DE1569983A1 - Verfahren zur Herstellung eines Sperrholzklebstoffs - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines SperrholzklebstoffsInfo
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Description
Dr, Walter Beil 1569983 Alired Hoeppener
Dr. Hans Joachim Wolff f 7, \\ 0Vl 1966
Dr. Hans Chr, Beil
Rechtsanwälte
Frankfurt a. M.-Höchst
Unsere Kr. 13 337
Esso Research and Engineering Company Elizabeth-B., N.J. (VoSt.A.)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sperrholzklebstoffs mit bestimmter Viskosität und einem verbesserten
Viskositätsindex.
Die Erfindung kann kurz als Verfahren zur Herstellung eines Sperrholzklebstoffs mit gesteuerter Viskosität und einem
gesteuerten Visko3itätsiridex bezeichnet werden, das dadurch {^kennzeichnet ist, daß man kolloidale amorphe Kieselerde
mit einem Korngrößenbereich von etwa 0,01 bis etwa 0,025 Mikron, einem Xylol-iTormaldehyd-Kondensationsprodukt mit
Phenol zumischt.
BAD ORIGINAL 909819/ 1116
Die Menge des verwendeten kolloidalen amorphen SiOp si*4' liegt im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 5 Gew.^ des Kondensationsproduktes.
Der bevorzugte Bereich liegt bei . etwa 1 bis etwa 3 Gew.'-%. Die Menge der Kolloidalen
amorphen Kieselerde muß sorgfältig gesteuert werden und darf die angegebene Menge nicht übersteigen. Es können
zwar 5 Gew.fa 'Kieselerde vorliegen, jedoch ist es vorzuziehen
3 Gew.fo nicht zu übersteigen, da bei größeren
Mengen die Gefahr der (Jelierung besteht. Wenn Gelierung stattfindet kann sie entweder durch Erhitzen wie später
noch beschrieben wird oder durch Zugabe eines Trockenmittels herabgesetzt oder gesteuert v/erden.
Der erfindungsgemäß herstellbare Sperrholzklebstoff kann
zweckmäßigerweise ein feinverteiltes festes Trockenmittel
enthalten, dia ein '.letall^a'?.--wiü. l-vtnn, Jeispials sines
feinverteilten festen Trockenmittels sind Kalziumchlorid,
Magnesiumsulfat oder Kalziumsulfat. Das Trockenmittel■
wird zweckmäßiijerweise in einer Menge von etwa 0,25 bis
etwa 2,0 Gew.;^ des Kondenaationsproduktes verwendet. Eine
bevorzugte Menge sind etwa 0,75 bis etwa 1,75 Gew.^.
Wenn bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung ein Trockenmittel verv/endet wird, dann wird es dem Kondensationsprodukt
vor der Zugabe der Kieselerde zugefügt.
Nach der vorliegenden Erfindung kann das Kondensationsprodukt etwa 3 bis 5 Stunden auf eine Temperatur von etwa
121 bis etwa 149°C bei Drücken von et-cia b mm bis 760 mm/Hg
erhitzt werden bevor die Zugabe der kolloidalen amorphen Kieselerde stattfindet. Eine geeignete Temperatur -> ist
1210C bei 55 mm/Hg und 3-stündiger Erhitzung oder K9°0
bei atmosphärischem Druck und etwa 0,5 bis etwa 2-stündiger Erhitzung.
909819Z1116
Das Xylol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt enthält
13 Gew.$ Sauerstoff, vorzugsweise 13 bis 17 Gew.^0 Bei
einem Sauerstoffgehalt der unter 13 Gew.$ in dem Grundharz
liegt, sind die Klebeigenschaften, wenn der Klebstoff auf das Sperrholz gesprüht wird, nicht zufriedenstellend.
Das Xylol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt kann durch
säurekatalysierte Umsetzung von Xylol und Formaldehyd erhalten werdene Das Xylol kann ein o-, m- oder p-Xylol sein,
vorzugsweise ein Gemisch derselben mit Äthylbenzol, da dies ein leicht zu erhaltender Strom aus einem Refining-?
Verfahren ist. Da<2 m-Xylol ist das reaktionsfähigste
gefolgt durch o-Xylol» Formaldehyd kann als solches verwendet
werden oder aber als Formalin, Paraformaldehyd oder Trioxan. Paraformaldehyd ist vorzuziehen« Der Säurekatalysator
ist vorzugsweise eine 20 bis 80 Gew.^ige wässrige Schwefelsäure, jedoch können auch andere Säurekatalysatoren
wie Ameisensäure, Trifluoressigsäure oder aromatische
Sulfonsäure verwendet werden«
Die relativen Mengenanteile von Xylol, Formaldehyd und Saure werden so gewählt, daß :nari eine Ausbeute an Säure/Öl
in einem Gewichtsverhältnis von 0,02 bis 10 und ein Xylol/ Formaldehyd Molverhältnis von 1 bis 100 erhält.
Das Xylol und das Formaldehyd werden kontin .ierlich in
einer mit einem Rührwerk ausgestatteten .deaktionszone in
Gegenwart eines.Katalysators unter Bedingungen umgesetzt, zu densn eine Verweilzeit von 3 Win. bis 4 Stunden, eine
Temperatur von 21 bis 1-21 C und ein Druck gehören, der ausreicht,
um v;eni/stens einen Teil eines jeden Reaktionsteilnehmers in flüs iger Phase zu halten, von der Dampfphase
wird Vaster entfernt und abgezogen und äev Rest der
Dampfphase wird in die Reaktionszone im Kreislauf geführt.
909819/1116 BAD Original
Das Reaktionsgemisch wird abgezogen und man lässt es sich
absetzen, wodurch sich eine saure Phase und eine Kohlenwasserstoff phase bildet, wobei die Kohlenwasserstoffphase
abdekantiert und neutralisiert wird (beispielsweise durch. Zugabe von Natriumcarbonat)»
Die neutralisierte Kohlenwasserstoffphase wird in einem
Destillationsturm unter Vakuum (beispielsweise bei einem
Druck von 5 bis 150 mm/Hg absolut) und einer Bodentemperatur
des Turmes von 200 bis 25O0C fraktioniert.
Es wird ein Bodenprodukt gewonnen, dessen Siedepunkt oberhalb von 3160C liegt (auf 760 mm/Hg korrigiert) und das
13 bis 17 Gew.$ (vorzugsweise etwa 16 Gew.$) kombinierten
Sauerstoff enthält. Zwei geeignete Xylol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte
werden in der folgenden Tabelle J gezeigt.
Tabelle I . . . .
produkte '
Molekulargewicht 510 -
Spezifisches Gewicht 15,6/15,60C.
Sauerstoffgehalt, Gew.$ Viskosität, SSI
Farbe, Gardner
Viskosität, SSU bei 99°O
1,097 | 1,079 |
16,1 | 16,9 |
150 | 92 |
1 | 9 |
Wie aus obenstehender Tabelle zu ersehen ist;, können
Viskosität und Farbe etwas verschieden sein, selbst bei nahezu dem gleichen Sauerstoffgehalt und dem gleichen
spezifischen Gewicht. Der Sauerstoffgehalt wird im allgemeinen
durch Erhöhung des Schnittpunktes verbessert, d.h. durch Gewinnung eines Bodenproduktes, dessen Siedepunkt
oberhalb von 352 C (korrigiert) anstelle von 3160C (korrigiert) liegt, wobei der Sauerstoffgehalt erhöht
v/erden kann»
909819/1 1 1g.
Das Xylol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt wird mit
Phenol umgesetzt, indem man das Kondensationsprodukt und
Phenol auf Temperaturen zwischen 4,5 und. 138 C solange
erhitzt bis sich ein Harz mit der gewünschten Viskosität bildet. Die in dieser Stufe verwendeten Temperatur- und
Zeitbedingungen sind von der Menge des verwendeten Katalysators
und vom Ausmaß der Vorpolymerisierung, die erwünscht
ist, (die Endviskosität ist ein Maß dafür) abhängig· Während dieser Reaktionsstufe steigt das Molekulargewicht,
was durch Anwachsen der Viskosität angezeigt wird. Die Umsetzung- kann zur gewünschten Zeit durch Zugabe einer
stöchiometrischen Menge an Ka-Iiumhydroxyd oder einer anderen,
in einem geeigneten Lösungsmittel wie Methanol gelösten Base unterbrochen werden.
Als Beispiel dafür wie Zeit und Temperatur verändert werden
können wurde ein Harz unter Verwendung von Ί Gew.$ Xylolsulfonsäure
als Katalysator hergestellt, wobei das Kondensationsprodukt und Phenol 64 Stunden bei 4»5 G umgesetzt
wurden. Am Ende dieser Zeitspanne betrug die Viskosität,
wie mit einem Srookfield-Viskosimeter bei 26,7 G gemessen
wurde, 2000 Centipoise. Ein ähnliches Gemisch wurde hergestellt
und 10 Min. auf 49°C gehalten. Am Ende dieser 10 Liinuten betrug die Viskosität des Harzes, gemessen in dem
Viskosimeter, wieder 2000 Centipoise bei 26,7 C.
In einem anderen Versuch wurde ein Harz 64 Stunden auf
23,9°G gehalten, wonach die Viskosität bei 26,7°C 32.000
Centipoise betrug. In einem weiteren Versuch wurden die
gleichen üea'et ions teilnehmer 30 Minuten auf 52 C gehalten,
wonach die Viskosität wiederum 32.000 Centipoise erreichte. In einem dritten Versuch wurde das gleiche Gemisch aus dem
ORIGtMAL 90 9819/1116
Kondensationsprodukt und Phenol mit 0,05 $>
Xylolsulf onsäure vermischt und während verschiedener Zeitspannen auf 104°C gehalten, an deren Ende die Umsetzung durch Zugabe von
alkoholischen Kaliumhydroxyd abgebrochen wurde, der Alkohol
abgedampft wurde und das Harz auf 26,70C abgekühlt wurde. Die bei 26,7°0 mit einem Brookfield-Viskosimeter
gemessene Viskosität wird in der nachstehenden Tabelle II gezeigt.
5 Minuten 1 300
20 " ■' . 4 300
40 " 21 500
60 " 110 000
Daraus ist ersichtlich, daß Zeit, Temperatur und Katalysatorkonzentration
die Herstellung von Harzen mit einer bestimmten Viskosität beeinf lussen>
und daa die Viskosität des Harzes unter konstanten Konzentrations- und Temperaturbedingungen
durch Erhöhung der Umsetzungszeit erhöht werden kann» Jedoch kann die Steuerung der Reaktionsveränderlicher,
nicht immer bei der Herstellung eines Harzes zufriedenstellende Ergebnisse liefern, das als Klebstoff
mit einer bestimmten Viskosität verwendet werden soll, da diese die Herstellung von Harzen vieler Grade einschließt,
wobei keines die für den bestimmten Verwendungszweck erforderliche Viskosität besitzt. Beim erfindungsgemäßen
Verfahren ist es nicht notwendig lan^e Umsetzungszeiten
anzuwenden oder die ümsetzungsveränderlichen zu steuern,
um ein Harz mit einer hohen Viskosität oder mit einer bestimmten Viskosität zu erhalten. D.h. also, es kann ein
909819/1 1 16
~ 7
& r ·ζ ο d er- Kon d e η s a tion s pro d uk-tr mit- .ph. e-no l· mi t ni e dr ig e r ·
Viskosität= hergestellt--Werden und- die Visteo.sität .de-s ·. -.
Harzes durch Zugabe vofl gesteuerten Mengen.'der kolloidalen
amorphen Kieselerde gesteuert Oder .auf ■ jeden gewünsch-ten.
Grad erhöht werden.' - - - - : ■ ' . . -.-.. .
Das Gewichtsverliältnis von Pilenol/Xylol-Formaldehyd-.. ■ ,
KondensationspiOdukt beträgt von 0,4 bis 0,55 Gew.$. Das
wird durch einen Vergleich-der Löslichkeit in Aceton zwischen einer Anzahl von Harzen erläutert, die durch
Kondensstlon'des •Xyioi'-]?oriiiaddehyd--Kondonsa-tionsprodukt.es
mit unterschiedlichen Msngen an Phenol hergestellt wurden.
Die Löslichkeit des hitzegehärteteh Produktes zeigt die
Hitzehärtbarkeit des Harzes an, die im Falle eines Xylol-Formaldehyd-Phenolharzes
mit einem hohen Sauersto "fgehalt ein Beweis seiner Eignung als Sperrholzklebstoff iste
In den in nachstehender Tabelle gezeigten Versuche wurde das Phenol und das Xylor-Formaldehyd-Konüensa-tion'sprodukt
in einem "Becher mit" 3 Gev.'»^ Xylöleulf onsäure umgesetzt^
(bezogen auf das Gesamtgewicht des Phenols und des Xylol-Formaldehyd-Konäensätionsproduktes).
Das Phenol, das Kondensationnprodukt und die Säure wurden gut in einem
Becher vermischt und aas Gemisch 30 Minuten in"· einem Ofen
bei 1490C gegelJen« Am Ende dieser 'Zeitspar ne v/ar die- Umsetzung abgeschlossen« Der feststoff--"wurde aus ■ dem Ofenentfernt,
än^ekühlt, zerkleinert und in siedendem Aceton gelöst«
Die prozentuale Löslichkeit' des Stoff es· ih: Aceton
zeigi. den G-rad der rlitzehärtunir des Stoffes an, d.h; 1Je ·'·
größer die ^otonlöslichkeit, desto geringer ist die -- ►
909819/1116
Verhältnis von Phenol | ia Löslichkeit in |
zu Polyxyl | siedendem Aceton |
1,00 | 98,7 |
0,735 | 35,2 |
0,6 | 9,42 |
0,5 | 3,27 |
0,4 | 4,09 |
0,368 | 6,59 |
0,30 | 23,8 |
0,25 | 32,17 |
0,125 | 59,83 |
Aus Tabelle III ist ersichtlich, daß die minimalste Acetonlöslichkeit bei einem Verhältnis von Phenol zu
Xyloli-Formaldehyd-Kondensat von etwa 0,5 vorliegt und ein
wesentliches Minimum im Bereich von etwa 0,4 bis etwa 0,55 liegt· Versuche unter Verwendung verschiedener Phenol/
Polyxyl Verhältnisse in Sperrholzklebstoffen haben bestätigt,
daß ein Verhältnis von Phenol/Kondensationsprodukt, das unter 0,4 oder über 0,55 liegt, Klebstoffe liefert,
deren Beschaffenheit nicht zufriedenstellend ist.
Die neutralen Klebstoffe können beliebig lang gelagert werden. Wenn sie verwendet werden sollen werden 3 bis 5
Gew.# (bezogen auf den Klebstoff) eines Säurekatalysators (wie Xylolsulfonsäure) und die kolloidale amorphe Kieselerde
zugesetzt und danach wird der Klebstoff aufgesprüht und hitzegehärtet.
Da die Erfindung nicht auf irgend ein bestimmtes Xylol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt
mit Phenol beschränkt ist, werden typische Eigenschaften solcher Xylol-iOrmaldehyd-Phenolharze
in der folgenden Tabelle gezeigt.
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Viskosität (Centipoise bei 26,70C)
Molekulargewicht (durchschn.)
Sauerstoffgehalt Spez. Gewicht
bevorzugter | |
Bereich | Bereich |
2000-10000 | 3000- |
250-350 | 325 |
13,5-15 | 14 |
1,08-1,10 | — |
Außerdem erläutert Pig. 1 die Veränderung der Viskosität des Harzes mit dem durchschnittlichen Molekulargewicht.
Fig. 2 zeigt die Veränderung des Sauerstoffgehalts des
Xylolphenolharzes in Abhängigkeit von der Viskosität und
zeigt einen bevorzugten Viskeaiiätsbereich zur Durchführung
der vorliegenden Erfindung, ©ie
Vif ie oben bereits festgestellt wurde, betrifft die Erfindung
die Herstellung eines" Sperrholzklebstoffes» indem die
Viskesität durch Zugabe kolloidaler amorpher-Kieselerde
gesteuert wird..Die Bewertung des Sperrholzklebstof "es ist durch die Bestimmungen des Department of" Commerce für '
Sperrholz aus Douglas-Tanne, wie ey unter CS 45 bis 60 ausgeführt
wird, geregelte Die Platten werden geprüft, indem man sie aach zweimaligem Kochen auseinanderreißt und feststellt,
ob Fehlstellen am'HoIz oder aber am leim vorliegen. 100 $
"Fehlstellen am "Holz zeigen an, daß der Leim keinerlei Fehlstellen
"aufweint« Die Bestimmungen"dea Department of"Commerce
erfordern ein "durchschnittliches Minimum von 80 fo Holzfehlstellen
bei Handelsüblichen Platten, jedoch ist'es klar,
daß ein Klebstoff, der weniger als 80 °/o Holzfehlstellen verursacht,
zur Herstellung von sogenanntem "mill-certified
plywood" verwendet werden kanne
9098 1.9/11 16-
Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Sperrholzklebstoffes
der das Kondensationsprodukt von Xylol und Formaldehyd mit Phenol enthält. Bei der Verwendung dieser Kondensationsprodukte als Sperrholzklebstoffe muß die G-eschwindigkeit und
der G-rad der Durchdringung des Klebstoffes in das Holz als Veränderliche gesteuert werden, um eine zufriedenstellende
Bindung zwischen den Holzfurnierblättern zu erzielen. Der Klebstoff muß deshalb genügend fließfähig sein, um dmech
die äußeren 8 bis 10 Schichten an Holzfasern an der Oberfläche durchdringen zu können, die im allgemeinen durch die
Furnierhechelv/alze beschädigt wurden, ώο daß die Bindung
mit den festverbundenen Holzfasern stattfindet. Andererseits
soll die Durchdringung nicht wesentlich größer sein als die hier angegebene, weil-sonst ein Überschuß an Klebstoff
erforderlich ist um eine Schicht in ..er Leimfuge
zv/ischen den Furnierolättern beizubehalten. D.h. also,-daß
eine komplexe Abhängigice it zv/isener. oinkender Viskosität
mit zunehmender -Temperatur, steinender Viskosität in jj'olge
Hitzehärtung und der daraus entstehenden Burchdringungsgeschwindigkeit
des Klebstoff« in das Holz wenn dm-, Holz ;■■.,
durqü .Erhitzen urite^ Pruck ify ein ei1 heißen Γ -
)ixelL% w±pdjr:fc««teini. Die vorJÜLögende -Erf incUü·^ b ^ υ λ-iff ^
uOHn^iD ö'lf? Verwendung kolloidaler amorpher Kieselerde wie
beispielsweise pyrogene kolloidale Kieselerde in Xylol- '-J?ormaldehyd-Kondensationsprodukten
mit Phenol, um den Viskositätsindex des Konderisationsproauktes oäer Harzes zu
verbes:-.ern» Diese kolloidalen amorphen Kieselerden wie
beispielsweise pyrogene kolloidale amorphe Kieselerden haben außergewöhnlich geringe Korngrößen und große äußere spezifische
ja Oberflächen» In der folgenden Tabelle v/erden mechanische
und physikalirjche Eigenschaften von kolloidaler
amorpher Kieselerde gezeigt»
9 0 9819/11 16 :^0
eltialt (bezogen auf die
Troekerüia-ae) 97 bis 99,7 /»
freie Peachtigkeit (105°C) - 0,2 " 2,0 #
Brennverlust-(10000C) 0,2 " 1,0 fo (außer
Feuchtigkeit 3,0$ max.)
Galciumöxyd, Magnesiumoxyd 0,00 fo
Pe3O3 + AI2O3 0»01 fo
KorngrööenDereich 0,005 bis 0,25/U
spez. Oberfläche (Stickstoff- 2' '
absorption) 175 bis 300 m /g
Spez. Gewicht 2,1 bis 2,2
Farbe >\<ei-ß ]
Brechungsindex 1,55 ί
pH (4 f> v/äs sr. Dispersion) 3,5 bis 4,2 |
Schlämiiraert (Bulking value) 0,47 l/kg j
Schüttgewicht 0,039 bis 0,111 kg/l >
Die vorstehende Tabelle zeigt die chemischen und physikalischen
Sigenschaften einer kolloidalen amorphen Kieselerde,
jedoch können auch andere kolloidale amorphe Kieselerden verwendet werden, beispielsweise solche, die einen
Kieeelerdegehal"C von 90 - 92 ;5, einen pH-Wert von 4,1 in
4 ^iger wässriger Lösung, eine spez. Oberfläche von
398 m /g, ein Schiltt^ewicht von C,046 kg/1 und einem Korngrößenbereich
von 0,01 bis 0,02 Llikron aufweivsen. Auch
andere feinverteilte amorphe Kieselerden können zweckmäßigerweise
verwendet werden.
Bei 1er Durchführung der vorliegenden Erfindung scheint es,
daß aie spesifioche Oberfläche, die durch die Korngröße
angezeigt v/ird, ein faktor ist, der die Menge der erforderlichen
kolloidalen aEiorphen Kieselerde bestimmt. Deshalb kann eine Kieselerde mit einer Korngröße von 0,022
Mikron ^x'öiäere Mengen erfordern i-ls andere kolloidale
auorphe Kieselerden mit einer' kleineren Korngröße.
9 0 9819/1116 BAD 0RIG1NAL
Zur weiteren 3rläuterung der Erfindung dient U1Ig. 3 der
Zeichnung, in" der die tfirkungsweisG kolloidaler amorpher
Kieselerden v;ie beispielsweise Cab-o-Sil bei der Herstellung
außergewöhnlich L;uter Sperrholzklebstoffe dargestellt wird.
In aer Figur werden 3 Gruppen von Kurven gezeigt bei verschiedenen
liengen kolloidaler amorpher Kieselerde, Bezogen
auf die Linie die mit 1000 Oentipoine bei 26,7°C bezeichnet
ist, ist zu ersehen, daß bei 66 ö in jeder Gruppe die Viskosität ohne .kolloidale amorphe Kieselerde auf 50 Oentipoise
abfällt; mit 1 0Jo kolloidaler amorpher Kieselerde
beträgt die Viskosität etwa 1200 Centipoise, während mit 3 fo kolloidaler amorpher Kieselerde eine Viskosität von
etwa 4000 Centipoise vorliegt. Die Viskosität im Temperaturbereich zwischen 26,7 C und 71 C scheint sehr wichtig
zu sein bei der Bestimmung der Durchdringungsgeschwindigkeit des Klebstoffes oder Harzes durch die Holzsubstanz.
Die stark ins Auge fallende Wirkung kleiner Mengen kolloidaler amorpher Kieselerden auf die Viskosität des Xylol-Formaldehyd-Kondensationsproduktes
mit Phenol hat die günstigen Wirkungen auf die Sperrholzbeschaffenheit zur
Folge.-
um die Erfindung weiterhin zu erläutern wurde' eine Anzahl
von Versuchen gemacht, deren Ergebnisse in der nachstehenden Tabelle, in der die günstigen Wirkungen kolloidaler
amorpher Kieselerde in zwei Harzen gezeigt werden, wiedergegeben werden, wobei eines der Harze eine Viskosität von
3000 Centipoise und das andere 12000 Centipoise aufweist. Bei kurzen Reaktionszeiten sind die Daten· mehr ins Auge
fallend als bei längeren Reaktionszeiten. Die Reaktionszeit ist der Zeitabschnitt der zwischen dem Aufsprühen des Klebstoffs
auf die Furnierblattar und dem Zusammenpressen
mehrerer Schichten zu Sperrholz liegt. Die Spalte "Belastung" betrifft die Scherkraft in kg/cm und die Spalte nfo Holz"
gibt den prozentualen Bruch an, der in der Holzsubstanz stattfindet und nicht in der Leiuifuge, wenn nach dem
909819/1116
BAD OfUGINAl
vorgenannten Commercial Standaru-Test 4?-60 der ein durchschnittliches
Liinimum von 80 a/o Holzfehlstellen erfordert,
Testproben dem Siedetest unterworfen werden.
Le im
■;ό kolloidale, liie Stilerde |
amorphe | Reaktionszeit | Stunde |
1 | /o Holz | ||
3elastun kg/cm |
|||
0 | 71 | ||
1 | 9,40 . | ||
1-1/2 | 84 | ||
2 | 8,70 | ||
2-1/2 | 87 | ||
3 - | .8,44 |
3'd Cps- Harz
4 ^-Xylol SuIf ons äur.e
1 2:ä Gps. Harz
4- 'o Xylol SuIfonsäure
1/2
9,49 | 72 |
9,63 | 82 |
9,07 | 78 |
Die nächste Tabelle erläutert die iieproduzierbarkeit
von Platten, die unter Verwendung "verschiedener Harzöescnickarijgen
und Platten an verschiedenen Tagen hergestellt wurden und zwar sowohl mit als auch ohne Zugabe kolloidaler
an:ordner Kieselerde» Jede der Beschickungen-enthielt'zusätzlich
2 G-ew.-i ParaiOi-Lialdeilydpulver und 4 Gew.>o eines
Xylolsuliunsäurekatalysators. Es wurden 12 Platten hergestellt,
wobei jede iiiit einem, bestimmten Harz verklebt'wurde
und jede Platte wurde in 10 Testproben geschnitten,' die anschließend
.dem Siedetest unterworfen wurden, wie er im Commercial-Standard 45-60 angegeben ist. Es kann daraus
19/1116;'
BAD ORIGINAL
ersehen werden, dais bei 1-ständigen Reaktionszeiten, diejenigen
Platten, die kolloidalt; amorphe Kieselerde enthielten^
vvesentlich besser abschritten als diejenigen ohne kolloidale
amorphe liieselerde. Wie bereits schon gesagt wurde, ist
bei kurzen Reaktionszeiten die ,/irkung wesentlich auffälliger«
Die Ergebnisse v/erden in -nachstehender Tabelle wiedergegeben.
Mit 2-1/2 Teilen kolloidaler» amorpher Kieselerde
1 Stunde Reaktionszeit
Harz Jje 1 a31ung kg/cm yo Holz
1 | 8,86 |
2 | 9,00 |
3 | 8,79 |
4 | 9,21 |
5 | 9,28 |
6 | 8,79 |
7 | ο, 68 |
8 | 7,03 |
Durch | |
schnitt | 8.44 |
Ohne kolloidale amorphe Kieselerde
1 Stunde Reaktionszeit
ο Belastung kg/cm jo Holz
33,3
8,65 9,21 9,84
9,21
52:
63
64
59,9
Die Verwendung kolloidaler amorphar Kieselerde hat noch
einen anderen günstigen Effekt in einem Harz oder 3QyIo-I-iformaldehyd-Kondeiisationsprodukt
mit Phenol, iienn daher ein Harz mit einer Viskosität von 10Ü.000 Centipoise bei 26,70C
verwendet wird, treten Scliv/iei'ijkeiten auf, dieses Harz .
auf die Purnierhlätter aufzusprühen. Der Leimsprüher muß ■
auf et.va 490G erhitzt werden, um diesen hochviskosen Stoff
aufsprühen zu können. Dies führt zu anderen Schwierigkeitan
wie beispielsweise zu schnelles Vorlaufen des Klebstoffs'
in dem Leimsprüher, Andererseits" hat ein Harz,mit 3000 ·
909819/1 1 16
BAD
das bei einem Gehalt an 3 ;"<>
kolloidaler Kieselerde 3000 Gps aufweist, bei 2b,7°C eine Viskosität von 100.000 Cps
und außerdem ist der Stoff mit der kolloidalen amorphen
Kieselerde höclmt thixotrop, so daß unter Sclieroedingungen
des RakeIs auf dem Leimsprüher die tatsächliche Viskosität
nahezu bei 3000 Oentipoise liegt. D.ii., das kolloidale
amorphe Kieselerde enthaltende ii^rz zeigt eine Viskosität
von 100.000 Centipoise, lässt sich jedoch aufsprühen wie ein Harz mit einer Viskosität von 3000 Centipoise, das frei
von kolloidaler amorpher Kieselerde ist. Auierdem, wie in fig. 3 gezeigt v.ird, ist die Viskosität bei höheren Temperaturen
tatsäcjiliüii viel höher als bei einem 100.000 Centipoise
Harz ohne die kolloidale amorphe Kieselerde aufgrund des verbesserten Viskosität3indexes.
Ein anderes Ivierkraal der vorliegenden Erfindung ißt dasjenige,
das bei 3-stündigein Srhitzen ues Xylol-Jormaldehj-'d-Kondensätioi'iKprGv.uktee
...it Phenol auf 121 C unter einem Vakuum von 660 mv^/Hg eii: Verlust von et".'!: 3 1/2 fo des Anfangsgewichtes
stattfindet. Um leichte Bestandteile zu entfernen
und ähnliche .:?rL;eanisae zu erzielei:·, können auch leiuperaturen
bis zu 149°C bei atmosphärischem Druck und 60-minütiger
liriiitzü.nc;ijzeit angewendst ;verden. Dor entfernte
Stoff besteht zu etna GC ρ aus ./asaer und au 25 χ aus
iOriCaldehyd and der Aeüt idt ^"-tnanol, das zassmraeu. mit dem
Säure Katalysator, aar bei ä-sr oiaöetxang des Xylol-]?oi-maldehyd-KonderifcdtionspxOauktes
mit Phenol verwendet worden war, zugegeben -.»'orden war. Die !»rit'ernang dieser Stoffe aus dem
Harz verknaart den Gfelcharükter äe& Stoffes bei der Zugabe
der kolloidalen fai-.crphen Ivieseisrde. Jeif-piel-sweiae erhält
n.a:i oei der Zu^u^e yon 2 1/2 -p kolloidaler amorpher Kieseler
-l'.i zu le... nits*;^handelten iiarz eine iündvi.skosität von
30C0 ois 10000 Oentipoiise aiistexle eine« Stoffes der etwa
eine,- 7i;Uco;-jit:: ι- von ;>üOÜü — oüüoü Jentiooise haben \.-ürde,
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BAD ORiGINAt
- 16 - ζ, · ·■'■■■·■.
wie in Pig. 3 gezeigt wird. Dies ist deshalb eine wichtige praktische Eigenschaft, da sich das die kolloidale amorphe
Kieselerde enthaltende Harz nach dem Erhitzen pumpen lässt, während eier nicht erhitzte Stoff wegen seiner gelartigen
Beschaffenheit schwierig zu handhaben ist. Die Klebfähigkeit
des die amorphe Kieselerde enthaltenden Harzes ist ebenfalls verbessert.
Die erfindungsgemäß hergestellten kolloidale amorphe Kieselsäure
enthaltenden Klebstoffe sind bei gewöhnlichen Temperaturen manchmal schwierig zu handhaben. Wie oben bereits
festgestellt wurde, erhält man beim Erhitzen unter verringerten Drücken ein Harz, das bei der Zugabe von kolloidale:!
amorpher Kieselerde kein Gel bildet. Daher sind die kolloidale amorphe Kieselerde enthaltenden Klebstoffe leicht
zu handhaben und die Wirkung von kolloidaler amorpher Kieselerde wird selbst in der heißen Presse beibehalten.
Die gleiche Wirkung lässt sich erhalten ohne Anwendung verringerter Drücke und/oder hoher Temperaturen durch Zugabe
einer kleinen Menge im Bereich von etwa 0,25 $>
bis etwa 2,0 Gfew.$ eines feinverteilten festen Trockenmittels
zu dem Harz. Man fand, daß,wenn man eine kleine Menge etwa
1 Gfew.fi Kalziumchlorid oder Magnesiumsulfat mit dem
Xyiol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt mit Phenol vor der
Zugabe der kolloidalen amorphen Kieselerde vermischt, man ein Harz erhält, das bei gewöhnlichen Temperaturen fließfähig
anstelle gelförmig ist. Daher lässt sich die Endviskosität des erfindungsgemäßen Klebstoffs durch Steuerung
der Mengen an feinverteiltem Trockenmittel steuern.
Die vorliegende Erfindung wurde beschrieben und erläutert
durch Zugabe der kolloidalen Kieselerde zum Harz im Anschluß an dessen Herstellung und vor seiner Verwendung· Jedoch
lässt sich die kolloidale Kieselerde dem Harz auch während
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dessen Herstellung zugeben. Beispielsweise kann bei der Herstellung des Xylol-ITormaldehyd-Kondensatdionsproduktes
mit Phenol die kolloidale Kieselerde zusammen mit dem Xylol-formaldehyd-Kondensationsprodukt mit Phenol und dem
Katalysator zugegeben werden und das G-esamtgemisoh umgesetzt
werden. Es ist jedoch vorzuziehen, die kolloidale Kieselerde nach der Umsetzung des Xylol-lormaldehyd-Kondensationsproduktes
mit Phenol zuzugeben.
Die vorliegende Erfindung ist deshalb sehr wichtig und
brauchbar und gestattet die Herstellung eines Klebstoffes, der sich zur Verwendung bei der Sperrholzherstellung und
für andere Verwendungszwecke eignet und der einen gesteuerten Viskositätsindex aufweistβ
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Claims (7)
- Patentansprüche:ο Verfahren zur Herstellung eines Sperrholzklebstoffs aus einem Xylol-Pormaldehyd-Koridensationsprodukt mit Phenol, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Kondensationsprodukt kolloidale amorphe Kieselerde mit einer Korngröße von 0,005 bis etwa 0,25/U zugibt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kieselerde in einer Menge von etwa 0,25 bis etwa 5,0 '.p zugibt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dai3 man dem ICondentiationsprodukt vor der Zugabe der Kieselerde ein Trockenmittel zugibt.
- 4» Verfahren nach Anbruch 3> dadurch gekennzeichnet, dai3 man das Trockenmittel in einer ä'ienge von etwa 0,25 bis etwa 2,0 Grew.ja zugibt.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4f dadurch gekennzeichnet, daß man als Trockenmittel ein Metallsalz verwendet.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daßman als Metallsalz Kalziumchlorid oder Magnesiumsulfat verwendet«
- 7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kondensationsprodukt vor der Zugabe der Kieselerde 0,3 bis 5 Stunden auf etwa 121 - 1490C bei Drücken von etwa 5 mm bis 700 mm/Hg absolut erhitzt,fürEsso Research and ,Enginesring CompanyRechtsanwalt1S/111SBAD ORIGINAL
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