DE2109754A1 - Process for the continuous production of aminoplast solutions - Google Patents

Process for the continuous production of aminoplast solutions

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DE2109754A1 DE19712109754 DE2109754A DE2109754A1 DE 2109754 A1 DE2109754 A1 DE 2109754A1 DE 19712109754 DE19712109754 DE 19712109754 DE 2109754 A DE2109754 A DE 2109754A DE 2109754 A1 DE2109754 A1 DE 2109754A1
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Description

2121st

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AGBadische Anilin- & Soda-Fabrik AG

Unser Zeichen.: O.Z. 27 571 Hp/Fe/Wil 6700 Ludwigshafen, I.3.1971Our mark .: O.Z. 27 571 Hp / Fe / Wil 6700 Ludwigshafen, I March 1971

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von AminoplastlösungenProcess for the continuous production of aminoplast solutions

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Aminoplastlösungen aus Formaldehyd und Aminoplastbildnern, insbesondere Harnstoff in mindestens drei hintereinander geschalteten Rührkesseln bei erhöhter Temperatur und unter mehrmaliger Veränderung des Molverhältnisses der Reaktionskomponenten zueinander.The invention relates to a process for continuous production of aminoplast solutions from formaldehyde and aminoplast formers, in particular urea, in at least three in a row switched stirred kettles at elevated temperature and with repeated changes in the molar ratio of the reaction components to each other.

Bei den bekannten diskontinuierlichen Verfahren zur Herstellung von Aminoplastlösungen wird die Umsetzung in einzelnen Reaktionsgefäßen bzw. Rührkesseln ausgeführt, in denen die Reaktionspartner Formaldehyd und z. B. Harnstoff In wässeriger. Lösung zuerst in alkalischem Reaktionsmedium und dann nach Ansäuern in saurem Reaktionsmedium zu einer Harzlösung kondensiert werden. In der Regel erfolgt nach der Kondensation eine Anhebung des pH in den neutralen bzw. schwach basischen Bereich durch Zugabe von Lauge.In the known discontinuous processes for the production of aminoplast solutions, the reaction is carried out in individual reaction vessels or stirred kettles in which the reactants Formaldehyde and z. B. Urea In aqueous. Solution first in alkaline reaction medium and then after acidification in acidic Reaction medium are condensed to a resin solution. As a rule, the pH in the is increased after the condensation neutral or weakly basic range by adding lye.

Für die bekannten kontinuierlichen Herstellungsverfahren werden meist röhrenförmige Reaktoren, in denen die Kondensation ohne Rückvermischung, d. h. in weitgehend laminar strömendem Medium abläuft, verwendet. In der Literatur wird sogar behauptet, daß zur Erzeugung eines technisch brauchbaren Endproduktes unbedingt eine ausreichende Reaktionszeit ohne Rückvermischung eingehalten werden müsse. Wesentlich sei dabei, daß der pH-Wert der Reaktionsmischung während dieser angeblich entscheidenden Kondensationsphase allmählich, d. h. weitgehend linear von einem höheren Wert auf einen mehrere Einheiten tiefer liegenden Wert abfällt. Gleichzeitig können dabei durch entsprechende Heizung in aufeinanderfolgenden Abschnitten des Röhrensystems verschiedene diskrete Temperaturstufen eingehalten werden.For the known continuous production process, tubular reactors are usually used, in which the condensation without Backmixing, d. H. runs in a largely laminar flowing medium, used. In fact, it is claimed in the literature that In order to produce a technically usable end product, a sufficient reaction time without backmixing must be observed must be. It is essential that the pH of the reaction mixture is maintained during this supposedly decisive condensation phase gradually, d. H. largely linearly from a higher value to a value several units lower. Simultaneously can be different discrete by appropriate heating in successive sections of the tube system Temperature levels are maintained.

Nach einem anderen kontinuierlichen Verfahren werden die Reaktionspartner zunächst getrennt, erwärmt und dann gleichzeitig mit saurem oder alkalischem Katalysator in einer Einspritzkammer ver-Another continuous process is the reactants initially separated, heated and then simultaneously treated with an acidic or alkaline catalyst in an injection chamber

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789/70 -2-789/70 -2-

einigt; die hier ablaufende zunächst partielle Kondensa4 ion wird in einem weiteren Gefäß beendet.agree; the outgoing here first partial Kondensa 4 ion is terminated in another vessel.

Die bekannten kontinuierlichen Verfahren haben verschiedene Nachteile. Bei Verwendung röhrenförmiger Reaktionsgefäße ohne Rückvermischung tritt leicht Krustenbildung oder Verstopfung der Reaktoren ein, so daß häufig eine zeitraubende und kostspielige mechanische Reinigung erforderlich wird. Ein weiterer Nachteil ist die Schwierigkeit der mangelnden Anpassung an verschiedene Durchlaufgeschwindigkeiten. Besonders gravierend wirkt sich bei diesen Systemen der plötzliche Ausfall der Energieversorgung oder einer Reaktionskomponente aus, da hierdurch große Mengen reaktiver Flüssigkeiten blockiert sind, wobei die Produktion der ganzen Anlage zum Erliegen kommen kann.The known continuous processes have several disadvantages. When using tubular reaction vessels without backmixing easily occurs crust formation or clogging of the reactors, so that often a time-consuming and costly mechanical cleaning is required. Another disadvantage is the difficulty of failing to adapt to different ones Throughput speeds. Has a particularly serious effect the sudden failure of the energy supply or of a reaction component in these systems, as this causes large quantities reactive liquids are blocked, whereby the production of the whole plant can come to a standstill.

Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln, in welchem in einfacher Weise Aminoplastlösungen hergestellt werden können, ohne daß die geschilderten Nachteile auftreten.The task was therefore to develop a method in which aminoplast solutions can be produced in a simple manner without the disadvantages described occurring.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Aminoplastlösungen durch Kondensation von Aminoplastbildnern mit Formaldehyd in Gegenwart eines Katalysatorgemisches aus Amin und Säure in homogener wässeriger Lösung bei Siedetemperatur oder nahe der Siedetemperatur der Lösung in Rührkesseln gelöst, wobei die Umsetzung in einer Folge von mindestens drei Rührkesseln unter Rückvermischung der Lösung durchgeführt wird, und man die zuzugebenden Mengen des Katalysatorgemisches und die Menge Aminoplastbildner, dessen Hauptanteil nach Mischung mit der Formaldehydlösung in den ersten Rührkessel eingeführt wird und die restliche, erforderliche Menge in mindestens einem weiteren Anteil einem der folgenden Rührkessel zudosiert wird, so wählt, daß im ersten Rührkessel ein Molverhältnis Formaldehyd zu Aminoplastbildner von 2,1 bis 3 und ein pH-Wert von 5*5 bis 7*5*iro zweiten Rührkessel ein Molverhältnis Formaldehyd zu Aminoplastbildner von 1,8 bis 2,1 und ein pH-Wert von 4 bis 5 und im dritten Rührkessel ein Molverhältnis Formaldehyd zu Aminoplastbildner von 1,4 bis 1,9 und ein pH-Wert von 5*5 bis 7*5 eingehalten wird.This object was achieved according to the invention with a process for the continuous production of aminoplast solutions by condensation of aminoplast formers with formaldehyde in the presence of a catalyst mixture of amine and acid in homogeneous aqueous solution at or near the boiling point the solution dissolved in stirred kettles, the reaction taking place in a sequence of at least three stirred kettles with backmixing the solution is carried out, and the amounts of the catalyst mixture to be added and the amount of aminoplast former, its main part after mixing with the formaldehyde solution in the first stirred tank is introduced and the remaining, required amount in at least one further portion the following stirred tank is metered in so that a molar ratio of formaldehyde to aminoplast former is added in the first stirred tank from 2.1 to 3 and a pH of 5 * 5 to 7 * 5 * iro second stirred kettle a molar ratio of formaldehyde to aminoplast former of 1.8 to 2.1 and a pH of 4 to 5 and in the third stirred tank a molar ratio of formaldehyde to aminoplast former of 1.4 to 1.9 and a pH of 5 * 5 to 7 * 5 is maintained.

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- .5 - O.Z. 27- .5 - O.Z. 27

;tracht. Man; costume. Man

Als Aminoplastbildner kommt vor allem Harnstoff in Bei kann jedoch auch Dicyandiamid oder Melamin oder Gemische dieser Stoffe mit Harnstoff verwenden.The main aminoplast former is urea, but dicyandiamide or melamine or mixtures of these can also be used Use substances with urea.

Der Harnstoff wird in der Regel in 50- bis 90$igen wässerigen Lösungen angewandt. Vorteilhaft verwendet man unmittelbar eine wässerige Lösung wie sie bei der Harnstoffsynthese anfällt. Man kann aber auch eine Lösung von Harnstoff oder einem anderen Aminoplastbildner in wässeriger Formaldehydlösung von neutralem oder schwach saurem pH verwenden.The urea is usually available in 50 to 90% aqueous solutions Solutions applied. It is advantageous to use an aqueous solution as it occurs during urea synthesis. Man but can also be a solution of urea or another aminoplast former in aqueous formaldehyde solution of neutral or use weakly acidic pH.

Den Formaldehyd setzt man in Form der handelsüblichen J50- bis 45$igen Lösungen ein. Man kann jedoch auch von wässerigen Lösungen eines Vorkondensates aus Formaldehyd und z. B. Harnstoff, das einen Überschuß an Formaldehyd enthält und durch Absorption von Formaldehyd-Gas in wässeriger Harnstoff-Lösung erhalten werden kann, oder einem Vorkondensat aus Harnstoff und Formaldehyd ausgehen.The formaldehyde is used in the form of the commercially available J50 bis 45 $ solutions. However, one can also use aqueous solutions a precondensate of formaldehyde and z. B. urea, which contains an excess of formaldehyde and by absorption obtained from formaldehyde gas in aqueous urea solution can be, or a precondensate of urea and formaldehyde go out.

Als basischen Bestandteil in der Katalysatorlösung verwendet man Ammoniak oder Amine oder Gemische von beiden, wobei jedoch Ammoniak bevorzugt ist. Als Amine kommen niedermolekulare ein- und mehrwertige Alkylamine und Hydroxyalkylamine in Betracht. Im einzelnen seinen genannt: Methylamin, A'thylamin, Mono-, Dioder Triäthanolamin oder A'thylendiamin.Ammonia or amines or mixtures of both are used as the basic component in the catalyst solution, although Ammonia is preferred. Low molecular weight mono- and polyvalent alkylamines and hydroxyalkylamines are suitable as amines. In detail his mentioned: methylamine, ethylamine, mono-, di- or triethanolamine or ethylenediamine.

Als Säuren verwendet man anorganische oder organische Säuren, mit einem pK-Wert von kleiner als 4,0, wie Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Chloressigsäure, Oxalsäure, Maleinsäure und insbesondere Ameisensäure oder deren saure Salze.The acids used are inorganic or organic acids with a pK value of less than 4.0, such as hydrochloric acid, sulfuric acid, Nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, chloroacetic acid, oxalic acid, maleic acid and especially formic acid or their acidic salts.

Man setzt die Mischung aus Base und Säure bevorzugt in Form einer wässerigen Lösung ein, wobei man einen erheblichen Überschuß an Amin anviendet, der je nach molarem Verhältnis der HauptreaktionsKomponente und mittlerer Verweilzeit in der Kesselkaskade im Bereich von VaI Amin : VaI Säure zwischen 10 und 150, vorzugsweise zwischen I5 und 100, gewählt wird.The mixture of base and acid is preferably used in the form of an aqueous solution, with a considerable excess of amine is used, which depends on the molar ratio of the main reaction component and the average residence time in the tank cascade in the range of VaI amine: VaI acid between 10 and 150, preferably between 15 and 100 is selected.

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- 4 - O.Z. 27 371- 4 - O.Z. 27 371

Die Reaktion wird bei Siedetemperaturen oder nahe der Siedetemperatur der Lösung ausgeführt, d. tu zwischen ungefähr 90 und 105°C.The reaction occurs at or near the boiling point the solution executed, d. do between about 90 and 105 ° C.

Für die Rührkesselkaskade verwendet man Rührkessel üblicher Bauart. Zweckmäßigerweise werden Rührkessel gleicher Größe verwendet, doch können zur Erhöhung der Verweilzeit einzelne Kessel, insbesondere der zweite Rührkessel, größer gewählt werden. Es ist technisch vorteilhaft, wenn man in diesem Fall den zweiten Rührkessel in zwei Rührkessel aufteilt, so daß die Kaskade vorzugsweise aus vier Rührkesseln oder in einer besonders bevorzugten Ausführungsform aus fünf gleichen Rührkesseln besteht.For the stirred kettle cascade, conventional stirred kettles are used. It is advisable to use stirred kettles of the same size, but individual kettles, in particular the second stirred tank can be chosen to be larger. It is technically advantageous if you can do the second in this case The stirred kettle is divided into two stirred kettles, so that the cascade preferably consists of four stirred kettles or a particularly preferred one Embodiment consists of five identical stirred kettles.

Die Rührkessel schaltet man zweckmäßigerweise stufenweise hintereinander, so daß aus einem Überlauf die Lösung durch die Schwerkraft aus dem ersten Kessel in den zweiten und so fort überfließt, Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Überlauf in den jeweils nächsten Kessel über ein Rohr geschieht, das in diesen Kessel tief eintaucht, so daß eine vollständige und gleichmäßige RückVermischung mit dem Kesselinhalt eintritt.The stirred kettles are expediently switched one after the other in stages, so that from one overflow the solution overflows by gravity from the first boiler into the second and so on, It has proven to be particularly advantageous if the overflow into the next boiler takes place via a pipe that immersed deeply in this boiler so that a complete and even back-mixing with the boiler contents occurs.

Im einzelnen geht man bei der erfindungsgemäßen Reaktion so vor, daß man wässerige Lösungen der Reaktionspartner Formaldehyd und z. B- Harnstoff in einer. Mischzone mit einer Katalysatorlösung vermischt und anschließend sofort in den ersten Reaktor der Rührkesselkaskade einführt. Durch Vorwärmen der einzelnen Lösungen auf ca. 50 bis 6o°C wird erreicht, daß sich bereits im ersten Reaktionskessel eine Temperatur von ungefähr 95°C einstellt, so daß in den folgenden Rührkesseln infolge der schwach exothermen Reaktion ohne weitere Energiezufuhr der Siedepunkt erreicht und eingehalten werden kann.In detail, one proceeds in the reaction according to the invention in such a way that aqueous solutions of the reactants formaldehyde and z. B- urea in one. Mixing zone mixed with a catalyst solution and then immediately into the first reactor of the Introduces stirred tank cascade. By preheating the individual solutions to about 50 to 6o ° C it is achieved that already in the first reaction kettle sets a temperature of about 95 ° C, so that in the following stirred kettles as a result of the weak exothermic reaction, the boiling point can be reached and maintained without additional energy input.

Der Aminoplastbildner wird dabei in mindestens 2, bevorzugt drei oder vier Anteilen verschiedenen RUhrkesseln zudosiert. Dabei sollen bei vier Rührkesseln folgende Molverhältnisse von Formaldehyd und Aminoplastbildner, insbesondere Harnstoff, eingehalten werden.The aminoplast former is metered into at least 2, preferably three or four, portions of different stirred tanks. The following molar ratios of formaldehyde and aminoplast former, in particular urea, should be adhered to with four stirred tanks will.

209838/0961 -5-209838/0961 -5-

Rührkessel 1: Molverhältnis PA : HA = Rührkessel 2: Molverhältnis FA : HA = Rührkessel J>: Molverhältnis FA t HA = Rührkessel 4; Molverhältnis FA ; HA =Stirred tank 1: molar ratio PA: HA = stirred tank 2: molar ratio FA: HA = stirred tank J>: molar ratio FA t HA = stirred tank 4; Molar ratio FA; HA =

o.z. 27 371o.z. 27 371

2,1 bis 3,2.1 to 3,

bevorzugt 2,1 bis 2,5;preferably 2.1 to 2.5;

1,8 bis 2,6,
bevorzugt 1,9 bis 2,4;
1.8 to 2.6,
preferably 1.9 to 2.4;

1,6 bis 2,4,
bevorzugt 1,7 bis 2,2;
1.6 to 2.4,
preferably 1.7 to 2.2;

1,4 bis 2,2, · bevorzugt 1,5 bis 2,1.1.4 to 2.2, preferably 1.5 to 2.1.

Bei Verwendung von Vorkondensat-Lösungen aus Formaldehyd und Harnstoff werden innerhalb der angegebenen Molverhältnis-Bereiche bevorzugt die höheren gewählt, während bei Einsatz von Formaldehyd-Lösungen die niedrigeren Werte bevorzugt werden.When using precondensate solutions of formaldehyde and urea, the specified molar ratio ranges the higher values are preferred, while the lower values are preferred when formaldehyde solutions are used.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es wichtig, daß in den einzelnen Reaktionskesseln die angegebenen abgestuften pH-Bereiche eingehalten werden, so daß in dem jeweils folgenden Rührkessel ein deutlich tieferer pH-Wert als in dem vorangehenden Rührkessel vorherrscht. Die von einem Rührkessel zum folgenden überlaufende Reaktionslösung gelangt somit infolge der schnellen Durchmischung praktisch sofort in ein Reaktionsmedium mit tieferem pH-Wert. Da die Geschwindigkeit der Kondensationsreaktion mit der Konzentration an Wasserstoffionen ansteigt, werden demnach auch sprunghaft höhere gleichmäßige Vernetzungsgeschwindigkeit en eingestellt.In the process according to the invention, it is important that the specified graded pH ranges in the individual reaction vessels are maintained, so that in each subsequent stirred tank a significantly lower pH than in the previous one Stirred tank prevails. The reaction solution overflowing from one stirred tank to the next thus arrives as a result of the rapid Mixing practically immediately into a reaction medium with a lower pH value. Because the speed of the condensation reaction increases with the concentration of hydrogen ions, there will also be a sharp increase in the uniform crosslinking speed en set.

Die Einstellung des für die Kondensationsreaktion notwendigen pH-Bereiches kann auf ein Mal durch Zugabe einer geeigneten Katalysatorlösung zusammen mit den Hauptkomponenten Formaldehyd bzw. formaldehydhaltiges Vorkondensat und Aminoplastbildner in eine unmittelbar vor den ersten Rührkessel eingeschaltete Mischzone geschehen. Es ist auch möglich, die angegebenen pH-Wertbereiche durch Zugabe von den pH-regelnden Komponenten in die einzelnen Rührkessel einzustellen. Die Wahl der pH-Stufen wird bestimmt durch Zahl und Größe der einzelnen Rührkessel, d. h. durch die mittlere Verweilzeit in den jeweiligen Kesseln sowie durch Menge und Zusammensetzung des Katalysators. Durch geeignete Wahl können deshalb die erforderlichen pH-Wertbereiche durch einmalige Zugabe des Katalysators in die Mlschzone vor dem ersten Rührkessel eingestellt werden.The pH range required for the condensation reaction can be set all at once by adding a suitable Catalyst solution together with the main components formaldehyde or formaldehyde-containing precondensate and aminoplast former happen in a mixing zone switched on immediately in front of the first stirred tank. It is also possible to use the specified pH ranges by adding the pH-regulating components to the individual stirred kettles. The choice of pH levels is determined by the number and size of the individual stirred kettles, i. H. by the mean residence time in the respective kettles as well as the amount and composition of the catalyst. The required pH value ranges can therefore be achieved through a suitable choice can be set by adding the catalyst once to the sludge zone in front of the first stirred tank.

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-6--6-

- 6 - ο. ζ. 27. 371- 6 - ο. ζ. 27. 371

Die Dosierung wird dabei jeweils so gehandhabt, daß anfangs, d. h. in der Mischzone, bei niedrigerer Temperatur sich ein im alkalischen Bereich liegender pH-Wert einstellt, daß im ersten Rührkessel eine neutrale bis schwach saure Reaktion vorliegt, und daß in den folgenden Kesseln eine jeweils weiter im sauren Bereich liegende pH-Stufe erreicht wird. So können in einer Rührkesselkaskade, die aus fünf gleich großen Rührkesseln besteht, folgende Abstufungen gewählt werden:The dosage is handled in such a way that initially, d. H. in the mixing zone, at a lower temperature, a pH value in the alkaline range is established that in the first A neutral to weakly acidic reaction is present, and that in each of the following kettles one further in the acidic reaction Range lying pH level is reached. In a stirred tank cascade, which consists of five stirred tanks of the same size, the following levels can be selected:

Ausgangs-pH der Mischung: 7*3 bis 8,3 pH in Kessel 1: 6,0 bis 7,0Starting pH of the mixture: 7 * 3 to 8.3 pH in kettle 1: 6.0 to 7.0

pH in Kessel 2: 5,0 bis 6,0pH in Kettle 2: 5.0 to 6.0

pH in Kessel 3: 4,5 bis 5,0pH in Kettle 3: 4.5 to 5.0

pH in Kessel 4: 4,0 bis 4,5pH in Kettle 4: 4.0 to 4.5

pH in Kessel 5; 6,5 bis 7,5.pH in kettle 5; 6.5 to 7.5.

Die Verweilzeit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beträgt in dem basischen pH-Bereich in der Mischzone in der Regel zwischen 5 und 25 Sekunden; in den darauf folgenden übrigen pH-Stufen beträgt die Verweilzeit jeweils ungefähr 5 bis 15 Minuten.In the process according to the invention, the residence time in the basic pH range in the mixing zone is generally between 5 and 25 seconds; in the remaining pH stages that follow, the residence time is approximately 5 to 15 minutes in each case.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man 30 bis 6o$ige Leimlösungen herstellen. Die nach dem neuen Verfahren hergestellten Harzlösungen zeichnen sich durch eine besonders gute Lagerstabilität aus. Der Verfahrensablauf ist weit weniger störanfällig als bei bisher bekannten Verfahren, da bei Ausfall von Energie oder Einsatzstoffen jeder einzelne RUhrkessel sofort neutralisiert und abgekühlt werden kann. Durch die Rückvermischung können Betriebszeiten bis zu 3 000 Stunden ohne Abstellung zur erforderlichen Beseitigung der Krustenbildung erreicht werden. Die Reinigung der Anlage ist dann in wenigen Stunden möglieh. Ferner kann der Durchsatz von dem Ein- bis Dreifachen unter völliger Erhaltung der Typkonformität des Produktes variiert werden. Bemerkenswerterweise ist die hier beschriebene Herstellung von Harzlösungen in einer Rührkesselkaskade auch mit geringem personalaufwand möglich. Es können zwei Straßen von einem Mann überwacht und gewartet werden.With the method according to the invention, 30 to 60% glue solutions can be produced produce. The resin solutions produced by the new process are characterized by a particularly good storage stability the end. The process sequence is far less susceptible to failure than with previously known processes, since if the Energy or input materials, each individual stirred tank can be immediately neutralized and cooled. By backmixing operating times of up to 3,000 hours can be achieved with no shutdown required Elimination of crust formation can be achieved. The system can then be cleaned in a few hours. Further the throughput can be varied from one to three times while maintaining the type conformity of the product. It is noteworthy that the production of resin solutions described here in a stirred tank cascade is also low personnel costs possible. Two streets can be monitored and maintained by one man.

Die so hergestellten Lösungen können unter vermindertem DruckThe solutions prepared in this way can be used under reduced pressure

-7--7-

- 7 - O.Z. 27 371- 7 - O.Z. 27 371

;:c- : ■ . 210975A;: c-: ■. 210975A

in an sieh bekannter Weise zu konzentrierten Harzlösungen (ca. 60 bis 75 ^ Peststoff-Anteil) eingedampft oder in Sprühtrocknern zu Pestharzpulver getrocknet werden.to concentrated resin solutions (approx. 60 to 75 ^ pesticide content) evaporated or in spray dryers to be dried into plague resin powder.

Beispiel 1example 1

Man mischt stündlich und kontinuierlich l400 Gewichtsteile wässerige Formaldehydlösung (35$lg) mit 532 Gewichtsteilen Harnstofflösung (80$ig) und 49,4 Gewichtsteile einer wässerigen Lösung, die 10 Gewichtsteile Ammoniak und 0,25 Gewichtsteile Ameisensäure enthält, in einer Mischzone und leitet die Mischung nach einer Verweilzeit von etwa 20 Sekunden in den ersten von vier Behältern einer Reaktorkaskade ein. Nach einer mittleren Verweilzeit von ca. 12 Minuten gelangt die Lösung jeweils in das folgende Reaktionsgefäß.1400 parts by weight of aqueous formaldehyde solution (35 $ lg) are mixed hourly and continuously with 532 parts by weight Urea solution (80 $ ig) and 49.4 parts by weight of an aqueous Solution containing 10 parts by weight of ammonia and 0.25 parts by weight of formic acid in a mixing zone and directs the mixture after a dwell time of about 20 seconds in the first of four vessels of a reactor cascade. After a middle The solution reaches the following reaction vessel with a residence time of approx. 12 minutes.

In den zweiten und dritten Behälter werden stündlich je 50 und in den vierten stündlich 184 Gewichtsteile der Harnstofflösung eindosiert.Every hour 50 and in the fourth, 184 parts by weight of the urea solution every hour dosed.

Durch das verwendete Katalysatorgemisch stellen sich folgende pH-Werte, gemessen mit Glaselektrode (Zweistabkette) bei 20°C, ein:The catalyst mixture used results in the following pH values, measured with a glass electrode (two-rod chain) at 20 ° C, a:

in der Mischzone pH 8,0pH 8.0 in the mixing zone

im ersten Reaktor pH 6,6pH 6.6 in the first reactor

im zweiten Reaktor pH 5*4in the second reactor pH 5 * 4

im dritten Reaktor pH 4,5.pH 4.5 in the third reactor.

Im vierten Reaktor wird durch Zugabe von verdünnter Natronlauge der pH-Wert auf 7,1 eingestellt.In the fourth reactor, the pH is adjusted to 7.1 by adding dilute sodium hydroxide solution.

Die Temperatur im ersten Reaktor beträgt 940C, im zweiten 101°C, im dritten 1020C, im vierten 1000C.'The temperature in the first reactor is 94 0 C, in the second 101 ° C, the third 102 0 C, in the fourth 100 0 C. '

Die erhaltene Harzlösung wird kontinuierlich unter vermindertem Druck auf eine Konzentration an Harz von 65 Gew.% eingedampft.The resin solution obtained is continuously evaporated under reduced pressure to a concentration of resin of 65 wt.%.

209838/0961209838/0961

- 8 - O.Z. 27 371- 8 - O.Z. 27 371

Beispiel 2Example 2

Durch kontinuierliche Dosierung werden pro Stunde 3835 Gewichtsteile einer wässerigen Vorkondensat-Lösung, die 1535 Gewichtsteile Formaldehyd und 877 Gewichtsteile Harnstoff enthält, 550 Gewichtsteile Harnstoff lösung (90Joig) und 49 Gewichtsteile einer wässerigen Lösung, die 9,8 Gewichtsteile Ammoniak und 1,4 Gewichtsteile Ameisensäure enthält, in einer Mischzone gemischt und sofort ("Verweil ze it ca. 7 Sekunden) in den ersten von fünf Behältern einer Reaktorkaskade eingebracht. Die mittlere Verweilzeit der Lösung in jedem einzelnen Reaktor beträgt ca. 7 Minuten.Through continuous metering, 3835 parts by weight of an aqueous precondensate solution containing 1535 parts by weight of formaldehyde and 877 parts by weight of urea are produced per hour. 550 parts by weight of urea solution (90Joig) and 49 parts by weight an aqueous solution containing 9.8 parts by weight of ammonia and 1.4 parts by weight of formic acid, mixed in a mixing zone and immediately ("dwell time approx. 7 seconds) in the first of five vessels of a reactor cascade introduced. The mean residence time of the solution in each individual reactor is approx. 7 minutes.

In den zweiten Reaktor werden stündlich 116 Gewichtsteile, in den vierten 84,6 und in den fünften 503 Gewichtsteile der Harnstoff-Lösung eindosiert.In the second reactor 116 parts by weight, in the fourth 84.6 and in the fifth 503 parts by weight of the urea solution dosed.

Bedingt durch das eingesetzte Katalysatorgemisch stellen sich folgende pH-Werte, gemessen mit Glaselektrode (Zweistabkette) tei 200C, ein:Due to the mixture of catalyst used make the following pH values measured with a glass electrode (two-bar chain) tei 20 0 C, a:

in der Mischzone pH 7,9in the mixing zone pH 7.9

im ersten Reaktor pH 6,5pH 6.5 in the first reactor

im zweiten Reaktor pH 4,8pH 4.8 in the second reactor

im dritten Reaktor pH 4,3in the third reactor pH 4.3

im vierten Reaktor pH 4,2.in the fourth reactor pH 4.2.

Im fünften Reaktor wird durch Zugabe verdünnter Lauge ein pH-Wert von 7,0 bis 7,3 eingestellt.In the fifth reactor, a pH of 7.0 to 7.3 is set by adding dilute lye.

Die Temperatur im ersten Reaktor beträgt 97°C, im zweiten 100°C, im dritten 101°C, im vierten 10O0C, im fünften 100°C.The temperature in the first reactor is 97 ° C, in the second 100 ° C, the third 101 ° C, in the fourth 10O 0 C, in the fifth 100 ° C.

Die erhaltene Harzlösung enthält über 50 % Feststoff-Anteil. Durch Eindampfen im Vakuum auf einen Feststoff-Anteil von ca. 60 bis 70 % wird eine Harzlösung erhalten, die sehr gute Eigenschaften aufweist.The resin solution obtained contains over 50 % solids. By evaporation in vacuo to a solids content of approx. 60 to 70 % , a resin solution is obtained which has very good properties.

209838/0961209838/0961

- 9 - Ό.ζ. 27 371- 9 - Ό.ζ. 27 371

Beispiel 3Example 3

Durch kontinuierliche Dosierung werden pro Stunde 1106 Gewichtsteile einer wässerigen Vorkondensatlösung von 700C, die 442 Gewichtsteile Formaldehyd und 221 Gewichtsteile Harnstoff enthält, 1060 Gewichtsteile Formaldehyd, IO58 GewichtsteiIe Harnstoff lösung (65 %, 75°C) und 35 Gewichtsteile einer wässerigen Lösung, die 15,9 Gewichtsteile Methylamin und 0,5 Gewichtsteile Schwefelsäure enthält, in einer Mischzone vermischt und sofort in den ersten von fünf Behältern einer Reaktorkaskade eingebracht, Die mittlere Verweilzeit des Gemisches errechnet sich für jeden der gleich großen Reaktoren zu ca. 10 Minuten=By continuously metering in 1106 parts by weight of an aqueous precondensate solution of 70 0 C, the 442 parts by weight of formaldehyde and 221 parts by weight of urea per hour containing 1060 parts by weight of formaldehyde, IO58 GewichtsteiIe urea solution (65%, 75 ° C) and 35 parts by weight of an aqueous solution containing Contains 15.9 parts by weight of methylamine and 0.5 parts by weight of sulfuric acid, mixed in a mixing zone and immediately placed in the first of five containers of a reactor cascade

Art und Menge des Katalysatorgemisches bewirken folgende pH-Werte, -gemessen mit GlaselektrodeThe type and amount of the catalyst mixture cause the following pH values, - measured with glass electrode

In der Mischzone
im ersten Reaktor
im zweiten Reaktor im dritten Reaktor im vierten Reaktor
In the mixing zone
in the first reactor
in the second reactor in the third reactor in the fourth reactor

Im fünften Reaktor stellt man den pH-Wert der Lösung durch Zusatz von verdünnter Natronlauge auf pH ca. 7,2.In the fifth reactor, the pH of the solution is adjusted to approx. 7.2 by adding dilute sodium hydroxide solution.

Die Temperatur im ersten Reaktor beträgt 95°C, im zweiten 1010C, im dritten 10^0C, im vierten 1000C und im fünften 1000C.The temperature in the first reactor is 95 ° C, in the second 101 0 C, in the third 10 ^ 0 C, in the fourth and fifth 100 0 C 100 0 C.

beiat 200C:20 0 C: PHPH 7,67.6 pHpH 6,76.7 pHpH 5,45.4 pHpH 4,64.6 pHpH 4,4.4.4.

Die erhaltene Kondensatlösung zeigt bei Mischung von einem Volumenteil mit 5 Volumenteilen Wasser bei 260C Phasentrennung. Sie ergibt nach Eindampfen im Vakuum auf einen Feststoff-Anteil von ca. 65 % ein Leimharz von ausgezeichneten Gebrauchseigenschaften und sehr guter Lagerstabilität.The condensate solution obtained shows phase separation at 26 ° C. when one part by volume is mixed with 5 parts by volume of water. After evaporation in vacuo to a solids content of approx. 65 % , it gives a glue resin with excellent performance properties and very good storage stability.

209838/0961209838/0961

-10--10-

Claims (5)

- ίο - ο. ζ.27 371- ίο - ο. ζ.27 371 PatentansprücheClaims /. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Aminoplastlösungen durch Kondensation von Aminoplastbildnern mit Formaldehyd in Gegenwart eines Katalysatorgemisches aus Ammoniak oder Amin und Säure oder deren saure Salze in homogener wässeriger Lösung bei Siedetemperatur oder nahe der Siedetemperatur der Lösung in Rührkesseln, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in einer Folge von mindestens drei Rührkesseln unter Rückvermischung der Lösung durchführt, wobei man die zuzugebenden Mengen des Katalysatorgemisches und die Mengen Aminoplastbildner, dessen Hauptmenge nach Mischung mit der Formaldehydlösung in den ersten Rührkessel eingeführt wird und die restliche erforderliche Menge in mindestens einem weiteren Anteil einem der folgenden Rührkessel zudosiert wird, so wählt, daß im ersten Rührkessel ein Molverhältnis Formaldehyd zu Aminoplastbildner von 2,1 bis 3> und ein pH-Wert von 5*5 bis 7,5, im zweiten Rührkessel ein Molverhältnis Formaldehyd zu Aminoplastbildner, von 1,8 bis 2,1 und ein pH-Wert von 4,0 bis 5,0, und im α»ίίίτι riin> Rührkessel ein Molverhältnis Formaldehyd zu Aminoplastbildner von 1,4 bis tr^· und ein pH-Wert von 5,5 bis 7,5 eingehalten wird./. Process for the continuous production of aminoplast solutions by condensation of aminoplast formers with formaldehyde in the presence of a catalyst mixture of ammonia or amine and acid or their acidic salts in homogeneous aqueous solution at the boiling point or near the boiling point of the solution in stirred tanks, characterized in that the reaction is carried out in a A sequence of at least three stirred kettles is carried out with back-mixing of the solution, the amounts of the catalyst mixture to be added and the amounts of aminoplast former, the main amount of which is introduced into the first stirred kettle after mixing with the formaldehyde solution, and the remaining amount required in at least one further portion of one of the following stirred kettles is metered, so that in the first stirred tank a molar ratio of formaldehyde to aminoplast former from 2.1 to 3> and a pH of 5 * 5 to 7.5, in the second stirred tank a molar ratio of formaldehyde to aminoplast from 1.8 to 2.1 and a pH value of 4.0 to 5.0, and in the α »ίίίτι riin> stirred tank a molar ratio of formaldehyde to aminoplast former of 1.4 to tr ^ · and a pH value of 5.5 to 7, 5 is complied with. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in vier oder fünf hintereinandergesohalteten Rührkesseln ausführt.2. The method according to claim 1, characterized in that the reaction is carried out in four or five stirred kettles held one behind the other. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aminoplastbildner Harnstoff verwendet.3. The method according to claim 1, characterized in that urea is used as the aminoplast former. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysatormischung Lösungen verwendet, die Ammoniak oder Amine und Säuren oder deren saure Salze mit einem pK kleiner 4,0 enthalten, wobei das Molverhältnis Ammoniak bzw. Amin zu Säure 10 bis I50 beträgt.4. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst mixture used is solutions which contain ammonia or amines and acids or their acidic salts with a pK less than 4.0, the molar ratio of ammonia or amine to acid being 10 to 150. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man anstelle von reiner Formaldehydlösung Lösungen von Vorkonden-5. The method according to claim 1, characterized in that instead of pure formaldehyde solution, solutions of precondens 209838/0961209838/0961 - Ii - ο.ζ. 27 371- Ii - ο.ζ. 27 371 säten aus Formaldehyd und Harnstoff (mit einem Molverhältnis Formaldehyd zu Harnstoff von. mindestens 1 ; 3*5) verwendet.seeds from formaldehyde and urea (with a molar ratio Formaldehyde to urea from. at least 1; 3 * 5) used. Badische Anilin- & Soda-Fabrik AGBadische Anilin- & Soda-Fabrik AG / S/ S 209838/0961209838/0961
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