Verfahren zur Herstellung einer künstlichen Masse durch Kondensation von Kohlensäureamidverbindungen und Formaldehyd. Es sind Verfahren zur Herstellung einer Kunstmasse durch Kondensation von Harn stoff hezw. Harnstoffderivaten mit Formal dehyd beschrieben worden. Diese Verfahren beruhen im wesentlichen darauf, dass man Harnstoff und Formaldehyd in Gegenwart oder in Abwesenheit von Basen zunächst bis zur Entstehung leicht gelatinierender Zwi schenprodukte und dann weiter bis zur Bil dung einer festen, nnschmelzbaren Mässe er wärmt.
Es wurde nun .die überraschende Be obachtung gemacht, .dass nicht nur beim Ar beiten ohne basische Kondensationsmittel, sondern zuweilen auch bei Verwendung so gar nicht unbeträchtlicher Mengen basischer Kondensationsmittel nach Beendigung des Kondensationsprozesses in der Masse eine saure Reaktion festgestellt werden kann.
Diese saure Reaktion wurde nun ass eine der wesentlichsten Ursachen erkannt, welche die Gewinnung eines tadellosen Endproduktes in regelmässigem Betrieb erschwert, und dies auch, wenn die Verwendung überschüssiger Formaldehydmen.gen vermieden wird. Ist da Ler eine * saure Reaktion in der flüssigen Masse der Zwischenprodukte wahrzunehmen, so müssen den Zwischenprodukten gemäss dem Verfahren der vorliegenden Erfindung vor ihrer Weiterverarbeitung Zusätze beige mischt werden, durch welche die Konzentra tion der H-Ionen vermindert, z.
B. bis zum Werte<B>CH.</B> 10-7, gebracht wird. Es kann dies zum Beispiel durch alkalische Zusätze erreicht werden. Nur in dieser Weise ge lingt es, mit Hilfe dieser Reaktion, regel mässig, wie zum Beispiel für die Herstellung von Drechslerwaren, technisch brauchbare künstliche Massen von höchster Vollendung zu erhalten. Im besonderen -besitzt dann eine so hergestellte Masse den höchsten Grad der Unlösliehkeit und Elastizität.
Auch zeichnet sich die Masse dann durch Unempfindlichkeit gegen plötzliche Erwärmung und Abkühlung im Vergleich zu den Produkten aus, die er halten werden, wenn man die nach der Kün- densation sauer reagierenden, löslichen Zwi- schenprodukte direkt durch weiteres Erwär men in die unlösliche Form überführt.
Das Verfahren wird vorzugsweise in der Art ausgeführt, dass man nach erfolgter Kon= densation den Säuregehalt der flüssigen Mas sen, z. B. durch Titration, genau feststellt und einen basisch wirkenden Stoff in erfor- derliehen Mengen zufügt. Hierzu sind die verschiedenartigsten Verbindungen, sowohl starke, wie auch schwache Basen, oder ba sisch ,wirkende Salze, geeignet, wobei aber die -#Virl#.ung' nicht in allen Fällen völlig gleichartig ist.
Wenn gemäss dem Ver f ah- ren des Patentes Nr. 101339 nach Beendi gung des Kondensationsprozesses der noch vorhandene freie Formaldehyd durch formal rlehydbindende Mittel unschädlich gemacht wird, so können diese Zusätze., wenn sie wie zum Beispiel Harnstoff - basische Na tur besitzen, in solchen Mengen gewählt -erden, dass hierdurch auch die Verminde rung oder Aufhebung der sauren Reaktion im Sinne des vorliegenden Verfahrens ge- w ährleistet ist.
Dank diesem Verfahren ist man in der Lage, :dem Endprodukt der Reaktion die ge wünschten Eigenschaften zu verleihen; doch stellen sieh während der Überführung der Kondensationsprodukte 'in den unlöslichen Endzustand unter Umständen Trübungen ein. Dies hat für viele Anwendungszwecke gar keine Bedeutung. Will man aber bei der Herstellung der in der geschilderten Weise erhältlichen, im höchsten Grad unlöslichen elastischen und gegen Temperaturunter schiede unempfindlichen Masse für Drechsler waren mit Sicherheit zu einem glasklaren Endprodukt gelangen, so gelingt auch dies im Sinne der Erfindung durch eine sehr ein fache Massnahme.
Es hat sich nämlich über raschenderweise herausgestellt, da.ss diese Trübungen durch den Zusatz von salzartigen Elektrolysen beeinflusst bezw. restlos zum Verschwinden gebracht werden können. Da bei ist die '?i7irksamkeit dieser Zusätze an nähernd nach ihrer Aufeinanderfolge in den für andere Erscheinungen geltenden Hof nieisterschen Ionenreihen abgestuft.
Die Entstehung von Trübungen lässt sich auch dadurch verhindern, dass man bei der Neutralisation die freien Wasserstoffionen nicht zur Gänze beseitigt. Diese Methode ist jedoch die schwierigere, weil es darauf an kommt, die Mitte zu halten zwischen jener Konzentration der freien Wasserstoffionen. welche bei der Härtung einen unerwünschten Einfluss auf die Beschaffenheit der Endpro dukte ausübt, und dem vollkommen neutra len Zustand der Masse, der Anlass zur Trii- bung des erhärtenden Produktes geben kann.
Es kommt also auf eine genaue Dosierung der Konzentration zwischen ziemlich engen Grenzen an, so dass der Zusatz von salzarti gen Elektrolyten neben der völligen oder fast völligen Aufhebung der sauren Re.alz- tion der bequemere und sicherere M, 7e- ist.
Beispiel r: ?1O Gewi.clitsteile Harnstoff und 610 Ge wichtsteile Formaldehyd (10 Vol. \%@ig) wer den mit 21 Gewichtsteilen Hexamethylen- tetramin erhitzt, wobei sich ein klares wässe riges Kondensationsprodukt ergibt, von dem i -inz, -enommen werden niag,
dass es einen Ge- halt von 21 Teilen Formaldehyd auf das Ge samtgewicht der Kondensationsmasse berech net, besitze.. Diese Masse -wird mit 5 gr Na- triumacetit versetzt. um eine vorzeitige Gela- tinierung zu verhindern, und im Vakuum ein gedampft.
Nach dein VE rtreiben der Haupt menge des Wassers wird die Masse titriert und die Menge der zuzusetzenden Base nach Massgabe der Konzentration der freien Was serstoffionen berechnet. Würden im vorlie genden Fall 30 Gewichtsteile Harnstoff zu gesetzt, so hätten hiervon 21 Teile zur Bin dung des freien Formaldehyds zu dienen, während der Rest als basisch es Mittel zur Wirksamkeit käme.
N ach dem Abdestillie- ren des Wassers bis zur Gussfähigkeit wird die Masse in Formen gefüllt und bei einer Temperatur von 60 bis 100 C gehärtet. Diese Masse trübt. sieh nach kurzer Härtung und liefert gute, aber etwas getrübte Stücke.
Um eine krisallklare Masse zu erhalten, setzt man vor oder während des Eindampfens im Vakuum 21 Teile Natriumchlorid zu (ent- sl:i-cehend dir -Normalität. <B>0,5.</B> d, h. das Reak- tionsgc-iniscli ist in bc@zug auf Natriunichlorid '@@ normal). In rliesein Fall tritt leinerlei Trübung auf, sondern die Masse bleibt bis zum Endzustand vollständig glasklar.
<I>Beispiel 2:</I> Zu dem nach Beispiel 1, Absatz 1, herge stellten Zwischenprodukt werden nur 24 Ge wichtsteile Harnstoff und ausserdem noch 2,4 Gewichtsteile Melamin zugesetzt, worauf der Rest des Wassers vorsichtig weltdestil liert wird. Die so erhaltene Masse ist wasser klar, trübt sich aber beim' Härten bereits nach einem Tage. Hingegen ist die Empfind lichkeit einer derartigen Masse gegen Tem peraturerscheinungen ganz auffallend gering; sie hält auch sprunghafte Temperaturunter schiede von 50 C ohne weiteres aus und lie fert, bei einer Temperatur von über 80 C fertig gehärtet, fehlerfreie, wenn auch schwach getrübte Massen.
Setzt man aber während des Abdestillie- rens 3 % Calciumehlorid kristallisiert zu, so ergibt sich nach dem Härten eine glasklare Masse.
<I>Beispiel 3:</I> Ein ohne Verwendung von Kontaktmit teln durch Kochen von 1 Gewichtsteil Harn stoff mit 5 Gewichtsteilen 40 %.i-am Formal dehyd erhaltenes Kondensationsprodukt wird im Vakuum eingedampft. Nach dem Ab destillieren der Hauptmenge des Wassers werden 9 % vom Anfangsgewicht an Harn stoff und zwei Teile Pyridin zugesetzt. Die Masse trübt sich beim Härten .alsbald, liefert aber im übrigen ein homogenes, unlösliches Endprodukt. Durch den Zusatz von 3 % Na- triumchl.orid, auf die zur Destillation ge brachte Masse berechnet, wird auch dieses Produkt völlig aufgehellt und liefert eine kristallklare Masse.
<I>Beispiel 4:</I> Fügt man in .gleicher Weise, wie im Bei spiel 2 beschrieben, 24 Gewichtsteile , Na triumsalizylat oder 24 Gewichtsteile Jod- kalium hinzu, so erhält man mit diesen Men gen, die nur einer Normalität von 0,2 ent sprechen, gleichfalls Stücke von blendender Klarheit. Bei dieser Normalität würde Na triumchlorid noch nicht gänzlich aufhellen. Beispiel <I>5:</I> An Stelle der nach Beispiel 1 zur Ver wendung gelangenden 240 Gewichtsteilen Harnstoff können auch 4:08 Gewichtsteile Acetylharnstoff in genau der gleichen Weise mit 640 Gewichtsteilen Formaldehyd honden- siert und weiterbehandelt werden.