DE2034602C3 - Verfahren zum Härten von Furanharzen und Furanharzkitten - Google Patents
Verfahren zum Härten von Furanharzen und FuranharzkittenInfo
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Description
Furanharze entstehen beispielsweise bei der Kondensation von Furfurylalkohol oder bei der Mischkondensation
von Furfurylalkohol mit Furfurol, Formaldehyd, Phenol oder anderen aromatischen Kohlenwasserstoffen
in Gegenwart saurer Katalysatoren. Dabei können Furanharze auch Furfurol oder andere organische
Substanzen, z. B. Kondensationsprodukte von aromatischen
Kohlenwasserstoffen mit Formaldehyd als reaktive Verdünner enthalten.
Derartige Furanharze werden als Bindemittel für Kunstharzkitte, insbesondere des Säureschutzbaues, für
Sandformen in Gießereien und auch für mineralische Fasern verwendet Dabei muß das flüssige Harz zuerst
in den festen Zustand übergeführt werden. Dies geschieht durch chemische Reaktionen, die eine
räumliche Vernetzung der Furanharzmoleküle bewirken und sich technologisch als Härtung des Harzes
auswirken.
Diese Härtung der Furanharze wird durch die kt :alytische Wirkung saurer Substanzen — gegebenenfalls
unter gleichzeitiger Anwendung von Wärme und Druck — hervorgerufen. Für die sogenannte Kalthärtung,
die bei der Verwendung der Furanharze als Bindemittel für Kunstharzkitte die Regel ist, werden als
Katalysatoren anorganische und organische Verbindungen mit Säure-Charakter eingesetzt. Als Härter für
Furanharze sind Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Amidosulfonsäure, organische Sulfonsäuren,
Milchsäure, Anilinhydrochlorid, Natriumhydrogensulfat sowie Kombinationen dieser Stoffe untereinander
bekannt. Diese Härter weisen jedoch erhebliche anwendungstechnische Nachteile auf. So ergibt sich
beispielsweise bei den starken Säuren eine sehr kurze Topfzeit des Furanharzkittes von wenigen Minuten
nach Zugabe des Katalysators.
Das rasche Einsetzen der Härtungsreaktion bewirkt ein Versteifen des Kittes bei gleichzeitiger erheblicher
Temperatursteigerung. Um unnötige Verluste zu vermeiden, müssen deshalb die einzelnen Kittansätze klein
gehalten und rasch verarbeitet werden. Die hohe Temperatur kam dabei Ursache für das Auftreten
belästigender oder gesundheitschädlicher Substanzen sein. Trotz der heftigen Anfangsreaktion der im
Ansatzgefäß befindlichen Kittmasse ist eine unzureichende Durchärtung des Kittes festzustellen. Damit ist
gleichzeitig eine geringe chemische Beständigkeit des Kittes in dünnen Schichten öder in den Fugen eines
keramischen Säureschutzbelages verbunden, insbesondere wenn die Umgebungstemperatur den Wert von
15-2O0C unterschreitet.
Katalysatoren mit schwächerem Säure-Charakter vermeiden gewöhnlich den Nachteil der kurzen
Topfzeiten. Die Durchhärtung ist jedoch hierbei problematisch. Es werden erhebliche Katalysatormengen
benötigt, so daß der Kitt unerwünscht große Anteile an wasserlöslichen Substanzen enthält In manchen
Fällen ist für die Verarbeitung der flüssige Zustand des Katalysators nachteilig. Bei der Handhabung unter
Baustellenbedingungen ist beim Anmischen die Gefahr von Verätzungen durch Säure nicht auszuschließen.
Vormischungen mit trockenem Füllstoff, wie sie bei Kunstharzkitten angewendet werden, neigen zum
Entmischen.
ίο Aus der US-PS 28 13 846 ist ferner ein Verfahren zur
Härtung von kondensiertem Furfurylalkohol bekannt, bei dem dem Furanharz Benzidin, Aluminiumacetat,
Calciumoxid und Calciumkarbonat als sogenannte Puffersubstanz zugesetzt wird. Durch die Zugabe dieser
Puffersubstanzen wird in manchen Fällen die Härtung nicht verzögert, sondern sogar beschleunigt, so daß hier
ebenfalls die bereits obenerwähnten Nachteile auftreten.
ein Verfahren zum Härten von Furanharzen und Furanharzkitten zu schaffen, das bei einer hinreichend
langen Topfzeit eine gute Durchärtung in dünnen Schichten bzw. bei kleinen Volumen mit großer
Oberfläche gewährleistet und das gleichzeitig die Nachteile flüssiger bzw. hygroskopischer Katalysatoren
vermeidet
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß als Härtungs-Katalysator
das kristalline Reaktionsprodukt aus Harnstoff und
ίο Paratoluolsulfonsäure verwendet wird. Diese sogenannte
Additionsverbindung erhält man zum Beispiel durch Vermählen von Paratoluolsulfonsäure mit Harnstoff.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt im weiten Umfang eine Modifizierung der Härtungseigenschaften
durch Veränderung der Anteile von Harnstoff und Paratoluolsulfonsäure zu. Einsetzbar ist jedoch auch die
auf nassem Wege hergestellte Additionsverbindung. Man erhält sie, indem man konzentrierte wäßrige
Lösungen mit Harnstoff und Paratoluolsulfonsäure
-to herstellt und diese Lösungen anschließend vorzugsweise
im molaren Verhältnis miteinander vermischt. Unmittelbar danach fällt die Additionsverbindung in
Form plattenförmiger Kristalle aus, kann isoliert und
getrocknet werden. Diese Additionsverbindung ist entgegen der freien Paratoluolsulfonsäure nicht hygroskopisch.
Sie läßt sich infolge ihrer plättchenförmigen Struktur leicht vermählen und mit Füllstoffen vermischen.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß sich mit dieser Additionsverbindung die Topfzeit von
Furanharzen und Furanharzkitten gegenüber der reinen Paratoluolsulfonsäure deutlich verlängern läßt und das
beispielsweise die Aushärtung nach 24 Stunden trotzdem weiter fortgeschritten ist als bei Anwendung
der reinen Paratoluolsulfonsäure.
Die Zugabe der Additionsverbindung kann in der Weise erfolgen, daß man sie zunächst mit einem
geeigneten Füllstoff-Gemisch vermischt, dieses in Säcke verpackt und zur Baustelle befördert. Hier werden die
beiden Komponenten Furanharz und Füllstoff-Gemisch
Mi (mit der Additionsverbindung) nach Bedarf miteinander
vermischt. Der Anteil des Füllstoff-Gemisches an der Additionsverbindung beträgt 1 bis 10%.
Es ist weiterhin möglich, die reine, gemahlene und in Gebinde abgepackte Additionsverbindung oder eines
h5 Konzentrates mit einem Gehalt von 40 bis 100% an
Additionsverbindung auf der Baustelle mit dem Furanharz und dem Füllstoff-Gemisch zu vermischen.
Die so hergestellten Furanharzkitte besitzen eine
Die so hergestellten Furanharzkitte besitzen eine
ausreichende Verarbeitungszeit bei gleichzeitiger guter Durchhärtung selbst in dünnen Schichten oder bei
kleinem Kittvolumen mit großer Oberfläche. Die Härtung schreitet auch bei Temperaturen zwischen 0 bis
1ö°C fort Als besonders vorteilhaft hai sich erwiesen,
daß durch die Zugabe dieses Härtungskatalysators ein plastifizierender Einfluß auf die Kittkonsistenz erreicht
wird. Dadurch verbessert sich die Füllstoffaufnahme und die Verarbeitungsfähigkeit. Gleichzeitig wird aber die
Volumenschrumpfung verringert Selbstverständlich kann dieser Härtungskatalysator auch mit bekannten
Härtern kombiniert werden. Das erfindungsgemäße
Verfahren eignet sich besonders for die sogenannte
Schlämmverfugung mit Furanharzkitt
Bei Zusatz von 27,5 g Paratoluolsulfonsäure zu 1000 g
einer auf Schlämmkonsistenz eingestellten Furanharz-Kittmasse beträgt die Topfzeit 13 Minuten. Bei Zusatz
der gleichen Menge eines kristallinen Reaktionsproduktes aus Harnstoff und Paratoluolsulfonsäure wird die
Topfzeit auf 43 Minuten verlängert, wobei gleichzeitig das Fließverhalten des Kittes verbessert und nach 24
Stunden eine gleichwertige Durchhärtung erreicht wird.
Claims (2)
1. Verfahren zum Härten von Furanharzen und Furanharzkitten, dadurch gekennzeichnet,
daß als Härtungskatalysator das kristalline Reaktionsprodukt aus Harnstoff und P-Toluolsulfonsäure
verwendet wird.
2. Verfahren zum Härten von Furanharzen und Furanharzkitten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man bekannte Härter mitverwendet.
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| DE19702034602 DE2034602C3 (de) | 1970-07-13 | 1970-07-13 | Verfahren zum Härten von Furanharzen und Furanharzkitten |
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| DE2034602A1 DE2034602A1 (en) | 1972-01-20 |
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| DE2034602C3 true DE2034602C3 (de) | 1980-01-24 |
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Country Status (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE4100159A1 (de) * | 1991-01-03 | 1992-07-09 | Cta Industriemontage Gmbh Berl | Gel fuer phenol-, cresol- und xylenolharzkitte und verfahren zum haerten dieser kitte |
-
1970
- 1970-07-13 DE DE19702034602 patent/DE2034602C3/de not_active Expired
Also Published As
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| DE2034602A1 (en) | 1972-01-20 |
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