DE1127522B - Verfahren zur Herstellung stabiler waessriger Phenolharzschaumleime - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

KL. ίί. 1 ύ
INTERNAT. KL. C 09 j

B60995IVc/22i

ANMELDETAG: 26. JANUAR 1961

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 12. A P R I L 1962

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Schaumleimen zum Verleimen von Werkstoffen, wie Sperrholz, Spanplatten oder anderen Holzwerkstoifen, mit Phenolharzschäumen. Gegenüber den bekannten Klebstoffen bieten die erfindungsgemäß hergestellten Phenolharzschäume Vorteile.

In der Verleimungstechnik geht das Bestreben dahin, mit möglichst geringen Leimmengen je Qudratmeter Leimfläche auszukommen. Man hat daher durch Zugeben von Streckmittel·! den Preis der Leimflotte erniedrigt. Streckmittel verschlechtern aber die Qualität des Leims. Senken konnte man die Gestehungskosten auch durch Verschäumen des Leims, da man beim Verleimen unter Verwendung von Schäumen mit geringeren Mengen auskommt (deutsches Patent 713 700).

Bisher sind jedoch nur Harnstoffharzschäume in größerer Menge angewandt worden. Es wurden wohl Phenolharzschäume des Novolaktyps mehrfach vorgeschlagen; sie fanden aber wegen der hohen Anforderungen hinsichtlich der Wetterfestigkeit keine größere Verwendung; die Massen hielten den Prüfbedingungen nach DIN 68 705 oder BS 1455 nicht stand. Man arbeitet in der Holzindustrie bei der Herstellung von wetterfesten Holzwerkstoffen heute nur noch mit Phenolharzen des Resoltyps.

Zwar ist auch bekannt, nut Phenolharzen des Resoltyps durch Einblasen von Luft Schäume herzustellen. Diese Arbeitsweise ist jedoch zu umständlich, da zusätzliche Einrichtungen, wie Kompressoren oder besondere Mischer, benötigt werden. Außerdem sind diese Schäume nicht besonders stabil, so daß sie sich nicht eingeführt haben. Man verwendet deshalb heute meist wäßrige Lösungen des Resoltyps, die jedoch größere Auftragsmengen erfordern.

Je nach den' Betriebsverhältnissen benutzt man zwei Leimverfahren:

1. Die mit Harz bestrichenen Furniere werden entweder in Trocknern oder durch längeres Liegenlassen vorgetrocknet und dann erst verpreßt.

2. Die Furniere werden sofort nach dem Auftragen des Harzes verpreßt.

Für jedes Verfahren braucht man ein speziell darauf abgestimmtes Bindemittel.

Es wurde nun gefunden, daß man Phenolharze aus Phenolen und Formaldehyd ohne · zusätzliche Einrichtungen mittels der üblichen Mischrührwerke leicht verschäumen kann, wenn man ihnen Umsetzungsprodukte von Fettalkoholen mit Alkylen-

Verfahren zur Herstellung
stabiler wäßriger Phenolharzschaumleime

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik

Aktiengesellschaft,

Ludwigshafen/Rhein

Dr. Otto Hermann Huchler und Helmut Henkel,

Ludwigshafen/Rhein,
sind als Erfinder genannt worden

oxyd, vorzugsweise in Mengen von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, zusetzt.
Die in Betracht kommenden Phenolharze können aus Phenol (= Hydroxybenzol), Kresolen, Xylenolen und ähnlichen Phenolen und Formaldehyd in Gegenwart alkalischer Kondensationsmittel, wie Ammoniumsalzen, Erdalkalien, vorzugsweise Natronlauge, und Wasser hergestellt werden. Das Molverhältnis von Phenol zu Formaldehyd soll zwischen 1 : 1,1 und 2,8, vorzugsweise 1 : 1,4 und 1,8, liegen. Das Kondensationsmittel soll in Mengen von 2 bis 9 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 8 Gewichtsprozent, bezogen auf die Reaktionsmischung aus Phenol, Formaldehyd und Wasser, angewandt werden. Ein Phenolharz wird z. B. folgendermaßen hergestellt:

Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile.

Zu 470 Teilen Phenol gibt man. 1045 Teile einer 33%igen wäßrigen Formaldehydlösung, 324 Teile Wasser und 150 Teile 50%ige wäßrige Natriumhydroxydlösung, kondensiert bei 60° C so lange, bis die Hauptreaktion beendet ist. Dann gibt man weitere 150 Teile einer 50%igen Natriumhydroxydlösung zu. Die Reaktionsmischung, die in bezug auf festes Natriumhydroxyd 7,5%ig ist, bringt man zum Sieden und hält sie so lange am Sieden, bis die Viskosität 1000 cP erreicht hat. Dann kühlt man auf Raumtemperatur ab.

Die Polyäther der Fettalkohole können z. B. nach dem Verfahren des deutschen Patents 605 973 herge-

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stellt werden, indem man Fettalkohole mit Äthylenoxyd umsetzt. Pro Mol Fettalkohol werden im allgemeinen 3 bis 26 Mol Äthylenoxyd umgesetzt. Zur Verwendung gelangen vorzugsweise Fettalkohole mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen oder deren Gemische. Zum Beispiel sind folgende Fettalkohole geeignet: Undecyl-, Dodecyl-, Pentadecyl-, Octodecyl-, Oleyl-, Montan- und Naphthenalkohole sowie deren Substitutionsprodukte. Auch in der Natur vorkommende Fettalkoholgemische, wie Spermölalkohol, ferner auch Kokosfettalkohole, sind geeignet.

Unter Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten, verschäumten Phenolharze ist es möglich, je nach Wunsch das eine oder das andere der obengenannten Leimverfahren zu benutzen.

Beispiel 1

500 Teile eines nach der vorstehenden Vorschrift in Gegenwart von 6 Gewichtsprozent Natriumhydroxyd hergestellten Harzes aus Phenol und Formaldehyd im Molverhältnis 1 : 1,8 wurden mit 2,5 Teilen eines Polyäthers aus 1 Mol Kokosfettalkohol mit 9 bis 10 Mol Äthylenoxyd versetzt und 30 Minuten unter Rühren verschäumt. Der Verschäumungsgrad betrug 120% Volumenzunahme des Phenolharzes, bezogen auf das Volumen des Phenolharzes vor dem Verschäumen. Darauf gab man 75 Teile Kokosnußschalenmehl und 75 Teile Wasser hinzu und rührte nochmals 10 Minuten. Der Verschäumungsgrad betrug danach 100%. Mit dieser Leimflotte wurden 3 X 1,5 mm starke Buchenfurniere beleimt. Der Auftrag betrug 100 g/m², die Preßtemperatur 120° C, der Preßdruck 20 kg/cm². Nach einer Liegezeit von 30 Minuten wurde verpreßt. Der Holzriß betrug 1/1 und die Reißwerte 35 kg/cm². Die Prüfkörper wurden weiter einer Wechsellagerung unterworfen und ergaben Holzrisse von 1/2 und Reißwerte von 28 kg/cm². Die Prüfung wurde gemäß den Normvorschriften DIN 68 705 oder BS 1455 (1956) durchgeführt.

Beispiel 2

500 Teile eines nach der vorstehenden Vorschrift in Gegenwart von 7,5 Gewichtsprozent Natriumhydroxyd hergestellten Harzes aus Phenol und Formaldehyd im Molverhältnis 1 : 1,6 wurden mit 2,5 Teilen eines Polyäthers aus 1 Mol Spermölalkohol und 24 bis 25 Mol Äthylenoxyd versetzt und 30 Minuten unter Rühren verschäumt. Der Verschäumungsgrad betrug 110%. Sodann wurden 75 Teile Kokosnußschalenmehl und 75 Teile Wasser zugesetzt, und es wurde weitergerührt. Der Endverschäumungsgrad betrug .100%. Nach Verleimen wie im Beispiel 1 wurden Holzrisse von 1/2 und Reißwerte von 32 kg/cm² festgestellt. Die Wechsellagerung nach DIN 68 705 oder BS 1455 (1956) ergab Holzrisse von 2/2 und Reißwerte von 26 kg/cm². Die mit Harzauftrag versehenen Furniere bleiben 24 Stunden liegen und wurden dann verpreßt. Die danach G₀ gemessenen Holzrisse und Reißwerte waren ähnlich.

Beispiel 3

500 Teile eines nach der weiter oben gegebenen Vorschrift in Gegenwart von 7 Gewichtsprozent Natriumhydroxyd hergestellten Harzes aus Phenol und Formaldehyd im Molverhältnis 1 : 1,4 wurden

z. B. mit 2,5 Teilen eines Polyäthers aus 1 Mol Kokosfettalkohol und 26 Mol Äthylenoxyd versetzt und wie im Beispiel 1 verschäumt. Der Aufschäumungsgrad betrug 80%. Es wurden wieder 75 Teile Kokosnußschalenmehl und 75 Teile Wasser zugesetzt. Der Endverschäumungsgrad betrug 70%. Der Leimauftrag betrug wiederum 100 g/m². Nach Verleimen wie im Beispiel 1 wurden Holzrisse von 2/2 gefunden und Reißwerte von 33 kg/cm². Die Wechsellagerung nach DIN 68 705 oder BS 1455 (1956) ergab Holzrisse von 2/3 und Reißwerte von 25 kg/cm². Nachdem die mit Harzauftrag versehenen Furniere 3 Wochen gelagert hatten und dann verpreßt worden waren, wurden Holzrisse von 1/2 und Reißwerte von 32 kg/cm², nach der Wechsellagerung Holzrisse von 2/2 und Reißwerte mit 25 kg/cm² gefunden,

Beispiel 4

500 Teile eines aus Phenol und Formaldehyd nach der weiter obengenannten Vorschrift in Gegenwart von 8 Gewichtsprozent Kaliumhydroxyd hergestellten Harzes im Molverhältnis 1 : 1,97 wurden mit 2,5 Teilen Polyäther aus 1 Mol Spermölalkohol und 24 bis 25 Mol Äthylenoxyd versetzt und wie in den Beispielen 1 und 2 verschäumt, mit 15 Teilen Kokosnußschalenmehl und 15 Teilen Wasser versetzt und wie dort weitere 10 Minuten gerührt. Der Verschäumungsgrad betrug 95%. Der Auftrag auf 3x1 mm starke Buchenfurniere beträgt 100 g/cm², die Preßzeit 8 Minuten, die Temperatur 120° C und der Druck 20 kg/cm². Nach 10 Minuten Liegezeit wurde verpreßt und die Sperrplatte nach DIN 68 705 oder BS 1455 (1956) geprüft. Folgende Werte wurden gefunden:

Holzriß: trocken 1/2, nach Wechsellagerung 2; Reißwerte: trocken 35 kg/cm², nach Wechsellagerung 30 kg/cm².

Beispiel 5

500 Teile eines aus Phenol und Formaldehyd im Molverhältnis 1 : 2,5 in Gegenwart von 8,4% Natriumhydroxyd hergestellten Harzes mit der Viskosität 150OcP wurden mit 1 Teil Polyäther aus Octodecylalkohol und 6 Mol Äthylenoxyd versetzt. Die Leimflotte daraus wurde wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch ohne Zusatz von Kokosnußschalenmehl. Der Auftrag betrug wieder 100 g/m², die'Preßtemperatur 120° C, die Preßzeit 8 Minuten und der Preßdruck 20 kg/cm². Die Prüfung der Sperrplatte ergab:

Holzriß: trocken 1, nach Wechsellagerung 2; Reißwerte: trocken 36 kg/cm², nach Wechsellagerung 32 kg/cm².

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung stabiler wäßriger Phenolharzschaumleime, dadurch gekennzeichnet, daß man wäßrige Lösungen von Harzen aus Phenolen und Formaldehyd in Gegenwart von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf die Phenolharze, an Umsetzungsprodukten von Fettalkoholen mit Äthylenoxyd verschäumt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man solche Phenolharze verwendet, die aus Phenolen und Formaldehyd im Molverhältnis 1 : 1,1 bis 2,8 hergestellt sind.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch Fettalkoholen mit Äthylenoxyd aus Fettalkoholen gekennzeichnet, daß man solche Phenolharze ver- mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen hergestellt sind, wendet, die aus Phenolen und Formaldehyd im 5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch ge-Molverhältnis 1 : 1,4 bis 1,8 hergestellt sind. kennzeichnet, daß Umsetzungsprodukte von Fett-

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch 5 alkoholen mit Äthylenoxyd im Molverhältnis gekennzeichnet, daß die Umsetzungsprodukte von 1 : 3 bis 26 verwendet werden.

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