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Schaumförmige Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate als Bodenverbesserungsmittel
Die Erfindung betrifft die Verwendung schaumförmiger Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate
fUr den Pflanzenanbau.
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Es ist bekannte daß man feinteilige schaumformige Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate
in Kulturboden einarbeiten kann, um eine Auflockerung des Bodens zu erzielen. Diese
Harnstoffharze haben darüber die Eigenschaft, aufgrund ihrer offenzelligen Struktur
bei Regen oder künstlicher Bewässerung Wasser aufzunehmen und dieses in trockenen
Perioden an die umgebenden Pflanzen abzugeben. Auch hat man bereits vorgeschlagen,
feinteilige Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate im Gemisch mit Torf, Düngemitteln und
anderen Zusatzstoffen als gärtnerische Erde für den Pflanzenanbau, z.B. in GlashSusern,
zu verwenden. Weiterhin ist es bekannte daß man schaumfumige Harnstoff Formaldehyd-Kondensate
auch ohne Zusatzstoffe in Form dickerer Schichten als Trägerschicht verwenden kann.
So ist es z. B. möglich, in Schaumstoffschichten, die auf Erdreich aufgebracht worden
sind, das si. ch nicht fUr den Pflanzenanbau eignet,
Grassamen oder
Samen fUr schnell gedeihende Pflanzen einzuarbeiten. Unter günstigen Wetterbedingungen
keimen die Samen in der Schaumstoffschicht9 so daB schlieBlich Pflanzen entstehen,
deren Wurzelwerk im Schaumstoff eingedrungen und verankert ist.
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Es hat sich als nachteilig erwiesens daß die schaumformigen Harnstoffharze
in vollkommen trockenem Zustand nur langsam Wasser aufnehmen, so daß bei Bewässerung
nach langen Trockenzeiten nur eine unvollständige Wasseraufnahme durch die sohaumformigen
Harze gegeben ist. Um das Pflanzenwachstum zu beeinflussen, setzt man den schaumfdrmigen
Harzen mitunter Spurenelemente in Form von Salzen zu, die jedoch nach längerer Bewässerung
aus den Harzen ausgewaschen werden können.
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Es wurde nun gefundeng daß man schaumförmige Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate,
die basische oder saure Gruppen enthalten, mit besonderem Vorteil für den Pflanzenanbau
verwenden kanno Die schaumformigen Harze enthalten entweder basische und/oder saure
Gruppen, wobei insbesondere solche Harze sich bewährten, die als basische Gruppen
primer Aminogruppen oder als saure Gruppen Carboxyl-und SulfonsRuregruppen in chemischer
Bindung enthalten.
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Schaumförmige Harze mit basischen oder sauren Gruppen können z. B.
durch Einkondensieren solcher Gruppen enthaltender niedermolekularer Verbindungen
in die Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate erhalten werden. So ist es z. B. mögliche
Aminooarbonsäuren oder AminosulfonsEureng z.. Bv in der Form ihrer Ammoniumsalze,
in die Harnstoff
-Formaldehyd-Kondensate einzukondensieren. In manchen
Fällen ist es vorteilhaft, die basischen oder sauren Gruppen nach der Herstellung
des schaumfSrmigen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensats in das StoffgefUge einzubauen.
Zur Einführung basischer Gruppen in das schaumformige Harz ist es beispielsweise
möglich, das Harz mit Ammoniak, primären Mono-oder Diamine, z. B. Athylendiamin
oder deren Salzen zu behandeln, wobei die Aminogruppen mit den noch vorhandenen
Methylolgruppen des gehSrteten Harzes in Reaktion treten, so daB eine chemische
Bindung zwischen Harz und der den basischen Stickstoff enthaltenden Komponenten
eintritt.
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Carboxylgruppen enthaltende schaumformige Harze können durch Einwirken
von Aminocarbonsäuren oder Lactamen bzw. deren Verseifungsprodukte auf die freie
Methylolgruppe enthaltenden Harze erhalten werden. Besonders vorteilhaft verwendet
man Glykokoll, Aminobernsteinsaure, Anthranilsäure oder das Verseifungsprodukt von
Caprolactam.
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Sulfonsäuregruppen können z. B. durch Umsetzen der methylolgruppenhaltigen
Harze mit wäßrigen Lösungen von Sulfite, Bisulfiten oder schwefelhaltiger Silure,
erhalten werden.
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Mitunter ist es vorteilhaft, die Carboxyl-, Sulfonsäure-oder Aminogruppen
enthaltenden niedermolekularen Verbindungen wShrend der Herstellung des Harzes,
also während der Weiterkondensation der Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensate beim
Verschäumen diesen Verbindungen zuzusetzen. Besonders vorteilhaft kbnnen Aminocarbonsäuren
und
Lactame in die Harze einkondensiert werden.
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Das nachträgliche Einbringen der die aktiven Gruppen enthaltenden
Verbindungen in die noch nicht vollständig ausgehärteten Harze erreicht man am zweckmäßigsten
durch Tränken der noch wasserfeuchten schaumförmigen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate
mit wäßrigen Lbsungen, wobei zur Erhöhung der Aufnahmegeschwindigkeit den Lösungen
dieser Stoffe zweckmäBig ein Netzmittel beigegeben wird.
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Die Harnstoff Formaldehyd-Kondensate können nach den üblichen Verfahren
hergestellt sein. Am vorteilhaftesten für die Schaumherstellung ist eine Arbeitsweise,
bei der man eine wäBrige Lösung einer oberflächenaktiven Substanz durch Einblasen
von Luft aufschgumt, diesen Schaum mit der wäßrigen Lbsung eines Harnstoff-Formaldehyd-Kondensats
mischt und die Mischung aushärten läßt. Die ausgehärteten Harze können dann in die
fUr die weitere Anwendung oder Weiterverarbeitung erforderliche Form gebracht werden.
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Die schaumförmigen Harnstoffharze gemäß der Erfindung eignen sich
vorteilhaft fUr den Pflanzenanbau. Es soll darunter die Verwendung als Bodenverbesserungsmittel
und als Tragerschicht fUr den erdelosen Pflanzenanbau verstanden werden. So ist
es z. B. möglich, die Harnstoffharze in Form von Platten als Trägersubstanz fUr
den erdelosen Pflanzenanbau mittels wäBriger Lösungen von Pflanzennährstoffen zu
verwenden. In feinteiliger Form können die erfindungsgemäßen feinteiligen schaumförmigen
Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate zur Bodenauflockerung oder als Mischkomponente
fUr gärtnerische
Erden verwendet werden. Die feinteiligen schaumformigen
Aminoplastharze haben vorzugsweise einen Teilchendurchmesser zwischen 2 bis 30,
insbesondere 5 bis 10 mm.
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Die erfindungsgemäß zu verwendenden basische oder saure Gruppen enthaltenden
schaumformigen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate haben den besonderen Orteil, daß
sie auch nach längerer Austrocknungszeit bei Einwirken von Wasser schnell benetzen
und somit leicht Wasser aufnehmen. Die sauren Gruppen kdnnen z. B. Spurenelemente
binden, so daß diese auch bei längerer Wassereinwirkung nicht aus den Harzen ausgewaschen
werden. Es ist weiterhin von Vorteil, daß man durch Wahl der basischen bzw. sauren
Gruppen, soweit deren Konzentration in den schaumformigen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten
Produkte erhält, die den Wachstumsbedingungen der Pflanzen jeweils angepaßt werden
können. So hat es sich gezeigt, daß schaumfUrmige Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate,
die Carboxylgruppen enthalten, sich insbesondere als Bodenauflockerungsmittel bzw.
als Pflanzenunterlagen fUr eine Flora, die acides Erdreich liebt, eignen. Durch
Absättigung der sauren Gruppen, insbesondere durch ausgewählte Mischungen von Spurenelemente
können besonddre Wachstumseffekte erzielt bzw. Mangelerscheinungen behoben werden.
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Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile, die Prozente
Gewichtsprozente.
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Beispiel 1 60 Teile Harnstoff werden in 154 Teilen wäßrige 35%ige
Formaldehyd-
18sung bei pH 8,0 gelöst, die Losung bei Siedetemperatur
mit Ameisensäure auf ein pH von 4, 5 eingestellt und so lange bei Siedehitze gehalten,
bis 1 Teil der Harzldsung bei 20°C beim Verdünnen mit 3 Teilen Wasser gerade beginnende
Harzabscheidung zeigt.
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Die Losung wird mit Natronlauge auf ein pH von 9, 0 gebracht und abgekUhlt.
Bei ca. 60°C werden 5 Teile Glykokoll eingetragen und nach dem Auflösen auf Zimmertemperatur
heruntergekühlt. Das pH der Lösung fällt hierbei auf ca. 4,5 ab. Nach VerdUnnen
mit 50 Teilen Wasser ist die Ldsung gebrauchsfertig.
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In einem rasch laufenden Rührwerk werden nach der üblichen Arbeitsweise
60 Teile einer Lösung aus 0, 7 Teilen ß-Naphthalinsulfonsäure, 0, 7 Teilen Phosphorsäure
und 0, 5 Teilen Oxalsäure zu Schaum geschlagen und die Harzlösung, deren Herstellung
oben beschrieben ist, langsam in den Schaum gebracht. Der aus dem Rührwerk ausgetragene
Schaum wird an der Luft getrocknet. Man erhält ein Material von ca. 15 kg/m3.
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Das noch ca. 20 bis 30 % Wasser enthaltende Schaummaterial wird in
ca. 5 mm große Flocken zerkleinert und diese Flocken mit NH3-LUsung gleichmäßig
besprUht und über Nacht abgedeckt stehen gelassen. Nach dieser Zeit kann das Material
an der Luft trocknen.
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Die Flocken eignen sich insbesondere als Bodenauflockerungsmittel.
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Beispiel 2 Eine HarzlUsung wird wie im Beispiel 1, jedoch ohne Zusatz
von Glykokoll, hergestellt und anschließend verschäumt. Die ei. ialtene
Schaummasse
von 15 kg/mv wird im feuchten Zustand nach 2 Tagen zu Flocken verarbeitet.
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1000 Teile der erhaltenen Flocken werden mit 35 Teilen Natriumbisulfit
in 1000 Teilen Wasser besprüht. Nach 24-stUndigem Lagern im feuchten Zustand wird
verdünnte Ammoniaklösung aufgesprüht und die Masse nach 24 Stunden an der Luft auf
einen Trockengehalt von ca. 30 Gewichtsprozent Wasser getrocknet.
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Das Produkt eignet sich als Bodenauflockerungsmittel.