DE1569983A1 - Verfahren zur Herstellung eines Sperrholzklebstoffs - Google Patents

Description

Dr, Walter Beil 1569983 Alired Hoeppener

Dr. Hans Joachim Wolff f 7, \\ _0Vl 1966 Dr. Hans Chr, Beil

Rechtsanwälte

Frankfurt a. M.-Höchst

Adelonatnße 58 - TeL 312649

Unsere Kr. 13 337

Esso Research and Engineering Company Elizabeth-B., N.J. (VoSt.A.)

VerFahren zur Herstellung eines Sperrholzklebstoffs.

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 . . . .

Typische Eigenschaften der Xylol-fformaldehyd-Kondensationa-

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.

BAD ORIGINAL· Einarbeitung von Phenol

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.

Tabelle II Ansteigen der Viskosität mit fortschreitender Zeit Zeit Brookfield Viskosität bei 26,7°C.

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

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~ ⁷

& r ·ζ ο d er- Kon d e η s a tion s pro d uk-t^r 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 ist_e

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 -- ►

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Tabelle III

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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Tabelle IV

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 kann_e

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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

Tabelle Y

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

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BAD OfUGINAl

vorgenannten Commercial Standaru-Test 4?-60 der ein durchschnittliches Liinimum von 80 ^a/o Holzfehlstellen erfordert, Testproben dem Siedetest unterworfen werden.

Tabelle VI

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.

Tabelle VII

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 ·

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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 .^:?r_L;eanisae zu erzielei:·, können auch leiuperaturen bis zu 149°C bei atmosphärischem Druck und 60-minütiger liriiitzü.n_c;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 aufweist_β

90 98 19/ 1 1 16 ^ßAD original

Claims (7)

1. 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. 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. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dai3 man dem ICondentiationsprodukt vor der Zugabe der Kieselerde ein Trockenmittel zugibt.
4. 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. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4_f dadurch gekennzeichnet, daß man als Trockenmittel ein Metallsalz verwendet.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

   man als Metallsalz Kalziumchlorid oder Magnesiumsulfat verwendet«
7. 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,

   für

   Esso Research and ,

   Enginesring Company

   Rechtsanwalt

   1S/111S

   BAD ORIGINAL