées sont préparées suivant l'exemple 37 (séchage 4 heures) et ont les mêmes propriétés générales.
EXEMPLE 40 -
Sauf l'acide acétique, la résine sirupeuse est préparée suivant l'exem ple 37 arec chauffage de 40 minutes sous reflux. On ajoute alors 1,14 parties de chloracétylurés, 75,6 de floche d'alfa, 0,57 de stéarate de zinc. On chauffe 13 heures et demie à 55 pour intercondenser la chloracétylurée avec les autres constituants. On sèche la masse. Les pièces moulées comme dans l'exemple 37 ré- sistent bien à la chaleur, à l'humidité et à la décoloration* Elles ont bel aspect, on fait prise dans toute la masse et sont tenaces, La composition est bien plastique.
EXEMPLE 41 -
On prépare le sirop résineux comme dans l'exemple 37, en supprimant l'aoide acétique (reflux 40 minutes); on incorpore le chloracétate de sodium comme catalyseur latent, et poursuit le chauffage 10 minutes. La composition de moulage comporte en outre 75,6 parties de floche d'alfa et 0,57 de stéarate de zinc. Séchage 5 heures à 55*, moulage 5 minutes à 130 sous 260 kg/cm2. Les pièces ont les propriétés générales décrites dans l'exemple 37.
EXEMPLE 42 -
On se conforme à l'exemple 41, mais remplace le chloracétate de so- dium par 46 gouttes de diéthylchloracétamide comme catalyseur latent. Chauffage sous reflux 40 minutes avant, 10 minutes après addition du catalyseur. Composi- tion de moulage comme dans l'exemple 41. Séchage 3 heures 3/4; moulage à 135 .
Propriété* des pièces semblables à celles de l'exemple 37.
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EXEMPLE 43 -
On mélange dans l'ocre suivant t urée - 54: ammoniaque aqueuse à 28% env. -7,5; formaldéhyde à 37,2% env. - 161; soude caustique dans 1,5 parties d'eau - 0,06; diamide malonique - la;2* Après 30 minutes sous reflux, on ajoute 0,92 de monochloracétamide dissous dans un peu d'eau, et on imprègne de ce sirop résineux huit feuilles de papier de qualité spéciale pour articles laminaires*
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On sèche à l'air pour faciliter la manutention, puis 65 minutes à 65 i Itinter- condensation de ehloracétamide se poursuit alors* On superpose les feuilles sé- chées et on les lamine ensemble en les chauffant 30 minutes à 130* sous 105 kg cm2, On comprime alors ces feuilles entre plateaux non chauffas.
On laisse re- froidir avant d'enlever de la presse* Les feuilles sont bien agglomérées, la surface est belle et le produit résiste extrêmement bien à l'eau, Il ne tend pas à se désagréger après l'action de l'eau bouillante pendant 5 minutes, Un
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produit semblable, où on a incorporé 1,38 de monochloracitamide, avait les mêmes propriétés générales.
Comme dans les résines d'esters bêta cétoniques, on peut utiliser
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des aldéhydes aliphatiques quelqoaques.ou des mélanges de ces aldéhydes ou bien des substances génératrices d'aldéhyde, éventuellement mélangées avec du formal- 4hyde ot"1f.Dre8 aldéhydes aliphatiques. On peut remplacer l'urée mentionnée dans les exemples ci-dessus par toutes les substances uréiques, notamment cel- les énumérées plus haut. De même, au lieu du diamide malonique, on peut employer
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les composés maloniques ayant pour formules générales a Be m.cr.aa2ocr.1#B. et BOSy. #2.#.
Bans ces formules, Y représente un atome d'oxygène ou de soufre avec double liaison et R un radical univalent tel que ceux indiqués plus haut.
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Dans cette série, on rencontre les exemples non limitatifs suivants ! s cyanaedta- mide, monothiodiamide malonique, dithiodiamide malonique, diamides maloniques substitués une fois sur chacun des atomes d'azote par un groupe phényle, totyle,
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benzyle. p-hydromhényle, p-monophényle, etc.. On peut évidemment associer deux ou plusieurs composés maloniques qui Interviennent chacun avec ses propri- étés particulières, ou bien encore deux ou plusieurs substances uréiques, par
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exemple l'urée et la thiourée, la thiourée et l'allylurée, l'urée et la mélaminq la thiourée et la guaaldine, été*.
On peut enfin employer un ou plusieurs aldé- %des avec un ou plusieurs composés maloniques et une ou plusieurs substances uréiques.
Comme on le montre dans les exemples précédents, les résines potentiel- lement réactives peuvent incorporer dans leur molécule un catalyseur de prise
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latent ou actif. pare exemple le diéthylch10racétamide (catalyseur latent) .
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Cette substance appartient à la classe des amides dérives d'amines secondaires et halogénés en alpha, en bêta ou à la fois en alpha et beta, L'incorporation des réactifs halogènes de ce genre a déjà été décrite.
Comme pour les résines d'esters bêta cétoniques ci-dessus décrites, on peut leur incorporer des substances modificatrices, notamment à poids molé- culaire élevé, possédant ou non des caractéristiques résineuses, des alcools ou polyaloools, des amides ou polyamides, des amines ou polyamines, des aminophé- nols, ete6o*
Lorsqu'une plastification supplémentaire est nécessaire, dans les cas spéciaux indiquée plus haut notamment, on peut employer les plastifiants connus, tels que les phtalates d'alcoyles, les esters phosphoriques des phénols, etc..
Relativement à l'emploi des charges, des colorants, des lubrifiants pour les moules, on emploie les substances classiques dans l'industrie des ma- tières moulées. Les charges sont de toutes espèces connues. L'incorporation de ces substances est effectuée suivant les techniques usuelles dans l'industrie des matières plastiques.
Enfin, les applications sont celles des résines synthétiques, par exemple comme Ignifuges, hydrofuges, textiles et tissus artificiels, éventuel- lement iprégnés d'un apprêt convenable. Les pièces pouvant être fabriquées sont par exemple, les articles de Paris, coffrets, ustensiles ménagers, pièces déco- ratives, peintures, vernis, laques, émaux, articles adaptés à tous emplois élec- triques, par exemple les tubes extincteurs d'arc, les fils émaillés, les pail- lettes de mica agglomérées, les isolants laminaires, les bobines imprégnées de ces résines isolantes, etc...
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NEW SYNTHETIC RESINS AND THEIR MANUFACTURING METHODS.
The new synthetic resins which will be described are obtained by intercondensing resins derived from a urea or similar substance with an aldehyde on the one hand and a compound having at least one active methylene group or else an active mono-substituted methylene group. products thus obtained can be used as casting or molding resins, for the manufacture of agglomerates with a laminar structure, for coatings and the manufacture of adhesives, etc.
These substances can be transformed by heat into insoluble and infusible aminoplastics. We will successively describe the cases where the constituent with an active methylene group is a beta ketonic ester, a malonic or malonic ester monosubstituted on the CH2 group, finally a malonic amide, diamide, nitrile, or dinitrile, or else the monosubstituted derivatives. of these amides and nitriles *
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1 - USE OF ESTERS:
KETONIC BETA
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The formula of a beta ketone ester is nooca2000Rt, R and R 'denoting hydrocarbon radicals, such as acitylaoetic esters, in particular alkyl, aryl, alco, laryl8 or dtaralocylest les 8J11inopla.tes , based on an amino or amide compound, for example those derived from urea and formaldehyde have been known for a long time and usually must be plasticized prior to their use, for example in the production of molding compositions, if one wants to obtain the maximum commercial utility
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cialet For this purpose, different esters and other organic substances were useda The first plasticizersa were volatile substances,
which may be released during hot die casting. Other times the plasticizer tended to sublimate or vaporize upon leaving the finished parts during their use, causing stresses, cracks or surface defects. In general, these plasticizers did not intervene in the reaction and could be extracted from the molded articles since it was chemically impossible for them to condense with the aminoplasts or their constituents, integrating into the resinous molecule. On the other hand, the incorporation of a latent or active deprivation catalyst is known to facilitate the transformation of the resin into an insoluble and infusible vane. This method has not always proved to be entirely satisfactory.
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According to the invention, the internal plastitioatton of the aminoplasts is carried out thanks to a reaction between the following constituents: 10 -) an amino or amidated compound, for example aminotriazinea, in particular aBméllne, "melamine, or even urea, thiourea or mixtures of these substances.
2 '-) an aliphatic aldehyde, preferably formaldehyde,
3 '-) a beta ketone ester.
Such compositions can be transformed into soluble and meltable condensation products, but which can be transformed by heat, in particular at the usual molding temperatures, into insoluble and infusible materials. Aminoplasts
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These are both internally plasticized (self-planted) and potentially reactive (self-catalyzed) at the same time and require no additional plasticizer, catalyst or other setting reagent to obtain useful castings. These aminoplasts can be said to "set spontaneously", the resin molecule associating radicals borrowed from each of the starting constituents when it passes into the insoluble and infusible state.
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Usually, the reaction of an acetlylacetic ester with formaldehyde results in an oily phase which separates from the bulk. If a condensation catalyst is incorporated, the reaction becomes almost instantaneous. It could not be predicted that the interoondensation of a beta ketone ester with an aliphatic aldehyde and an amine or amide compound would provide uniform, homogeneous resinous products. heat-curable, and self-plasticized (in the resin molecule itself). The resinous syrups and molding compositions obtained can be stored for a long time without deterioration. On the contrary, the already known aminoplasts, containing active catalysts, mineral or organic acids, do not remain stable over time.
The new compositions set rapidly by heat, optionally under pressure, they fill the molds well during compression and make it possible to obtain quickly and economically parts of various shapes, even very complicated ones. The final hard products @ have good light stability, a pleasant surface, they are very water resistant and meet the requirements of hardness, toughness, etc. required by their use.
Another advantage of the invention is that by choosing ketone esters containing at least 6 carbon atoms in the ester radical, for example hexyl, heptyl, oootyl, decyl, docecyl acetylacetates, etc. .... these esters provide the resin with self-plasticization, the property of lubricating the mold, self-catalytic hardening and water resistance, whether the resin is used by molding, by rolling, or as a adhesive, as coating, etc.
The choice of the aldehyde depends above all on economic considerations and on the properties desired in the final product. In general, formaldehyde or compounds which generate formaldehyde, such as paraformaldehyde, examethylene tetramine, etc., are preferred. also employ the other aliphatic aldehydes, saturated or not, aromatic, etc., or else mixtures of any several of these aldehydes, or else of one of these aldehydes with a compound generating formaldehyde. In general, the longer chain the aliphatic aldehyde, the slower the setting of the resinous product, resulting in a softer end product.
The amino compounds or amides which can be used are, for example, urea, thioureas, diethylene triurea, methylated, acetylated, benzoylated, allylated, 2-chlorallylated, ethylidelated, methylolated, methylenated, phenylthiourea, N, N- ureas. diethylurea, eta ..; substances of the nature of urea t
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guanidine, dioyandiamide, guanviurd, guanylthiourea, biguanidine, aminoguanidine, aminotriasins (melamine, alimelin, etc.), creatinine, guanolin, etc., or mixtures of such compounds. All these products will be indiscriminately designated under the name of "ur4ic substances".
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In the general formula of the beta ketone esters RCOCET-OOOB ', R and x! denote similar or different radicals belonging to the series of alkyls, aryls, alkylaryls, aralkyls, alkenes, cycloalkyls, etc. * in particular the methyl, ethyl, propyl, butyl, isobutyl, amyl,
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hexyl, ootyl, dayl, allyl, methallyl, benzyl, toluylee phenethyl, etc.
The compounds to be interconnected are mixed and the reaction carried out at room temperature or higher, in the presence or absence of an acid or alkali catalyst, preferably alkaline * For this purpose, alkali or alkaline earth hydroxides, alkali carbonates, can be incorporated. aliphatic or aromatic tertiary amines, etc.
Practice has shown the advantage
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to choose a basic compound from the ammonia class, possibly aqueous, primary and secondary amines, all substances taking part in, or facilitating the formation of methylol derivatives between the aldehyde, for example formaldehyde, and the other constituents of the resin , providing methylolurea, On the other hand, tertiary amines appear incapable of
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andintercondenate with the other constituents.
As examples of primary and secondary amines, there will be mentioned the mono and diala5ylaminea, for example the mono- and di-methylated, ethylated, propylated, isopropylated, butylated, 8m; 114es, etc., or else the mono - and di-arylamines, for example mono- and di-phenylamines, mono- and di-benzylamines, etc., or else alcoholic amines such as mono- and di-etlumolamines, etc. **
In order to carry out the initial reaction between constituents, all the reagents can first be mixed in the presence or absence of substances ad-
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ditional catalysts, fillers, natural or synthetic resinous substances, solvents, dilutives, etc. ** The ketone ester can also be added to a partially condensed product of a urea and an aliphatic aldehyde,
and then continue the condensation between all the components. Conversely, one can condense the ketone ester and an aliphatic aldehyde on the one hand, the vane
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urfic tance and the aliphatic aldehyde on the other hand, then mix these substances for the interooniensert One can also condense or partially condense the oetone ester with an excess * of aliphatic aldehyde, add a
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urea and inter-react with the constituents. Various alternative embodiments may still be employed, according to methods known to all skilled in the art.
The intercondeusation can be carried out under various conditions of duration, temperature and pressure, the temperature possibly being between ambient and that of reflux., Under reduced pressure, atmospheric, or higher.
The Intermediate condensation products thus obtained set by heat, either isolated or mixed with the usual fillers, pigments, accelerators, dyes, lubricants, etc.. These resinous masses, modified or not, can in any case be transformed, without catalyst and at high temperatures, into insoluble and infusible substances.
The Intermediate condensation products can be concentrated or diluted by adding or removing volatile solvents which make it possible to prepare varnishes, the viscosity and concentration of which can be adjusted as desired by standard technique. These solutions are applicable as paints,
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varnishes, lacquers, enamels, a ° h4ia, or in the production of laminar articles, etc. The liquid inter-condensate can also be used as a casting resin. Laminar products having the structure of a gel can be edged and granulated to give clear, heat-hardening resins.
In the examples below, the proportions given are by weight.
Example 1- The following mixture is heated under reflux for 30 minutes t
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urea - 137.0t aqueous ammonia at enTe $ 28 - 14.4; aqueous formaldehyde at approx.
37.1% - 384.0; caustic soda in 24 parts of water - 0.096; Ethyl aetylacetate - 13 # 2o After heating, the pH of the resinous syrup has fallen to 4985 The intercondensed product obtained is clear, without a trace of precipitate despite its acid reaction (resinous syrup No. 1). In the absence of the ketone ester an ordinary aminoplastic resin under such acidic conditions would precipitate into an amorphous white powder, little or no use for molding or making laminar agglomerates.
The syrup does not jelly and does not precipitate after standing for several days at room temperature. It sets in heat and is especially suitable for molding. In the absence of the ketone ester, the above composition gives a less plastic and non-heat curable substance.
All of the resinous syrup No. 1 is mixed with 161.0 floche
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alfa and 1,2 zinc stearate (lubricant for the mold). We thus obtain
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composition n * 1 which dries 3 hours at 50, grinds and molds at 130 ', under pressure of 140 kg / 0 # 2 for three minutes; thus obtaining uniform, hard parts free from blowholes and which perfectly match the shape of the mold.
The setting of this composition and those described below can be accelerated, if desired, by addition of acidic substances or by inter-condensation with setting reagents, and prior to mixing with the feed. These acid setting catalysts can also be chosen from
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mi those having a lantente actionb Examples 2, 3 and 4 indicate compositions of this kind. example 2 -
The mixture of t urea - 57.0 is heated under reflux for 20 minutes;
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aqueous ammonia at approx. z - 6.0; formaldehyde to eny. 37.1% - 161.0; caustic soda in 10 parts of water - 0.04; Ethyl acetylacetate - 5.56 After heating, 0.2 citric acid is added. It is mixed with 70 parts of alfa flask and 0.4 of zinc stearate.
We dry two and a half hours at 70 and
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molded for two minutes at 120 * under 140 ° 1E8 / cm2. The molding plasticity is excellent, much better than that of similar compositions, but free of acetylacetic ester. The parts have set throughout the entire mass and are free of blisters * The result is analogous by replacing citric acid with the same weight of phthalic anhydride or hydrochloric acid *
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ftem'D1e 3 -
The mixture is heated under reflux for 30 minutes: urea - 57.0; approx. 28% aqueous ammonia - 6.0; approx. 37.1% aqueous formaldehyde -160.01
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caustic soda in 10 parts of water - 0.04;
Ethyl acetylacetate - 5.5 * Resin syrups were prepared according to this formula but by intercontending them separately with each of the following reagents, so as to obtain aminoplasts which set spontaneously faster than by the use of Itacetylaoetate. ethyl alone. t
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<tb> reagent <SEP> from <SEP> socket <SEP> parts <SEP> additional <SEP> duration
<tb> under <SEP> reflux,
<tb>
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monoahloraaetamide .................. 10.0 10 minutes dichloroacetamide .................... 8.0 3E1 " triahioraaetamide ....., ............. 1.0 8 attroui4e ......................... .. z brought back to reflux glycine 2 "" chlorac4ty1urfe .....................
$ 1 0 10 minutes
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taking reagent --dured @ supp1.! Il8D.taire under reflux ethylene diamine mOnOcUorhydrate 0 # 5 brought back to reflux amlndb6tamide hydrochloride ...... 1.0 "" diethanolamine hydrochloride .... 1.0 "" amino hydrochloride 6% oni% rile, 0.3 chloractonitrile ................. 8, o 13 minutes gamma-chlorobutyronitrile 4.0 10 ohloral 4.0 10 chloroacetone .., ......... "........
1.0 10 "symmetrical alpha dichloroacetone .., 0.3 10" parchlorophenylphenacycle bromide 200 10 "phenoyol chloride 1.0 10"
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The above various intercondensation products were mixed with 70 parts of alfa and 14 zinc stearate fluff, dry and z-treated, in the usual manner. Cast for two minutes at 130 ° s under 140 Icg / om and l. 'one obtains in all cases parts having set well and without cracks.
Example 4 -
To three resinous syrups prepared according to Example 3, each of the following latent catalysts is respectively added t
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<tb> catalyst <SEP> latent <SEP> parts <SEP> additional <SEP> duration
<tb>
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.¯, .. ¯ ..,. ¯¯ .... ¯¯, ¯¯., ¯ ------- under reflux. glycine ethyl ester hydrochloride,. "....., ...., .....,." 0.4 brought back to reflux sodium chloracetate ............ 1.0 none diethylobloraeftmide 1.0 none
The syrups obtained were mixed with 70 parts of alfa floche and 0.4 of zinc stearate, dry, treated in the usual way, fine * -
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Lely molded for two minutes at IWO under 140 ke / ci $ 2, giving pieces which have set well and similar to those of example 3.
Example 5
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The mixture is mixed and heated for 15 minutes under melanin reflux - 120j ammonia aqmmee at 28f. we. - 6.0; $ 37 1% reg aqueous formaldehyde -28o, Oi caustic soda in 20 parts of water - 0.16t of ethyl acetylacetate - 6, bo The syrup * obtained is mixed with 133 parts of alfa fluff and 0.8 of zinc stuer rate * it is dried at 67 * 0 for two and a half hours, grinds and molds for three minutes at 130 '' under 140% 1em # n The molded place has taken well, no blowholes, but is slightly gummy when hot.
This plastic consistency is advantageous for injection molded parts in threaded dies. For other applications it is desirable to have harder molded products, which is achieved by the methods of Examples 6 and 76.
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E7IE 6 -
To six resinous syrups according to Example 5, the following setting catalysts were added, so as to obtain spontaneously setting and accelerated hardening aminoplasts.
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<tb> catalyst <SEP> from <SEP> take <SEP> parts <SEP> additional <SEP> duration
<tb>
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------------------- ------- under reflux ohloraoetam1de ..................... ......
2.0 10 minutes ohloral hydrate ....................... 4.0 a nitrourde .............. .................. 0.4 "wisteria ........................... ....... 0.4 tt "monochlorhydra% e% hyleno ** iiomine ...... 1.0" diethanolamine hydrochloride ........... 1.0 brought back to reflux
The interoondensation products obtained are added with 133 parts of alfa floche, and 0.8 of zinc stearate, dry, ground, cast two
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minutes at 130, under 140 irgom The parts obtained are quite rigid when they are unmolded while still hot.
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MOMPY 7
Equal amounts of resinous syrups prepared according to the formula of Example 5, but without additional heating under reflux, were added.
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born respectively from two parts of diethylchloraoetamide (as latent catalyst) or from 0.6 parts of citric acid (active catalyst). The preparation up to molding is completed as in Example 6 and the molded parts are similar.
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SBELEL6-- The mixture of melamine - 31.5 is heated under reflux for 15 minutes; thiourde - 57.0; aqueous ammonia at enT. 28, 6.0; 37.1% enTe aqueous formaldehyde - 190.0; caustic soda in 20 parts of water - 0.12; ethyl acetylacetate - 4.0, Then add 0.7r1f, hydrochloride of the ethyl ester of glycine, For the molding, 94 parts of alfa floche and 0.6 of sine spleen are incorporated * It is dried for 3 hours at 60 ° C., it is ground and molded for 4 minutes at 130 under 140 kg / cm 2. The parts come out hot without deformation. They are hard and have taken well.
EXAMPLE 9 -
The mixture of urea - 45 is heated for 15 minutes under reflux; melamine
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31.8; approx. 37.1% - 190.0 aqueous formaldehyde; aqueous ammonia, ony. $ 28 - 6.0; caustic soda in three parts of water - 0.12; ethyl acetylacetate - 2.5, To the syrup obtained, part of the hydrochloride of the ethyl ester of glycine is added, it is dried for four hours at 60, crushed and molded at 130 for
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three minutes under 140 kg / cm2.
The parts are similar to those in example 8, but lighter in color *
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MMIPLE 10 -
The same treatment as for Example 9 is carried out and the marl quantity of the same catalyst is added. The original mixture is dicyandiamide - 63.0;
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melamine - 31.5; aqueous formaldehyde at approx. 3'X, 1240t0; aqueous ammonia at approx. 38% - 6.0; caustic soda in 5 parts of water - 0.2; aoitylaedtate t- t1,> <yle 5.0 * The resinous syrup is processed, as in example 8, and produced from moldgea After drying for 5 hours at 60% grinding and molding for 5 minutes at 135 * under 140 k8 / am2, the very plastic composition when molded, provides moldable parts that are still hot, because they have set well and are very hard.
The ratios between the constituents can be varied in a similar way.
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sable, but it is better to exceed 1 mol. of aliphatic aldehyde per mol. of total urea plus ketone ester. In general, at least 1.5 mol is employed. aliphatic aldehyde, especially formaldehyde, often 1.75 to 5 or 6 moles and more per mole of the total urea and ketone ester; it is for the proportion of 2 to 3 months of aldehyde that the most satisfactory results are obtained, in particular for the cost price of the unit.
The proportion of the ketone ester can also be considerably varied, but most often 1 to 35 months of this ester is sufficient for 100 mols of urea substance. In general, 25 months per hundred mols of ketone ester are not exceeded. The most advantageous compositions for molding with
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charges arise from the intercondensation in the soluble and fusible state of one mol of single or complex urea substance, with at least 1.5 mol, and preferably 1.75 to 2 months of aliphatic aldehyde (preferably formaldehyde) and around
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0 * 25 mol of ketone ester, in particular acetylacetic acid ester. The use of higher levels of ketone ester should be rejected for most applications because the molded parts are then more difficult to obtain with the required hardness;
but it is on the contrary useful if the product must permanently retain a high plasticity. If, for example, ketone esters are used
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At considerable molecular weight, for example octa4eoyl acetylacitate, the ketone portion of the resinous molecule is greater by weight than the urea portion. As a result, the resin retains a waxy consistency, which may be detrimental to certain applications, in particular those requiring high resistance to the action of organic solvents, #
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From the above, the molar ratio of the ketone ester to the other constituents depends both on the characteristics of this ester and on the
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properties sought in relation to setting, plasticity,
etc., curable or hardened rinses, and final molded compositions derived therefrom,
The basic resins described can be modified in a wide variety of ways by incorporating before, during or after the primary condensation of the mo-
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difiers such as mono- or polyhydric alcohols, amides, polyamides, amines, polyamines, aminophenols, summer, or alternatively high molecular weight blades, such as lignin, materials derived from hydrolysis of wood, proteins and their condensation products with aldehydes, condensation products of furfuraldehyde, aldehydes with phenols or anilines, saturated or unsaturated alkyd resins, cellulose derivatives soluble in water 'water, gums and natural resins,
synthetic polymers
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vinyl compounds, long chain / polymers, such as superpolyomides, aulfonamide and aldehyde resins, etc.
Relative to the use of the usual ingredients: fillers, pigments,
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opacifier, mold lubricants, etc., conventional techniques can be used for the preparation of molding compositions. The modifiers can be incorporated according to known techniques, then the compositions can be dried cold or hot, making these mixtures more dense by working in a machine.
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la: them 1! 8ndbury, or else by rolling, oalandrage, etc., all followed by grinding and sieving to the required dimensions. Preferably, between L00 and Leo- are molded under a pressure of 7p to 300 kgom2. Applications of these molded compositions include firewalls, water-repellent parts, impregnation of electrical coils, etc.
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II - USE OF ESTERS b5AD0I3IJES.
It is possible to use either the monoesters of malonic acid according to the general formula EDOOea2 or the RtQa0t700R dlesters. In these formulas R and Rif denote bydrooarbon radicals, alooyl, aryl, etc. .., as in the mode of application described above. During condensation, the malonic ester chemically combines with the resin molecule and can no longer be extracted by vaporization or by dissolution.
Any composition comprising * at least: 1. an amino or amide compound, 2 an aliphatic aldehyde, 3 a malonic ester, even if it is not hard
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heat-resistant by becoming insoluble and infusible, can be made
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such by incorporating in it a latent or active setting catalyst, or else by intercondensing with at least a fourth reagent which provides this property, for example chloracetamide, aminoacetamide hydrochloride, ohloroetylurea, nitrourea, etc. thus ultimately obtains amine-plastic materials that set spontaneously *
The reaction of formaldehyde on a malonic ester,
for example dimethyl or diethyl malonates, carried out according to the usual technique, provides an oily phase which separates from the mass; in the presence of the usual aminoplast catalysts. the reaction is almost. instant. But it could not be predicted that the intercondensation of a malonic ester with an aliphatic aldehyde and an amide or amine compound would provide uniform, homogeneous resinous substances, potentially susceptible to heat setting and intramolecular plasticized, ie plasticizer being integrated into the molecule.
As another advantage of the invention, it will be indicated that the esters chosen, in particular the malonic monoesters of alkyls containing 6 and rather at least 8 carbon atoms, or else the malonic diesters whose alkyl chains contain at least 4 carbon atoms. carbon each, impart to the mixed resinous products described self-plasticizing, water-repellent and self-lubricating properties of the molds which make them valuable for molding, the manufacture of laminar or adhesive products, etc.
The choice of aldehyde depends more on economic considerations than on the properties sought in the finished product. Generally, fora maldehyde or a formaldehyde generating product is preferred, but one or more aldehydes, preferably aliphatic, may be employed; as an amino or amide compound, any one of the urea substances defined above is used, or mixtures of such substances.
The general preparation conditions are those described above with regard to the condensation temperature, the use of the acidic or alkaline catalyst, preferably for ammonia; primary or secondary amines and the combination of a weaker catalyst, such as ammonia, and a stronger catalyst, in small quantities, such as sodium hydroxide,
The technique to be followed involves any of the variants which have been carried out either simultaneous intercondensation of all the constituents in the presence or absence of fillers, solvents, diluents, etc., or the separate condensation of the aldehyde with the 'one and / or the other of the reactants, then the mixture of the partially condensed products,
to perform the final intercondensation
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The temperatures, time and pressures at which these reactions are carried out are chosen as in the previous case.
The products thus obtained result from partial condensation and can be modified by incorporating a setting catalyst into them or by inter-condensation with a reagent capable of catalyzing setting. These reagents or cata-
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lyaeuraheont Not useful when one of the raw materials is a monoester of malonic acid.
To use these intermediate products, we can mix them with fillers and other ingredients, such as those already listed, or even dissolve them so as to obtain varnishes, lacquers, paints, adhesives and etc., we can finally use them liquids, as casting resins
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1I: TIWPT. "F. 11 -
A mixture of t urea - 57.0 is heated for 30 minutes under reflux; aqueous ammonia at approx. 28% - 7.6; approx. 37.1% aqueous formaldehyde - 161.0; caustic soda 0.04, in 10 parts of water, diethyl malonate - 8.0. Then added 0.02 of hydrochloric acid (active catalyst) in 5 parts of water, then 70 parts of floche * dtalfa and 0.04 of zinc stearate are incorporated.
After s-
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6 hours chage at 5o, grinding, sieving and molding for 3 minutes at 1306 under 140 kg / cm2, a molded part is obtained which has set well, shiny, of pleasant color and hot release. The plasticity was very good during the compression. Hydrochloric acid can be replaced with an equal weight of citric acid or phthalic anhydride and similar parts can be obtained.
EXAMPLE 12 -
A series of mixtures having the starting composition of example 11 is heated for 30 minutes under reflux. Each of these preparations is then interoondenseed with one of the following compounds, so as to obtain spontaneously setting aminoplasts.
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<tb> Catalyst <SEP> of <SEP> socket <SEP> parts <SEP> Additional <SEP> duration
<tb> under <SEP> reflux,
<tb>
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Chloracdtonitrils ......................... 2.0 10 minutes Gasma-ohioro'butyronitrile .............. ... 5.0 85 Monochloracitamide ........................ 1.0 10 Diahloraoetamide 2.0 17 Triohioraoetamide ........ ................. 1.0 16 Aminoketamide hydrochloride 1.0 brought to reflux ethylone diamine gonooblohydrate ....... 9.5 5 minutes Konoehydrochloride diethaaolamine ........ 1.0 5 Nitrourea .................................
0 $ 3 brought back to reflux ah101 "aa6, rlule ........................... 110 10 minutes Ohloracetyl hydantoate ....... ......... 1.0 8 "Glyameh ................................... 3.0 brought back to reflux
<Desc / Clms Page number 13>
EMI13.1
Aminoaoeton hydrochloride 1tr11e ............ 0, B brought back to reflux
EMI13.2
<tb> Hydrate <SEP> of <SEP> ohloral <SEP> ......................... <SEP> 4.0 <SEP> 15 <SEP> minutes
<tb>
EMI13.3
Qh7.orecetone ........:
...................... 1.0 10 "Diebloracetone symmetrical .................. 0.3 10 "Para-ehlorophenylphenacyl bromide ...... 10 10"
EMI13.4
<tb> <SEP> Phenacyl <SEP> <SEP> ...................... <SEP> 1.0 <SEP> 10 <SEP> "
<tb>
The resinous syrups obtained are loaded with alfa floche, lubricated with zinc stearate and then treated as usual for the molding of
EMI13.5
3 to 6 minutes at 130-t under 140 kg / om2. All the pieces obtained had taken well, were light in color and very shiny.
'EXAMPLE 13 -
EMI13.6
To the resinous syrup obtained according to Example 11, 0.5 part of glycine ethyl ester hydrochloride was added as a latent catalyst. Was heated for two more minutes under reflux and then incorporated into the liquid 70 parts of alfa flask and 0.4 of zinc stearate. After drying, grinding and molding, we obtain well-set pieces, very little colored, having perfectly matched the shape of the mold. The latent catalyst can be replaced by sodium chloracetate
EMI13.7
or by diethylobloracetamidet EXAMPLE 14 -
Same formula as in Example 11, except substitution of 54 to 57 parts of urea and 6 of diisopropyl malonate for 8 of diethyl malonate.
After heating for 30 minutes under reflux, one part of chloracetamide is added and heated for a further 10 minutes. 75 parts of alfa fluff and 0.4 of zinc stearate are added to the liquid resin. After drying and grinding, a very plastic composition is obtained which is molded under the usual conditions, and which gives well-set pieces having a good appearance. We can replace the
EMI13.8
chloroacetamide by any of the reagents listed in Example 12.
EXAMPLE 15 -
By heating each mixture for 15 minutes under reflux, two charges each having the following composition: melamine - 113, 2; ammonia
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aqueous at 28 - 6.0; aqueous formaldehyde at enta 3, Z, e - 2% Cg caustic soda - 0912 in 10 parts of water; malonate diétiy7, daA - 2116 * To one of the preparations, two parts of phthalic anhydride were added and to the other 0.6 of citric acid. Each syrup was loaded with 133 parts of alfa floche and
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out6 of zinc stearate. Dry for 18 minutes at 67 ', grind and mold for 3 minutes at 130 under 140 kg / cm2. The two compositions are very plastic and give
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excellent parts suitable for hot demoulding without deformation.
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Instead of the active catalysts mentioned above, the resinous syrup can be transformed into a spontaneous setting product by incorporating a catalyst.
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latent, such as sodium chloroacetate, diethylchloroacetamide, etc., ** a molding composition comprising two parts of sodium chloroacetate, heated for about 65 hours at 67 hours, retained its characteristic plasticity and moldability which can be observed if the 'the malonic ester is removed from the composition, EXAMPLE 16 -
A series of resinous syrups conforming to the formula of
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Example 15, then they were intercondensed with one of the following reagents, to obtain resins which set spontaneously:
EMI14.3
<tb> catalyst <SEP> from <SEP> take <SEP> parts <SEP> Additional <SEP> duration
<tb>
EMI14.4
######## ------- under reflux¯¯¯¯¯¯¯ Trichloracdtamide 2 $ 0 5 minutes
EMI14.5
<tb> Hydrate <SEP> of <SEP> chloral <SEP> ....................... <SEP> 4.0 <SEP> 5 <SEP > "
<tb>
<tb> Nitrou'és <SEP> ................................ <SEP> 0.4 <SEP> reduced <SEP> to <SEP> reflux
<tb>
<tb> Glycine <SEP> .................................. <SEP> 0.4 <SEP> "<SEP>"
<tb>
<tb> <SEP> diethanolamine hydrochloride <SEP> ........... <SEP> 2, to <SEP> "<SEP>"
<tb>
EMI14.6
Chloroacetylurf ........................... 2.3 "" Chloroacetylurf ................ .......... 2,3 "" Symmetrical dichloroacetu ................
2.3 "Phenacyl chloride 2.3" Aminoacetamide hydrochloride 2.3 ""
The liquid resins prepared, loaded as in the examples above and molded, are very plastic and give tough parts and very good appearance.
EXAMPLE 17 ..
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A mixture of t ur4e - 45.0 is heated under reflux for 20 minutes; melanin - 31.5; aqueous formaldehyde at approx. 39.1f, $ - 190; aqueous ammonia at approx. Sa% - 6.0; caustic soda -0.12 in three parts of water; diethyl malonate -8.0. In the resinous syrup, part of the hydrochloride of the ethyl ester of glycine, 94 of floche alfa, 0.5 of zinc stearate are incorporated. It is dried for 17 hours in air, without raising the temperature, then for one hour 45 min, at 70. The molding for two minutes at 130 under 140 kg / cm 2 gives excellent parts.
EXAMPLE 18 -
The following composition was treated as in Example 17: melamine-
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31; 5; thiourea .. 57.0 Oj aqueous formaldehyde at approx. 37.1% - 190.0; aqueous ammonia & enT.2t1f. - 6.0; caustic soda in three parts of water - 0.18; Diethyl marlonate - 7.0. The parts 11 .. molded .. are very hard, well taken and
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have an excellent appearance.
Here are the general rules to be followed for the proportions between reagents 1 in general at least 1 mol of aliphatic aldehyde per mol in total of urea substance and of malonic ester. Good results are obtained for a proportion of at least 1.5 mol, in general 1.75 to 5 or 6 mol and more aliphatic aldehyde, in particular formaldehyde, per mol of urea plus ester * At the point From the cost point of view, 0 'is with 2 or 3 mols of aldehyde that the most satisfactory results are obtained.
The proportion of the malonic ester should be selected from one to 35 mols per hundred mols of urea substance, generally at most about 25 mols per cent. An excess of malonic ester does not improve the placteness and lowers the hardness of the molded product. This can be given a waxy consistency by choosing the malonic esters of higher alcohols, for example di-octadecyl malonate.
On the other hand, these products are less hard and have poor resistance to organic solvents *
Like mixed resins derived from ketone esters, those derived from malonic esters are modifiable by many substances t mono- and polyhydric alcohols, mono- and polyamides, amines and polyamines, amine phenols, substances with large molecules such as lignin and products derived from wood, proteins, condensation products of aldehydes with each other or with proteins, phenols, amines, sulfonamides, etc *. alkyd resins and resins, natural or synthetic, polyvinyl compounds, super-polyamides, etc *.,
The practical use of these resins also includes dyes, pigments, opacifiers, lubricants,
mineral or organic fillers, etc ,,,, conventional in the molded materials industry. The preparation is carried out by the same mechanical means described with regard to resins based on beta ketone esters.
III - USE OF COMPONENTS WITH A RADICAL METHYLENE LINKED TO TWO GROUPS ON,
According to this variant, the substance to be condensed with a urea material and an aliphatic aldehyde corresponds to the general formula XCH2Y, the atoms X and Y denoting any one of the functional groups nitrile, amide or thiamide, limited to the following: CN , CONH2, CSHN2, CONHR and CSNHR.
In the latter symbol, R represents any univalent radical, alkyl, aryl, aralaoyl, alkaryl, acyl, naphthyl, nitro, halogen, aceto, acetox
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carbalkoxy, etc. These radicals can also be alicyclic or heterocyclic series. To abbreviate the language, these XCH2Y substances will be called "malonic compounds".
We are aware of the difficulties encountered in the preparation of syrupy resins derived from amino or amide compounds and from Mliphatic aldehydes. The premature precipitation of the resin generally does not allow the regularity which is essential in manufacture. The various ingredients added to remedy this have not always overcome these difficulties, or have lowered the quality of the resins after curing.
The invention makes it possible, on the contrary, to obtain clear resins, or homogeneous dispersions having a low tendency to pass from the liquid state to that of gel during storage. After molding or making up of laboratory articles, the new resins give significantly better and much more uniform results than those known.
Another advantage of the compositions described is their self-plasticizing nature (intramoleoular plasticization); they require a very small addition of plasticizer only to satisfy exceptional molding conditions. It is further believed that the presence of a polymerizable double bond in the malonic diamide or in the equivalent substances allows to obtain white or barely colored resins and to stabilize the color.
In fact, this double bond can fix oxygen by eliminating the oxidation products which tend to darken the color.
As in the previous cases, it is possible to carry out interoondensation in acidic, alkaline or neutral media. For this purpose, it is possible to use inorganic or organic bases, salts with an alkaline, inorganic or organic reaction, if it is desired to operate in an alkaline medium. In the contrary case, mineral or organic acids or acid salts are used. Mixtures of alkaline reacting substances or of acid reacting substances can be used, as the case may be.
To carry out the condensation, one can mix all the constituents and cause the reaction, or else start a partial reaction between the aliphatic aldehyde and a substance that, and / or between the same aldehyde and the malonic compound, to end with the intercondensation. Each partial condensation can be carried out in an acidic, neutral or alkaline medium, optionally in the presence of fillers, solvents, additives and additives. The methods have been described above.
The usual proportions include 0.75 to
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6 mols of aliphatic aldehyde, preferably from 1 to 4 mols, per mol of malonic compound. This results in a methylol or methylene derivative which can subsequently be condensed with a urea substance, or else with a methylol derivative of such a substance (obtained by its reaction with an aliphatic aldehyde). This methylol derivative should generally be prepared using 0.75 to 6 mols of aldehyde, preferably 1 to 4 mols, per mol of urea substance.
As a result, it usually takes 0.75-6 months of aliphatic aldehyde, and for best results 1.5-2.5 mols of aldehyde per mole total ureic substance plus malonic compound *. For economic reasons, in particular, it is finally advisable not to exceed practically one mol of malonic compound per mol of urea substance and, preferably, to keep below 0.6 mol, practically between 0.05 and Ci, 5 mol of malonic compound per mol of urea matter,
Regarding the conditions of temperature, duration, pressure to achieve interoondensation, we refer to what has already been indicated, the modalities being the same * However,
it is advantageous to start the reaction in an alkaline medium and to end it in an acid medium
Soluble and fusible resinous substances are thus obtained, but which can be hardened by heat, optionally under pressure, by becoming insoluble and infusible. It is possible to incorporate in these resinous syrups setting catalysts having a direct or latent action, the addition of these catalysts being made in the syrups prepared. However, by introducing certain compounds capable of interoondensation, resins which set spontaneously by heat are obtained which do not require a setting catalyst.
In their uncured form, the resins obtained can be clear liquid, colorless, soluble in water, or else be in the form of milky dispersions * These substances can be concentrated or diluted and give, for example, compositions for coatings whose viscosity and concentration can be adjusted at will. Such liquids serve as varnishes, adhesives, etc. They can be mixed with fillers, dyes, lubricants, etc. to transform them into compositions for molding, EXAMPLE 19-
Aqueous formaldehyde at approx. 37.2% - 161; urea - 54; malonic diamide-10.2; caustic soda - 0.2 in 5 parts of water; ohloroacetylurea - 3.45.
The first three reagents are mixed in the order given, then after dissolution, caustic soda is added and heated for 30 minutes under reflux. We then add
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the last reagent and heating is continued for another 12 minutes, The chbra-cetylurea condenses with the intercondensation product of urea, formaldehyde and malonic diamide, resulting in a syrup that can set without catalyst ad hoc. The molding is carried out after addition of 74.8 parts of alfa fluff and 0.58 of zinc stearate, then drying for 85 minutes around 55. The parts molded in 3 minutes at 135, under 280 kg / cm2, match the shape of the mussels, are tenacious and their surface pleasant.
EXAMPLE 20 -
Same formula as for Example 19, except replacement of the chloroetylurea by a latent catalyst, dietbylchloracetamide, which is added to the interoondensation product of the first reactive tris * Heating is continued for 10 minutes under reflux and mold following Example 19, obtaining similar results * EXAMPLE 21-
Formaldehyde, urea and malonic diamide according to Example 19, phthalic anhydride - 5. The four components are mixed in the order shown.
Boil and let cool; the syrup sets quickly, becoming insoluble and infusible.
EXAMPLE 22-
Same formula as for the previous example, except 1.2 10% acetic acid instead of 5 phthalic anhydride. Same technique as for example 21.
Heating for 6 minutes under reflux. The syrupy resin sets rapidly at 120-150, becoming insoluble and infusible.
EXAMPLE 23-
In the following order, t approximately 37.2% aqueous formaldehyde is mixed. 1611 urea-54; malonic diamide - 7.95; hydrochloric acid - 0.018 dissolved in 5 parts of water. The resinous syrup obtained rapidly becomes insoluble and infusible between 120 and 150 approximately. EXAMPLE 24 - The constituents are mixed in the order indicated below: urea-54, aqueous ammonia at approx. 28%. - 7.6, approx. 37.2% aqueous formaldehyde -161, caustic soda in 1.5 parts of water - 0.06, malonic diamide - 10.2.
The mixture is heated for 30 minutes under reflux, then 0.042 of hydrochloric acid dissolved in
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11.7 parts of water * Heating is continued for 10 minutes under reflux * For the molding, 71.3 parts of alfa flask, 0.59 of zinc stearate are incorporated.
Dried 90 minutes at around 55, The parts set in 3 minutes at 130 under 280 kg / cm2; their surface is beautiful and follows the details of the mold well.
EXAMPLE 25 - Berne composition as for Example 24; except that the hydrochloric acid is replaced by 5.85 parts of 10% acetic solution. The first 4 components are mixed in the order indicated, then the malonic diamide is added and heated under reflux for 30 minutes, After incorporation of the acetic acid; the mixture is heated for a further 10 minutes under reflux and the molding composition is prepared as in Example 24, except for substitution of wood taurine for the alfd flock. Dried 3 1/4 hours around 55. and we mold around 135. The parts obtained are tenacious, have a good surface and the molding composition is indeed plastic.
EXAMPLE 26 -
Same formula and same method as for Example 25, but the acetic acid is omitted. For the casting, triturates with 71.3 parts of alfa floche and 0.59 of zinc stearate. Dried 90 minutes at 55 minutes, then 3.51 parts of phthalic anhydride are added in a ball mill to catalyze the setting.
The mold is molded for 3 minutes at 130 at 280 kg / cm2, and pieces are obtained which are firmly set, tenacious and of good appearance.
EXAMPLE 27 -
Except acetic acid, same composition as in Example 25. The first four ingredients are mixed in the order indicated, then, when the solution is clear, the malonic diamide is added and heated for 30 minutes under reflux. 3.51 parts of monochloracetamide are then incorporated. The mixture is heated for a further 12 minutes under reflux, resulting in a syrupy resin which can be hardened without the addition of catalysts. The same ingredients as in Example 26 are added thereto, except phthalic anhydride. Dried 90 minutes around 55, molded according to Example 19 and parts similar to those of this example are obtained.
EXAMPLE 28 - Urea - 54 is mixed in the order indicated; aqueous ammonia at approx. 28% - 15; aqueous formaldehyde at approx. 37.2% - 161; malonic diamide - 10.2, APRAS heating for 30 minutes under reflux, 71 parts of floche are incorporated
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alfa and 0.6 zinc stearate. The mixture is dried for 3 hours 25 minutes at around 55 and after molding at 130 at 280 kg / cm 2, parts are obtained which fill the mold well, have a good surface and have set in the whole mass.
EXAMPLE 29 -
The resinous syrup is prepared as in Example 28, then 6 parts of 10% acetic acid solution are added and a further 5 minutes under reflux are heated. The molding compositions were prepared as in Example 28, reducing the heating to one hour 41 minutes at 55. The molding was carried out according to Example 28 but the setting speed was greater. The castings have the oars properties.
EXAMPLE 30 -
3.6 of chloracetamide are added to the resinous syrup prepared according to Example 28, and the mixture is heated for a further 5 minutes under reflux. The fillers and lubricants are incorporated as for Example 28, dry 2 hours 7 minutes, mold at 130 under 280 kg / cm2, and obtain tough parts, having set well, with good surface and resistant to humidity. , heat and fading.
The syrup and the molding compositions derived therefrom set more rapidly under heat than the corresponding products of Example 29, EXAMPLE 31 -
The following are mixed in the following order: urea - 54, hexamethylene tet ratine 7, 37.8% aqueous formaldehyde - 151; malonic diamide - 10.2, After heating for 30 minutes under reflux, incorporation of 77.9 parts of alfa flask and 0.56 of zinc stearate and drying for 1 hour 35 minutes at 55, a good hardening plastic composition is obtained. uniformly in three minutes at 280 kg / cm2. The parts are hard, dense, and suitable for a wide variety of uses.
EXAMPLE 32 -
To the syrup prepared according to Example 31, 0.04 hydrochloric acid, dissolved in 11.1 parts of water, is added. The molding composition was prepared as in Example 31, dried 1 hour 55 minutes at 55, and molded as in the previous example. The only effect of the acid inoorportation is to accelerate the setting, but the castings have the same general properties *
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'EXAMPLE 33 -
To the resinous syrup of Example 31, 5.6 parts of 10% acetic acid are added. The molding composition is prepared as in Example 31. It is dried for 2 hours 5 minutes; after molding, the parts are similar to those of Example 31.
EXAMPLE 34 -
To the resin of Example 31, 3.33 parts of phthalic anhydride are added, then the filler and lubricant according to Example 31 are incorporated and dried for 95 minutes at 55. The castings are very similar to those in Example 31, EXAMPLE 35 -
In the syrup obtained according to Example 31, 3.33 parts of chloracetamide, 77.9 of alfa fluff, 0.56 of zinc stearate are incorporated. Then heated 232 minutes at 55 to intercondens the chloracetamide, at the same time as the water is evaporated. Casting at 135 under 280 kg / cm2 provides parts exceptionally resistant to heat, humidity and fading.
The composition is very plastic. The parts have excellent mechanical resistance, their surface is free of irregularities. These molding compositions are more stable over time than similar compositions with latent or active catalyst * They harden quickly and uniformly by heat * EXAMPLE 36 -
The procedure is as for Example 35, except substitution of the chloracetylurea for the chloracetamide.
The molding composition is prepared as in this example, dried for 4 hours and molded at 130, obtaining parts similar to those of Example 35, EXAMPLE 37 -
Mix in order of aqueous formaldehyde at approx. 37.2% - 161; urea - 54; -1.4 hexamethylene tetramine; malonic diamide - la, 2, caustic water - 0.6 in 1.5 parts of water. It is heated to boiling under reflux for 40 minutes, then 34 drops of 10% acetic acid are added. After heating for 10 minutes under reflux, the plastic molding composition is obtained by incorporating 75.6 parts of alfa fluff and 0.57 of zinc stearate * Dried 3 and a half hours at 55 *, and mold 6 minutes at 135 under 280 kg / cm2.
The parts are stubborn and beautiful in appearance.
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EXAMPLE 38 -
Work is carried out according to Example 37, without removing the acetic acid. 75.6 parts of alfa floche, 0.57 of zinc stearate and 1.14 of dispersed phthalic anhydride are incorporated into the liquid resin. in aloool. Dry 340 minutes at 55. The molded parts have the same general properties as those of Example 37.
EXAMPLE 39 - Example 37 is followed by replacing acetic acid with 0.04 parts of hydrochloric acid in 11.4 parts of water. The mixture is heated under reflux for a further 10 minutes. The molded parts are prepared according to Example 37 (drying 4 hours) and have the same general properties.
EXAMPLE 40 -
Except for acetic acid, the syrupy resin is prepared according to Example 37 with heating for 40 minutes under reflux. 1.14 parts of chloroacetylureas, 75.6 of alfa flask, 0.57 of zinc stearate are then added. Heated 13 and a half hours at 55 to intercondens the chloroacetylurea with the other constituents. The mass is dried. The molded parts as in Example 37 are resistant to heat, humidity and discoloration. They have a good appearance, they set in the whole mass and are tenacious. The composition is very plastic.
EXAMPLE 41 -
The resinous syrup is prepared as in Example 37, removing the acetic acid (reflux 40 minutes); sodium chloroacetate is incorporated as a latent catalyst, and heating is continued for 10 minutes. The molding composition further comprises 75.6 parts of alfa flock and 0.57 of zinc stearate. Drying 5 hours at 55 *, molding 5 minutes at 130 under 260 kg / cm2. The parts have the general properties described in Example 37.
EXAMPLE 42 -
Example 41 is followed, but the sodium chloroacetate is replaced by 46 drops of diethylchloroacetamide as latent catalyst. Heating under reflux 40 minutes before, 10 minutes after addition of the catalyst. Molding composition as in Example 41. Drying 3 3/4 hours; molding at 135.
Property * of parts similar to those in example 37.
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EXAMPLE 43 -
One mixes in the following ocher t urea - 54: aqueous ammonia at 28% approx. -7.5; 37.2% formaldehyde approx. - 161; caustic soda in 1.5 parts of water - 0.06; malonic diamide - la; 2 * After 30 minutes under reflux, 0.92 of monochloracetamide dissolved in a little water is added, and eight sheets of special quality paper for laminar articles are impregnated with this resinous syrup *
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It is air-dried to facilitate handling, then 65 minutes at 65 i The inter-condensation of ethyl acetamide then continues * The dried leaves are superimposed and they are laminated together by heating them for 30 minutes at 130 * under 105 kg cm2 These sheets are then compressed between unheated trays.
It is left to cool before removing from the press * The leaves are well agglomerated, the surface is beautiful and the product is extremely resistant to water, It does not tend to disintegrate after the action of boiling water for 5 minutes, A
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Similar product, incorporating 1.38 of monochloracitamide, had the same general properties.
As in β-ketone ester resins, one can use
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some aliphatic aldehydes or mixtures of these aldehydes or aldehyde-generating substances, optionally mixed with formal- 4hyde ot "1f.Dre8 aliphatic aldehydes. The urea mentioned in the above examples can be replaced by any urea substances, in particular those enumerated above. Similarly, instead of malonic diamide, it is possible to use
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the malonic compounds having the general formulas a Be m.cr.aa2ocr.1 # B. and BOSy. # 2. #.
In these formulas, Y represents an oxygen or sulfur atom with a double bond and R a univalent radical such as those indicated above.
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In this series, we find the following non-limiting examples! s cyanaedtamide, malonic monothiodiamide, malonic dithiodiamide, malonic diamides substituted once on each of the nitrogen atoms by a phenyl group, totyl,
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benzyl. p-hydromhenyl, p-monophenyl, etc. One can obviously associate two or more malonic compounds which intervene each one with its particular properties, or else two or more urea substances, by
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example urea and thiourea, thiourea and allylurea, urea and melamine, thiourea and guaaldine, summer *.
Finally, it is possible to use one or more aldehyde with one or more malonic compounds and one or more urea substances.
As shown in the previous examples, potentially reactive resins can incorporate a setting catalyst into their molecule.
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latent or active. for example diethylch10racetamide (latent catalyst).
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This substance belongs to the class of amides derived from secondary amines and halogenated in alpha, in beta or at the same time in alpha and beta. The incorporation of halogenated reagents of this kind has already been described.
As for the beta ketone ester resins described above, modifying substances can be incorporated therein, in particular of high molecular weight, having or not having resinous characteristics, alcohols or polyaloools, amides or polyamides, amines or polyamines, aminophenols, ete6o *
When additional plasticization is necessary, in particular in the special cases indicated above, known plasticizers can be used, such as alkyl phthalates, phosphoric esters of phenols, etc.
With regard to the use of fillers, dyes, lubricants for molds, substances conventional in the molded materials industry are employed. The charges are of all known species. The incorporation of these substances is carried out according to the usual techniques in the plastics industry.
Finally, the applications are those of synthetic resins, for example as flame retardants, water repellents, artificial textiles and fabrics, optionally impregnated with a suitable finish. The parts that can be manufactured are, for example, Paris articles, boxes, household utensils, decorative parts, paints, varnishes, lacquers, enamels, articles suitable for all electrical uses, for example arc extinguisher tubes, enamelled wires, agglomerated mica flakes, laminar insulators, coils impregnated with these insulating resins, etc ...