DE1816241A1 - Metal- or metalloid-containing phenol-formaldehyde resins and processes for their preparation - Google Patents
Metal- or metalloid-containing phenol-formaldehyde resins and processes for their preparationInfo
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Description
DR. MÜLLER-BORi DIPL-ΙΝΘ. GRALFS 1 β 1 fit g /DR. MÜLLER-BORi DIPL-ΙΝΘ. GRALFS 1 β 1 fit g /
DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL . ' 8 I -D Z 4 |DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL. '8 I -D Z 4 |
PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS
20. Dez, 1968Dec 20, 1968
Lo/pö - N 1000Lo / pö - N 1000
HOED-AYIATIOU SOCIETE NATIONALE BS COUSTRUGTIOUS ' AEEONAUTIQUESHOED-AYIATIOU SOCIETE NATIONALE BS COUSTRUGTIOUS 'AEEONAUTIQUES
12 "bis, Avenue Bosquet, Paris 7°, Frankreich.12 "bis, Avenue Bosquet, Paris 7th, France.
Metall- oder metalloidhaltige Phenol-Formaldehydharze und Verfahren zu ihrer HerstellungMetal- or metalloid-containing phenol-formaldehyde resins and methods of making them
Prioritäts Frankreich vom 20.Dezember 1967 PV 133.200Priority France of December 20, 1967 PV 133.200
Die Erfindung betrifft metall- oder metalloidhaltige Phenol-Formaldehydharze sowie Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to metal- or metalloid-containing phenol-formaldehyde resins and to methods their manufacture.
Man kennt "bereits Phenol-Forma,ldehydharze des Typs "Resol", welche Metalloxyde, beispielsweise Oxyde von Zirkon, Wolfram, Mangan, Molybdän, oder Metalloidoxyde, beispielsweise solche des Phosphors oder des Bors in Form von Zusätzen enthalten.One already knows phenol forma, ldehyde resins of the type "Resol", which metal oxides, for example oxides of zirconium, tungsten, manganese, molybdenum, or metalloid oxides, for example those of phosphorus or boron in the form of additives.
Diese Zusätze dienen insbesondere dazu, den Harzen eine bessere Hitzebeständigkeit zu erteilen, Jedoch führen sie im allgemeinen zur Bildung einer Oxydablagerung s und damit zu einer nicht-homogenen Masse»These additives serve in particular to give the resins better heat resistance, however they generally lead to the formation of an oxide deposit and thus to a non-homogeneous one Dimensions"
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Die Erfindung betrifft daher Phenol-Formaldehydharze, bei denen insbesondere die Feuerfestigkeit erhöht wird.The invention therefore relates to phenol-formaldehyde resins which in particular the fire resistance is increased.
Die erfindungsgemäßen Phenol-Formaldehydharze zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß sie ein überfcovalente oder ionische Bindungen chemisch an ihr Molekül gebundenes Metall oder Metalloid besitzen.The phenol-formaldehyde resins according to the invention are particularly notable for the fact that they are supercovalent or ionic bonds have metal or metalloid chemically bonded to their molecule.
Weitere Merkmale sind:Further characteristics are:
- Das Phenylradikal kann noch andere Substituenten besitzen, beispielsweise Alkyl-Reste, Halogene oder Aminogruppen;- The phenyl radical can also have other substituents have, for example, alkyl radicals, halogens or amino groups;
- die Metalloide sind Phosphor oder Bor;- the metalloids are phosphorus or boron;
- die Metalle sind Zirkon, Wolfram, Mangan oder Molybdän; - the metals are zirconium, tungsten, manganese or molybdenum;
- die Harze sind in den üblichen Lösungsmitteln löslich, und ihre Lösungen weisen eine Farbe in Abhängigkeit vom gebundenen Metall- oder Metalloid-Ion auf.- the resins are soluble in common solvents and their solutions have a color depending from the bound metal or metalloid ion.
Das Verfahren zur Herstellung von Harzen gemäß der Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß das Metall oder das Metalloid über das Phenylradikal vor oder nach der Kondensation mit dem Formaldehyd gebunden wird, und daß das gebildete Wasser und die gegebenenfalls gebildete Ohlorwasserstoffsäure aus dem Reaktionsmedium entfernt werden· Im Falle der Kondensation nach Bindung des Metalls oder Metalloids wird Formaldehyd in monomerer oder polymerer anhydridischer Form oder in wäßriger Lösung verwendet«The process for the production of resins according to the invention is essentially characterized in that the Metal or the metalloid is bound via the phenyl radical before or after the condensation with the formaldehyde, and that the water formed and any hydrochloric acid formed are removed from the reaction medium In the case of condensation after binding the metal or metalloid, formaldehyde becomes monomeric or polymeric anhydride Form or used in aqueous solution "
Falls die erfindungsgemäßen Harze hohen Temperaturen ausgesetzt werden, zersetzen sie sich sehr viel langsamer als gewöhnliche Harze, weil zunächst das in ihnen enthaltene anorganische Element durch den Sauerstoff angegriffen wird,If the resins of the invention are exposed to high temperatures, they will degrade much more slowly than Ordinary resins, because initially the inorganic element they contain is attacked by the oxygen,
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anschließend ein Teil dieses Elementes mit dem Kohlenstoff des Harzes reagiert unter Bildung von Carbiden, die für ihre feuerfeste Eigenschaft "bekannt sind. Diese Carbide bilden sich sehr viel leichter als im Falle der gewöhnlichen Harze, welche zugemischte Metalloxide enthalten, weil letztere zunächst reduziert werden müssen, um mit dem Kohlenstoff zu reagieren.then part of this element with the carbon of the resin reacts to form carbides, which are known for their refractory properties. These carbides are formed much more easily than in the case of ordinary resins which contain admixed metal oxides, because the latter must first be reduced in order to react with the carbon.
Im Fall von Verbundmaterialien, beispielsweise des Typs Harz-Glasgewebe, reagiert das anorganische Element gleicherweise mit dem vorhandenen Siliciumdioxyd und bildet feuerfeste SiIiodverbindungen, welche sehr hohen Temperaturen über 2200 C widerstehen; Bor reagiert ebenfalls mit Siliciumdioxyd in Anwesenheit von Kohlenstoff als Reduktionsmittel und bildet Borsilicid9 das wegen seiner feuerfesten Eigenschaft bekannt ist. Wolfram reagiert mit dem Kohlenstoff und ergibt Wolframcarbid, das feuerfesteste aller bekannten Carbide.In the case of composite materials, for example of the resin-glass fabric type, the inorganic element reacts in the same way with the silicon dioxide present and forms refractory SiIiodverbindungen which withstand very high temperatures above 2200 C; Boron also reacts with silicon dioxide in the presence of carbon as a reducing agent and forms borosilicide 9, which is known for its refractory properties. Tungsten reacts with the carbon and produces tungsten carbide, the most refractory of all known carbides.
Bei Verwendung eines mit Borsäure kondensierten p-Amino-Phenol-Formaldehydharzes gewinnt man ein Harz, welches in seinem Molekül eine Aminfunktion (-KHp) und ein Boration (B2Oz) enthält, wodurch günstige Bedingungen gegeben sind, um bei hohen Temperaturen, oberhalb 2500 0C, "in situ" ein Produkt zu erhalten, welches Bornitrid nahekommt.When using a p-amino-phenol-formaldehyde resin condensed with boric acid, a resin is obtained which contains an amine function (-KHp) and a boronate ion (B 2 Oz) in its molecule, which means that favorable conditions are given to at high temperatures, above 2500 0 C to get a product "in situ" which comes close to boron nitride.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne diese jedoch zu beschränken»The following examples are intended to explain the invention in more detail. but without restricting them »
Synthese von Bor-Phenol-FormaldehydharzSynthesis of boron-phenol-formaldehyde resin
1. Man läßt eine stöchiometrische Menge Phenol mit Borsäure in Anwesenheit eines Wasserdampfextraktionsmittels, wel-1. Allow a stoichiometric amount of phenol with boric acid in the presence of a water vapor extraction agent, wel-
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ekes aus Xylol besteht bei einer allmählich von 1300O auf 150 0 steigenden Temperatur, reagieren. Die Eeaktion wird in einem Dreihalskolben durchgeführt, der mechanisches Rühren, die Anbringung eines absteigenden Kühlers und die eines Thermometers gestattet.ekes consists of xylene at a temperature gradually rising from 130 0 to 150 0, react. The reaction is carried out in a three-necked flask which allows mechanical stirring, the attachment of a descending condenser and that of a thermometer.
Die Reaktionsdauer beträgt 3 Stunden. Das bei der Reaktion zwischen der Borsäure und dem Phenol entstandene Wasser wird durch Kondensation wiedergewonnen, ebenso wie fast das gesamte Ausgangsxylol.The reaction time is 3 hours. That with the reaction Any water formed between the boric acid and the phenol is recovered by condensation, as is almost all of it Starting xylene.
Diese Reaktion, deren Ausbeute die theoretische Ausbeute von 100 %- erreicht, ergibt Triphenylborat unter Abspaltung von 3 Molekülen Wasser.This reaction, the yield of which reaches the theoretical yield of 100 % , gives triphenyl borate with elimination of 3 molecules of water.
Das Triphenylborat wird anschließend abgekühlt und durch Suspendieren in trockenem Xylol in eine flüssige, kristalline Masse überführt.The triphenyl borate is then cooled and thoroughly Suspending in dry xylene converted into a liquid, crystalline mass.
Hierzu gibt man anschließend unter Rühren und absteigender Kühlung Trioxymethylen in kleinen Anteilen (die verwendeten Mengen sind beispielsweise 3 x 0,83 g-Mol Trioxymethylen, d. h. 25 g auf 94 g Hienol).This is then added with stirring and descending Cooling trioxymethylene in small proportions (the amounts used are, for example, 3 x 0.83 g-mol trioxymethylene, d. H. 25 g to 94 g Hienol).
Das Entfernen des Wassers aus der Kondensation wird durch einen trockenen Stickstoffstrom bewirkt.The removal of the water from the condensation is effected by a stream of dry nitrogen.
Die Reaktion ist äußerst exotherm und setzt sich ab 700O in Gang. Die Temperatur darf bi.s auf 1100O ansteigen, soll jedoch diesen Wert nicht übersteigen.The reaction is extremely exothermic and starts from 70 0 O onwards. The temperature may rise to 110 0 O, but should not exceed this value.
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- 5 —
Die Reaktion ist in ungefähr 60 min abgeschlossen,- 5 -
The reaction is completed in approximately 60 minutes,
Nach -vollständiger Entfernung des Wassers und Entfernung der öligen Anteile erhält man ein alkoliollosliches, hellgelbes, blaßgrünes Harz mit einen Schmelzpunkt von 85°CVAfter -complete removal of the water and removal the oily fractions give an alcohol-soluble, light yellow, pale green resin with a melting point of 85 ° CV
In alkoholischer Lösung liefert das Harz eine leichte, anfängliche Abscheidung von Borsäure, anschließend stabilisiert es sich.In alcoholic solution, the resin provides a slight, initial deposition of boric acid, then it stabilizes.
Der Prozentgehalt an Bor im stabilisierten Harz "betragt '19,5 %·, dies entspricht einem Molekül Borsäure auf ''■■ HoIeküle Phenol oder 2 Molekülen"Borsäure auf 1 Molekül 'lexacyclisciies Harz .The percentage of boron in the stabilized resin is "19.5 %, which corresponds to one molecule of boric acid on '' ■■ wood molecules of phenol or 2 molecules of boric acid on 1 molecule of lexacyclic resin.
Die Härtung des Harzes wird durc'.i Hexamin leicht katalysiert und findet bei 150°C - 160°C in 20 min statt,The hardening of the resin is easily catalyzed by hexamine and takes place at 150 ° C - 160 ° C in 20 minutes,
In einen mit einem mechanischen Rührwerk, einem Destillatkühler und einem Thermometer ausgerüsteten DreiMaiskolben von. 6 Liter XnIialt gibt man 1000 g Phenol, 200 g Borsäure und 1A0O cm Xylol, Der Kolben soll in einer Vorrichtung erwärmt werden, welche von außen her rasch wieder abgekühlt werden kann.Into a three corn flask equipped with a mechanical stirrer, a distillate condenser and a thermometer from. 6 liters of XnIialt are added to 1000 g of phenol and 200 g of boric acid and 1 100 cm xylene, the flask should be in a device are heated, which can be quickly cooled from the outside.
Ab 1J)5°C kommt das Xylol zum Kochen und führt das Wasser aus der Kondensation mit sich.. Man fängt eine Mischung aus Xylol und Wasser auf. Das Volumen des Wassers zeigt das Ausmaß der Kondensation an.From 1J) 5 ° C, the xylene comes to a boil and carries the water out of condensation with itself .. You catch a mixture from xylene and water. The volume of water shows the extent of condensation.
Die Borsäure verschwindet nach und nach, und nach ungefähr 120 min wird die Reaktionsmischung beinahe durchsichtig. The boric acid gradually disappears and after about 120 minutes the reaction mixture becomes almost transparent.
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Die Menge an aufgefangenem Wasser aus der Eondeneation zeigt bei 190 cm das Ende der Reaktion an Das feuchte Xylol wird fast gänzlich wiedergewonnen, d "a. 1400 cn ' + 2-3 /ό mitgerissenes Phenol.The amount of trapped water from the Eondeneation shows at 190 cm, the end of the reaction to the humidity xylene is recovered almost entirely, d "a. 1400 cn '+ 2-3 / ό entrained phenol.
Unter Zusatz von 1000 cm"' trockenem Xylol läit man ei· s erhaltene Tripiienylborat erkalten und gibt in kleinen Teilen unter Hühren 268 g Trioxymet-iylen unttr Überwachung des Temperaturanstieges hinzuWith the addition of 1000 cm "'of dry xylene, it is allowed to ice The tripiienyl borate obtained cool and gives in small Divide with stirring 268 g of trioxymethylene under supervision of the temperature rise
-Sobald die Temperatur 75 C übersteigt, untertriebt iuon zeitweise die Zugabe des frioxymethylens, IiLjL; rt-a-~ier~n und die Kondensationsreaktion sich durc'i äuxjpre KiI .lunr beruhigen. Sobald alles Trioxymetivylen linzur'.iügt und die Temperatur stabilisiert ist, wird die l-ifc^ktionss:!- 8chung 60 min erhitzt,.wobei das Xylol unter Stickstoff abdestilliert v/ird; eine Probenahme des Harze-ε zeirjt das fiealrt ions ende an. Kan evalcuiert und entfernt ungefähr 10 °/o Xylol, Feuchtigkeit und ölige Anteile, Kan erhält eine Hasse von 1550 g eines hellgelben, blaßgrünen, durchsichtigen, in Alkohol löslichen und in ijiwesenheit von 5-/3 Hexamin härtbaren Harzes,-Once the temperature exceeds 75 C, untertriebt iuon temporarily adding the frioxymethylens, IiLjL; rt-a- ~ ier ~ n and the condensation reaction calms down by means of an additional temperature. As soon as all of the trioxymetivylene has been added and the temperature has stabilized, the process is heated for 60 minutes, during which the xylene is distilled off under nitrogen; A sampling of the resin indicates the end of the fire. Kan evalcuiert removed and about 10 ° / o xylene, moisture and oily components, Kan receives a Hasse of 1550 g of a light yellow, pale green, transparent, soluble in alcohol and in ijiwesenheit of 5- / 3 hexamine curable resin,
Synthese von p-Aminophenol-borformaldeliydiiarz: Man kondensiert 3 Hol p-Aminophenol (3 x 109 g) mit 1 Hol Borsäure (61,8 g) in Anwesenheit von Xylol als Wasserdampf exbraktionsmittel ; während des Indiens destillieren X7/I0I und Kondensationswasser ab, Man erhält eine in Wasser lösliche, kristalline Hasse von Tri-p-aininophenylborat von intensiv blauer Färbung.Synthesis of p-aminophenol-boroformaldeliydiiarz: 3 hols of p-aminophenol (3 × 109 g) are condensed with 1 hol Boric acid (61.8 g) in the presence of xylene as a steam extractant; distill throughout India X7 / I0I and condensation water off, one in water is obtained soluble, crystalline hasse of tri-p-amino phenyl borate of an intense blue color.
Dieses Tri-p-aminophenylborat wird anschließend bei unge-This tri-p-aminophenyl borate is then
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fahr 70°ü in Anwesenheit einer Formaldehydmenge, welche ■Of8;3 Mol pro kol p-Aminophenol entspricht, kondensiert« ivlan beobachtet eine sofortige Auflösung im Formaldehyd, anschließend eine langsame Kondensation in Anwesenheit ■ eines sauren Katalysators während ungefähr 3 Stunden, ivian entfernt die Feuchtigkeit, Xylol und ölige Anteile; man erhält ein festes Harz von roter Färbung.moving 70 ° above in the presence of a quantity of formaldehyde which ■ O f 8; 3 moles per kol p-aminophenol corresponding to condensed "ivlan observed an immediate dissolution in formaldehyde, followed by a slow condensation in the presence ■ an acidic catalyst during about 3 hours, Ivian removes moisture, xylene and oily parts; a solid resin of red color is obtained.
Synthese von Phosphoryl-Phenol—Formaldehyd-Harz Das phos^horhaltige Harz wird durcn Bindung eines Phosphory!radikales auf 10 Moleküle des "bereits dargestellten Pheno-L-ii'ormaldehyd-Harzes erhalten. Die Arbeitsweise ist folgende: ■Synthesis of phosphoryl-phenol-formaldehyde resin The phosphorous resin is formed by binding a phosphoryl radical on 10 molecules of the "pheno-L-ii'ormaldehyde resin already shown. The procedure is the following: ■
In trockenem Dioxan wird 1 Mol hexacyclisches Phenol— Formaldehyd—Harz, d.h. ungefähr 633 g, aufgelöst. Anschließend wird bei Raumtemperatur unter Rühren 0,1 Mol Phosphoroxychlorid POGl- hinzugefügt.In dry dioxane, 1 mole of hexacyclic phenol - Formaldehyde resin, i.e. approximately 633 grams, dissolved. Afterward 0.1 mol of phosphorus oxychloride POGl- is added at room temperature with stirring.
Die lviischung wird sorgfältig gerührt und ein trockener Stickstoffstrom zur Entfernung des aus dieser Kondensation entstehenden Chlorwasserstoffgases durchgeleitet.The mixture is carefully stirred and a dry one A stream of nitrogen was passed through to remove the hydrogen chloride gas formed from this condensation.
Nach dreistündigem Durchleiten des Stickstoffs und Erwärmung auf ca. 6O0G bildet sich ein Phosphorylderivat. Das Dioxan wird durch Evakuieren entfernt.After passing the nitrogen through for three hours and heating to about 6O 0 G, a phosphoryl derivative is formed. The dioxane is removed by evacuation.
Man erhält anschließend ein klares, schwachgelbes, in llko-Jioi lösliches, phosphorhalt ige s Harz. Dieses llarz besitzt gute thermische Stabilität in oxydierendem Medium. In reduzierendem Medium verflüchtigt sich der Phosphor in Form von Phosphorwasserstoff mit dem ihm eigenen, charakteristischen Geruch.A clear, pale yellow, in Iko-Jioi is then obtained soluble resin containing phosphorus. This llarz owns good thermal stability in an oxidizing medium. In a reducing medium, the phosphorus evaporates in the form of Phosphorus with its own characteristic odor.
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
9 09830/ 1 3 A39 09830/1 3 A3
9 3 I * -9 3 I * -
- 8 - ■- 8 - ■
2. 64-,8 g hexacyclisches Phenol-Formaldelg^-Hare des Typs "Novolak" werden in 165 S reinem und trockenem Dioxan gelöst. Hierzu gibt man tropfenweise unter Rühren 1 g in 10 cur Dioxan aufgelöstes POOlx. Unter Durchreiten von trockenem Stickstoff erwärmt man noch 2 h auf 60 0.2. 64.8 g of hexacyclic phenol-formaldehyde hair of the "novolak" type are dissolved in 165% pure and dry dioxane. To this, 1 g of POOl x dissolved in 10 curd of dioxane is added dropwise with stirring. While passing through dry nitrogen, the mixture is heated to 60 ° for a further 2 h.
Sobald eich kein Chlorwasserstoff mehr entwickelt, destilliert man das Dioxan im Vakuum ab. Man erhält ein blaßhellgelbes, in Alkohol löslichejs Harz mit guter thermischer Stabilität und einer Ausbeute von 100 %* bezogen auf Phenol und Phosphor.As soon as no more hydrogen chloride is evolved, the dioxane is distilled off in vacuo. A pale light yellow is obtained Alcohol-soluble resin with good thermal stability and a yield of 100% * on phenol and phosphorus.
Dieses Har« kann nach zwei verschiedenen Verfahren hergestellt werden;This resin can be made by two different methods;
Auegehend von Molybdänehlorid MopClg» wtlchee durch Einwirkung von Königswasser auf metallische Holybdänetücke (Molybdänabfälle) erhalten wurde,.Mim läßt daß Molybdänchlorid alt JjuioniumphenQlat reagieren. In walserfreiem Milieu titiält Man dunkelgrüne* Kolybdänphenolat und Ammo- niueahlnrld, ve Ich·« tneehließtnd duroti Sublimation entitmt On the basis of molybdenum chloride MopClg »wtlchee was obtained by the action of aqua regia on metallic pieces of Holybdenum (molybdenum waste) .Mim allows molybdenum chloride to react. In a walser-free environment, dark green * colybdenum phenolate and ammonium halide are found, so that sublimation is removed
In trocktntr, xylolüohtr Losung ltflt man dieses Holybdän- ph#nol*t von #rÜn«r FÜrbuig mit Trioaytt«thyleii ohne katalyfcitrende Zutätee reagieren In a dry, xylene-free solution, this Holybden- ph # nol * t von # rÜn «r FÜrbuig is allowed to react with Trioaytt« thyleii without catalytic ingredients
Attf dt·«· Art uaa Vei«e «rhält man «in Hars mit «iner inten- nitm V4ötett«a ifirlning, welch«· in Alkohol ohne Bildung Ton ittiptoiion und ohne Ablagerungen löslich ist. ATTF dt · «· Type uaa Vei" e "rhält man" in Hars with "iner inten- nitm V4ötett" a ifirlning what "ittiptoiion · in alcohol without forming sound and is soluble without deposits.
OQ Il 30/UiIOQ Il 30 / UiI
* ι f* ι f
Da die Gewinnung des Molybdänchlorids teuer und schwierig ist, kann das Molybdän-Phenol-Formaldehyd-Harz ausgehend von handelsüblicher, relativ billiger Molybdänsäure Η£ΜοΟ^ gewonnen werden.Since the extraction of molybdenum chloride is expensive and difficult is, the molybdenum-phenol-formaldehyde resin starting from commercially available, relatively cheap molybdic acid Η £ ΜοΟ ^ be won.
Die Darstellungsweise wird noch einfacher und schneller und ergibt ein im Hinblick auf Homogenität und prozentualen Anteil an Molybdän hochwertigeres Harz als das vorhergehende. ;The way of representation is even simpler and faster and results in an in terms of homogeneity and percentage Proportion of molybdenum higher quality resin than that previous. ;
Man-läßt 162 g (1 Mol) handelsübliche, trockene Molybdänsäure mit 15ΟΟ g (16 Mol) Phenol reagieren, dies entspricht 18 % metallischem Molybdän im Harz.162 g (1 mol) of commercially available, dry molybdic acid are allowed to react with 15ΟΟ g (16 mol) of phenol, which corresponds to 18 % metallic molybdenum in the resin.
Man beobachtet eine progressive Zunahme von klargrüner Färbung zu dunkelgrüner bei 600G unter Rühren und absteigender Destillation. Nach einer Kondensationsdauer von 2 h fügt man 1 kg wässrige, 40%ige Formaldehydlösung (400 g) hinzu, was 0,85 Mol Formaldehyd auf 1 Mol eingesetztem Phenol entspricht- Man erhöht die Temperatur auf 90 0, nachdem 2,20 cm5 konzentrierte Schwefelsäure als Katalysator für die Kondensationsreaktion zugegeben worden sind. Bei 900G setzt sich die Reaktion in Gang, und nach einer Kondensation von 90 min erhält man ein tiefgrün gefärbtes Harz/ "" . ; One observes a progressive increase of clear green color to dark green at 60 0 G under stirring and descending distillation. After a condensation time of 2 hours, 1 kg of aqueous, 40% strength formaldehyde solution (400 g) is added, which corresponds to 0.85 mol of formaldehyde per 1 mol of phenol used. The temperature is increased to 90 ° after 2.20 cm 5 of concentration Sulfuric acid has been added as a catalyst for the condensation reaction. The reaction starts at 90 ° C. and after a condensation of 90 minutes a deep green colored resin / "" is obtained. ;
-"-"-■■ I- "-" - ■■ I
Man entfernt Wasser und Ölige Anteile im Vakuum und erhalt 17ΟΟ g. tiefgrüne Harzmasse, weiche in Alkohol mit intensiv violetter Färbung löslich ist«.Removing water and oily components in a vacuum and maintaining 17ΟΟ g. deep green resin mass, which is soluble in alcohol with an intense violet color «.
Synthese von Titan-Phenol-Formfldehyd-HarzSynthesis of titanium-phenol-formaldehyde resin
Dieses intensiv rotgefärbte Härjs verhält sich wie ein Echt-This intensely red colored Härjs behaves like a real
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I »»littI »» suffered
J t 4 » I * · * t|J t 4 »I * · * t |
farbstoff (Fixierung auf Gewebefasern bei der Imprägnierung)» Es besitzt eine gute Thermostabilität» Seine Herstellung umfaßt 2 Stufen:dye (fixation on fabric fibers during impregnation) »It has good thermal stability» Its manufacture comprises 2 levels:
In ein Reaktionsgefäß von 2 Litern werden 4,2 Mol (596 g) trockenes Phenol gegeben, welches anschließend bei 500C geschmolzen wird, Man leitet einen trockenen Stickstoffstrom hierdurch und fügt tropfenweise, ohne Rühren, unter Verwendung einer Bromierungsbirne 191 g rauchendes Titantetrachlorid hinzu»4.2 mol (596 g) of dry phenol are placed in a reaction vessel of 2 liters, which is then melted at 50 ° C. A stream of dry nitrogen is passed through it and 191 g of fuming titanium tetrachloride are added dropwise, without stirring, using a bromination pear »
Unter heftiger Reaktion bildet sich beim Herabfallen dieses Tropfens unter heftiger Freisetzung Chlorwasserstoff, welcher durch den Stickstoffstrom mitgeführt und in Waschflaschen aufgefangen wird, Nach Zugabe des gesamten Titantetrachlorids wird unter Rückfluß erwärmt. Das Chlorwasserstoffgas wird aus der Mischung vollständig vertrieben.With a violent reaction, when this drop falls, hydrogen chloride is formed with violent release, which is carried along by the nitrogen stream and in washing bottles is collected, after all the titanium tetrachloride has been added, the mixture is heated under reflux. The hydrogen chloride gas is completely expelled from the mixture.
In dem Gefäß bleiben 420 g intensiv rotes, kristallisiertes Titanphenolat (Tetraphenyltitanat) mit einem Schmelzpunkt vom 1300C zurück.In the vessel, 420 g of intensely red, crystallized Titanphenolat (tetraphenyltitanate) are left with a melting point of 130 0 C.
In eimern 220 g Titanphenolat (0,5 Mol) enthaltenden Kolben gibt man 30 g Trioxymethylen, d,h, ein Verhältnis von 2 Mol Formaldehyd auf 1 Mol Titanat. Die Kondensation wird 2 h ohne Katalysator durchgeführt, und man erhält ein fast festes Harz, welches nach Entfernung von öligen Anteilen im Vakuum vollkommen fest, thermoplastisch, in Alkohol und Aceton unlöslich, jedoch mit intensiv roter Färbung in Dimethylformamid löslich ist, Das Har* härtet bei Anwesenheit von 10% Hexamin aus.In flasks containing 220 g of titanium phenolate (0.5 mole) are added 30 g of trioxymethylene, i.e. a ratio of 2 moles Formaldehyde to 1 mole of titanate. The condensation is carried out for 2 hours without a catalyst, and an almost solid resin is obtained, which after removal of oily parts in a vacuum completely solid, thermoplastic, but insoluble in alcohol and acetone with an intense red color is soluble in dimethylformamide. The Har * hardens in the presence of 10% hexamine.
Die Gewichtsbestimmung ergab 10% ionisch gebundenes Titanmetall im Makromolekül dee Harze» mit einem ungefähren Molekulargewicht von 50D.The weight determination showed 10% ionically bound titanium metal in the macromolecule of the resins with an approximate molecular weight from 50D.
BAD 909830/1343BATH 909830/1343
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Synthese von Wolfram-Phenol-Formaldehyd-HarzSynthesis of tungsten-phenol-formaldehyde resin
Man vermischt Wolframhexachlorid (WGIg) mit Aramoniumphenolat (Schmelzpunkt 275 0) in stöchiometrischer Menge«Tungsten hexachloride (WGIg) is mixed with aramonium phenolate (Melting point 275 0) in stoichiometric amount «
Die Färbung geht von Siefviolett in Grün über. Es findet eine Freisetzung von NH,Gl statt, welches sublimiert und sich in den kälteren Teilen des Kühlers ablagert. Man vertreibt das HH.C1 so weit wie möglich, anschließend verdünnt man das Produkt mit Dioxan» Man fügt Phenol au lind unter Rühren in kleinen Teilen Trioxan. Hierbei bildet aich das Harz, und das bei dieser Reaktion entstehende Wasser wird mit einem trockenen Stiokstoffstrom weggeführt.The color changes from sieve violet to green. It finds a release of NH, Gl, which sublimates and takes place deposits in the colder parts of the cooler. Man distributes the HH.C1 as far as possible, then the product is diluted with dioxane. Phenol is added in small portions of trioxane with stirring. This forms Like the resin, and the water formed in this reaction is carried away with a dry nitrogen stream.
Nach 90 min. Reaktionsdauer wird das. Lösungsmittel vertrieben und im Vakuum die Nebenprodukte und der Rest an Feuchtigkeit abdestilliert.After a reaction time of 90 minutes, the solvent is driven off and the by-products and the rest of the moisture are distilled off in vacuo.
Man erhält ein in Alkohol lösliches, blaßgrünes Hare*A pale green hair which is soluble in alcohol is obtained *
Nach längerem Stehenlassen von einigen lagen scheidet dl· Lösung einen leichten Rückstand einer tfοIfranverbindung ab| Hol'-VCl6 (213 g) ergibt hierbei 3 g anorganische Yerbin-210 Hta it 700 Phl h itlAfter leaving a few layers to stand for a long time, the solution separates a slight residue of a tfοIfran compound | Hol'-VCl 6 (213 g) gives 3 g of inorganic yerbine-210 Hta it 700 Phl h itl
dung. 210 g wwHtaA mit 700 g Phenol nach Tieraonatlgsa Stehenlassen reagiert,und es wurde festgestellt, dal ta· Harz stabil blieb.manure. 210 g wwHtaA with 700 g phenol according to Tieraonatlgsa Leaving it to stand reacted and it was found that ta Resin remained stable.
Synthese τοη Zirkon-Phenol-lOraaldehyd-HarBSynthesis of zirconium-phenol-lOraaldehyde-HarB
FUr dieses Verfahren verwendet man frisch hergestellte· un& hydratisiertes Zirkonylchlorid (ZrOCIg.8HgO) in alkoholischer Lösung. Hierzu gibt man gleichmütig eine alkoholische For this process, freshly prepared un & hydrated zirconyl chloride (ZrOCIg.8HgO) in alcoholic solution. For this one gives an alcoholic one indifferently
30/1343' BAD 30/1343 'BAD
Lösung von Phenol. Wahrscheinlich bildet sich braunes Diphenylzirkonat, welches anschließend nach Evaporierung des Lösungsmittels und Neutralisation der zurückbleibenden Ghlorwasserstoffsäure mit in Dioxan gelöstem Trioxymethylen reagieren gelassen wurde.Solution of phenol. Brown diphenyl zirconate is likely to form, which then after evaporation of the solvent and neutralization of the remaining Hydrochloric acid with trioxymethylene dissolved in dioxane was allowed to react.
Bs erfolgt eine Kondensation in homogener Misohung, wobei das gebildete Harz in dieser Mischung löslich ist.A condensation takes place in a homogeneous mixture, whereby the resin formed is soluble in this mixture.
Das Dioxan wird durch Destillation im Vakuum entfernt, ebenso die anderen Reaktionsprodukte, wie das bei der Phenol-Formaldehyd-Kondensation entstandene Wasser und ölige Nebenprodukte. Das erhaltene Harz hat eine rosenartige Färbung, Bs ist in Alkohol löslich.The dioxane is removed by distillation in vacuo, as are the other reaction products, such as the phenol-formaldehyde condensation resulting water and oily by-products. The resin obtained has a rose-like appearance Color, Bs is soluble in alcohol.
2. 322 g frisch hergestelltes ZrOölg.eHgO werden in 700 cm' absolutem Alkohol aufgelöst. Hierzu werden 188 g gleichfalls2. 322 g of freshly made ZrOölg.eHgO are measured in 700 cm 'absolute Dissolved alcohol. For this purpose 188 g are also used
3
in 200 cm Alkohol gelöstes reines Phenol hinzugefügt.3
Pure phenol dissolved in 200 cm of alcohol is added.
Die beiden Verbindungen werden 3 h unter Rückflußkochen des Alkohols reagieren gelassen. Man entfernt den Alkohol durch Destillation und läßt die erhaltene Masse mit 1000 gThe two compounds are allowed to react for 3 hours while the alcohol is refluxed. You remove the alcohol by distillation and leaves the mass obtained with 1000 g
mit
Phenol ohne Lösungsmittel und » Rühren reagieren.with
Phenol react without solvent and »stir.
Man fügt 1ooo onr trockenes Dioxan hinzu und neutralisiert die Mischung bis zu einem pH von 5» Man gibt in kleinen Teilen eine 0,83 Mol Trioxan pro 94 g Phenol entsprechende Trioxanmenge hinzu.100% dry dioxane is added and the mixture is neutralized the mixture up to a pH of 5 »A 0.83 mol of trioxane per 94 g of phenol is added in small portions Add amount of trioxane.
Man kondensiert 90 min. in Dioxanlösung unter R$ckflußkochen dieses Lösungsmittels. Das Lösungsmittel und das während iieier Reaktion gebildete Wasser werden im Vakuum entfernt, • . anschließend wird die Destillation unter stärkerem Vakuum, . weitergeführt, um das Harz weiter zu reinigen.The mixture is condensed for 90 minutes in a dioxane solution under reflux this solvent. The solvent and the water formed during the reaction are removed in vacuo, •. then the distillation is carried out under a stronger vacuum, . continued to further purify the resin.
909830/1343 BAD909830/1343 BAD
kl k *kl k *
1 BI 62411 BI 6241
-13--13-
Man erhält 1.3QO g klares, rosa-gelbliches, in Alkohol "lösliches Harz, welches in Anwesenheit von 9 $ Hex&min bei 15O0G in 10 min. härtbar ist.Obtained 1.3QO g of clear, yellowish pink, soluble in alcohol, "resin, which is curable in the presence of 9 $ Hex & minutes at 15O 0 G in 10 min..
Beispiel 8 ν Example 8 ν
Synthese von Mangan-Phenol-Formaldehyd-HarzSynthesis of manganese-phenol-formaldehyde resin
1. Man stellt dieses Harz ausgehend von Manganchlorid^ihydrat (MnClg.SHgO) des Molekulargewichtes 162 her.1. This resin is made from manganese chloride hydrate (MnClg.SHgO) of molecular weight 162.
Man läßt dieses mit Ammoniumphenolat in hinsichtlich der .f| zwei Ghloratpme äquimolekularer Menge reagieren. Es bildet sich Anunoniumchlörid und ein dem Manganphenolat ähn-■liches, bläuliches Produkt. Man bestimmt die Reaktion der Mischung, ein pH von 5,6 ist für die Fortführung der !Reaktion in leicht saurem Medium vorteilhaft. Man fügt Phenol bis zum Erreichen eines Molverhältnisses Mangan/ Phenol = 0,125 hinzu.This is left with ammonium phenolate in terms of the .f | two Ghloratpme of equimolecular amount react. It educates anunonium chloride and a manganese phenolate ■ similar, bluish product. One determines the reaction of the mixture, a pH of 5.6 is for the continuation of the ! Reaction in a slightly acidic medium is advantageous. One adds Phenol until a molar ratio of manganese / Phenol = 0.125 added.
Sobald sich das Manganphenolat gleichmäßig verteilt hat, gibt man in. wässriger Suspension Irioxymethylen in einer Menge hinzu, die 0,83 Mol Formaldehyd auf 1 Mol PhenolAs soon as the manganese phenolate has spread evenly, are given in. Aqueous suspension of irioxymethylene in a Add amount that is 0.83 moles of formaldehyde to 1 mole of phenol
entspricht. . ^is equivalent to. . ^
Man erhöht die Temperatur bis zum Auslösen einer expthermischen Reaktion, lie Kondensation wird anschließen*! 3 h fortgeführt. Man erhält· nach Abtrennung des Wassers und der in Alkohol löslichen Anteile ein schwärzliphea Harz*The temperature is increased until an expthermal is triggered Reaction, let condensation follow *! 3 h continued. After separating off the water and the alcohol-soluble components a black lipstick resin *
Ijas Harz bildet stabile alkoholische lösungen von .tiefbrauner Barbe ohne Ablagerung von festen anorganischen Stpfi'en.Ija's resin forms stable alcoholic solutions of deep brown barbel without depositing solid inorganic stumps.
2. Man schmilzt 300 g reines Phenpl unter Hinzufügung ypn2. 300 g of pure Phenpl are melted with the addition of ypn
■ '"--■■ ; !■ '' - ■■;!
Q Q 9 8 3 Q / 1 3 A 3Q Q 9 8 3 Q / 1 3 A 3
~ 14 ~~ 14 ~
0,125 g-Atom Mangan in Form von Manganchlorid (MnCIo d.h., 65,3 S* Die bei dieser Reaktion entstehende Chlorwasserstoff säure wird durch Hinzufügen von 13,8 g N3L in Form einer 34 %igen Lösung neutralisiert.0.125 g-atom of manganese in the form of manganese chloride (MnCIo i.e., 65.3 S * The hydrogen chloride produced in this reaction acid is made by adding 13.8 g of N3L in Neutralized in the form of a 34% solution.
Man beobachtet eine vollständige Auflösung und eine fort« schreitende Änderung der Färbung zu Tiefblau nach vierstündiger Reaktion in der Wärme (9O0C).One observes a complete dissolution and a continuous "border change of the coloring to deep blue after four hours of reaction in the heat (9O 0 C).
Die Mischung wird für 12 h ohne Neutralisation stehenge-*The mixture is left to stand for 12 h without neutralization *
' . lassen. Man fügt 80 g-formaldehyd in 40%iger Lösung hinzu und erwärmt auf 7O0C,'. permit. Is added 80 g of formaldehyde in 40% strength by weight solution added and heated to 7O 0 C,
Nach Abkühlung und dreistündiger Kondensation isoliert man ; durch Destillation flüssige Produkte und 265 g in Alkohol lösliches, tiefbraunes Harz, welches im Laufe der Zeit keine anorganischen Ablagerungen bildet,After cooling and condensation for three hours, one isolates; products liquid by distillation and 265 g in alcohol soluble, deep brown resin that does not form inorganic deposits over time,
.■ Die anhand der Beispiele beschriebene Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf diese, und es können insbesondere hierbei, ohne den aufgezeigten Rahmen zu ver-■ lassen, gewisse Änderungen vorgenommen werden.The invention described with reference to the examples is limited Of course, this does not apply to them, and in particular it can be done without compromising the framework indicated let certain changes be made.
W ! - Patentansprüche- W ! - patent claims-
9 Q 9 8 3 Q / 1 3 A 39 Q 9 8 3 Q / 1 3 A 3
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