DE2215947B1 - Process for the production of phenolic resin glues - Google Patents
Process for the production of phenolic resin gluesInfo
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Description
Es wurde nun gefunden, daß man alkalisch kondensierte wäßrige Phenol-Formaldehyd-Harze der vorstehend beschriebenen Art, die als Bindemittel für Holzwerkstoffe geeignet sind und befriedigendere Eigenschaften als bisher aufweisen, durch stufenweise Kondensation von Phenol mit Formaldehyd in Gegenwart eines alkalischen Mittels mit einem Endmolverhältnis von Phenol zu Formaldehyd zu Alkali von 1 zu (1,5 bis 2,5) zu (0,4 bis 1,5) erhält, wenn manIt has now been found that alkaline condensed aqueous phenol-formaldehyde resins of the above described type, which are suitable as binders for wood-based materials and are more satisfactory Have properties than before, due to the gradual condensation of phenol with formaldehyde in the presence an alkaline agent with a final phenol to formaldehyde to alkali molar ratio of 1 to (1.5 to 2.5) to (0.4 to 1.5) is obtained when one
a) in einer ersten Stufe Phenol, Formaldehyd und 0,1 bis 0,3 Mol Alkali je Mol Phenol mischt, das Reaktionsgemisch so lange bei einer Temperatur unterhalb von 6O0C hält, bis 30 bis 60°/0 des ursprünglich frei anwesenden Formaldehyds gebunden sind, und dann eine Temperatur zwischen 8O0C und dem Siedepunkt des Gemisches einhält, bis die Viskosität der Lösung bei 2O0C einen Wert von etwa 700 bis 3000 cP erreicht, unda) in a first stage, phenol, formaldehyde and 0.1 to 0.3 mole of alkali per mole of phenol mixed, the reaction mixture is as long at a temperature below 6O 0 C until 30 to 60 ° / 0 of the formaldehyde originally present free are bound, and then maintains a temperature between 8O 0 C and the boiling point of the mixture until the viscosity of the solution at 2O 0 C reaches a value of about 700 to 3000 cP, and
b) in an sich bekannter Weise in wenigstens einer weiteren Stufe die restliche Alkalimenge zufügt und so lange weiterkondensiert, bis eine Viskosität von 100 bis 60OcP, gemessen bei 2O0C und bezogen auf eine 50%ige Lösung, erreicht wird.b) in a known manner in at least one further stage, adding the remaining amount of alkali and as long as further condensed until a viscosity of 100 to 60OcP when measured at 2O 0 C and based on a 50% solution is achieved.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung hält man in der ersten Stufe die Temperatur so lange unterhalb von 600C, bis 40 bis 50% des ursprünglich freien Formaldehyds gebunden sind, wobei zunächst 0,15 bis 0,25 Mol Alkali je Mol Phenol anwesend sind, und fügt in wenigstens einer weiteren Stufe die restliche Alkalimenge bei einer Temperatur unterhalb von 800C zu.According to a particular embodiment of the invention, the temperature in the first stage is kept below 60 ° C. until 40 to 50% of the originally free formaldehyde is bound, 0.15 to 0.25 mol of alkali per mol of phenol being initially present , and adds the remaining amount of alkali at a temperature below 80 ° C. in at least one further stage.
Nach einer weiteren, ebenfalls besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird in der ersten Sufe 0,25 bis 0,3 Mol Alkali je Mol Phenol verwendet und die restliche Alkalimenge in wenigstens zwei weiteren Stufen zugefügt. Dabei ist es zweckmäßig, in wenigstens einer der weiteren Stufen eine Temperatur zwischen 80 und 95 0C einzuhalten.According to a further, likewise particularly advantageous embodiment of the invention, 0.25 to 0.3 mol of alkali per mole of phenol is used in the first stage and the remaining amount of alkali is added in at least two further stages. It is expedient to maintain a temperature between 80 and 95 ° C. in at least one of the further stages.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, die letzte Menge Alkali in der letzten Stufe bei einer Temperatur unterhalb von 7O0C zuzufügen und weiteres Erhitzen zu unterlassen.It has further proved to be advantageous to add the final amount of alkali in the final stage at a temperature below 7O 0 C and to refrain from further heating.
Die vorstehend zur Kennzeichnung des Kondensationszustandes verwendeten Viskositätsangaben beziehen sich auf die technisch üblichen Harzgehalte der fertigen Lösungen, d. h. etwa 48 bis 50 %> die als Trockenrückstand der Lösung bestimmt werden können. Anders konzentrierte Lösungen weisen natürlich entsprechend höhere oder niedrigere Viskositäten auf, die durch Aufstellung von Eichkurven in bekannter Weise ermittelt werden können.The viscosity data used above to characterize the state of condensation relate to the resin contents of the finished solutions which are customary in industry, d. H. about 48 to 50%> which can be determined as the dry residue of the solution. Solutions with a different concentration naturally show correspondingly higher or lower viscosities, which can be determined by setting up calibration curves in known Way can be determined.
Für die Ausführung der Erfindung ist die Kenntnis des jeweils ungebundenen Gehalts des Reaktionsgemisches an freiem Formaldehyd von Bedeutung.Knowledge of the unbound content of the reaction mixture in each case is essential for carrying out the invention of free formaldehyde is important.
Bestimmungsverfahren für freien Formaldehyd insbesondere auch in Gegenwart von Alkali sind bekannt. Jedoch hat es sich für die praktische Ausübung der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, nach Pfeil und S c h r ο t h, Zeitschrift für analytische Chemie, 134, 333 (1952), bzw. nach J. I. de J ο η g, Recueil des Traveaux de Chimie, 72, 356 (1953), zu verfahren:Methods of determination for free formaldehyde, especially in the presence of alkali, are known. However, it has been found advantageous in the practice of the invention, according to Pfeil und S c h r ο t h, magazine for analytical Chemie, 134, 333 (1952), or after J.I. de Jο η g, Recueil des Traveaux de Chimie, 72, 356 (1953) procedure:
1. Grundlagen der Methode1. Basics of the method
Formaldehyd verbindet sich mit KCN bzw. HCN zum Glykolsäurenitril, Man wendet eine bekannte Menge an KCN an und titriert den KCN-Überschuß mit eingestellter Hg(II)-nitrat-Lösung zurück. Als Metall-Indikator dient Diphenylcarbazon mit Umschlag von farblos nach Violett.Formaldehyde combines with KCN or HCN to form glycolonitrile, a known one is used Amount of KCN and back-titrate the KCN excess with adjusted Hg (II) nitrate solution. as The metal indicator is diphenylcarbazone with a change from colorless to purple.
2. Reagenzien2. Reagents
a) Ο,ΐη-KCN-Lösung;a) Ο, ΐη-KCN solution;
b) 0,ln-Hg(NO3)2-Lösung;b) 0.1 In-Hg (NO 3 ) 2 solution;
c) ln-Natronlauge;c) ln sodium hydroxide solution;
d) 2n-Salpetersäure;d) 2N nitric acid;
ίο e) Natriumacetat (fest);ίο e) sodium acetate (solid);
f) 1 %ige methanolische Diphenylcarbazon-Lösung.f) 1% methanolic e diphenylcarbazone solution.
3. Titerstellung Cyankali-Lösung3. Determination of the titer of the cyanogen potassium solution
Man löst 6,5 g KCN mit destilliertem Wasser zu 1000 ml. Zur Titerherstellung werden 50 ml dieser Lösung mit 5 ml η-Natronlauge alkalisch gestellt und anschließend mit O,ln-Silbernitrat-Lösung mit bekanntem Normalfaktor (nx) titriert. Endpunkt:6.5 g of KCN are dissolved in 1000 ml of distilled water. To produce the titer, 50 ml of this solution are made alkaline with 5 ml of η-sodium hydroxide solution and then titrated with O, ln-silver nitrate solution with a known normal factor (n x ). End point:
Bleibende weiße Trübung gegen schwarze Unterlage. Verbrauch in ml = V (ImI 0,In-AgNO3 ^ 2 ml Ο,ΐη-KCN-Lösung).Permanent white haze against a black surface. Consumption in ml = V (ImI 0, In-AgNO 3 ^ 2 ml Ο, ΐη-KCN solution).
4. Titerstellung der Quecksilbernitrat-Lösung4. Titer determination of the mercury nitrate solution
Man löst 16,25 g Hg(II)-nitrat im 1000-ml-Meßkolben
mit schwach salpetersaurem destillertem Wasser. Zur Titerstellung werden 50 ml eingestellter KCN-Lösung
vorgelegt (Pipette), 5 ml Normal-Natronlauge und 8 bis 10 Topfen Diphenylcarbazon-Lösung zugefügt.
Die Farbe der alkalischen Lösung ist rötlich. Die Lösung wird mit Wasser auf etwa 100 ml verdünnt,
mit 2n-Salpetersäure tropfenweise versetzt, bis die Lösung gerade von Orangerot nach farblos umschlägt.
Dann wird sofort mit der einzustellenden Hg(II)-nitrat-Lösung bis zur bleibenden Violettfärbung
(mindestens 1 Minute) titriert. Verbrauch in ml = V2.
Der Umschlag des Metall-Indikators Diphenylcarbazon ist stark pH-abhängig. Falls die Hg(II)-nitrat-Lösung
stark sauer ist, muß kurz vor dem Erreichen des Endpunktes die überschüssige Säure mit ln-Natronlauge
neutralisiert werden, um einen scharfen Umschlag von farblos nach Violett zu bekommen.
ImI 0,In-KCN ^ 1 ml O,ln-Hg(II)-nitrat-Lösung.16.25 g of Hg (II) nitrate are dissolved in a 1000 ml volumetric flask with slightly nitric acid distilled water. To determine the titer, 50 ml of the adjusted KCN solution are placed in a pipette, 5 ml of normal sodium hydroxide solution and 8 to 10 drops of diphenylcarbazone solution are added. The color of the alkaline solution is reddish. The solution is diluted to about 100 ml with water, and 2N nitric acid is added dropwise until the solution just changes from orange-red to colorless. Then immediately titrate with the Hg (II) nitrate solution to be adjusted until it remains purple (at least 1 minute). Consumption in ml = V 2 . The change in the metal indicator diphenylcarbazone is strongly pH-dependent. If the Hg (II) nitrate solution is strongly acidic, the excess acid must be neutralized with ln sodium hydroxide solution shortly before the end point is reached in order to get a sharp change from colorless to purple.
ImI 0, In-KCN ^ 1 ml of O, ln-Hg (II) nitrate solution.
5. Ausführung der Bestimmung5. Execution of the determination
a) Formalin-Lösunga) Formalin solution
3 g 36 %'ge Formaldehydlösung werden auf der Analysenwaage abgewogen, in einen 500-ml-Meßkolben überführt und mit destilliertem Wasser aufgefüllt. Ein aliquoter Teil (25 ml), wird in einen 300-ml-Erlenmeyerkolben pipettiert, 50 ml eingestellte KCN-Lösung und 5 ml (Bürette) η-Natronlauge zugegeben, auf etwa 100 ml mit destilliertem Wasser verdünnt und nach 5 Minuten Stehen 8 Tropfen Diphenylcarbazon-Lösung zugesetzt; mit 2n-Salpetersäure (Bürette) wird die Probe auf farblos schwach sauer eingestellt und anschließend mit Hg(II)-nitrat-Lösung bis zum Umschlag nach Violettblau titriert. Verbrauch in ml = V3. Zweckmäßig fängt man die Säure der zugesetzten Hg(II)-nitrat-Lösung kurz vor dem Umschlag mit einigen Tropfen ln-Natronlauge ab oder puffert durch Zugabe von 2 bis 3 g Natrium-Acetat.3 g 36% 'e g formaldehyde solution are weighed on the analytical balance, transferred to a 500 ml volumetric flask and made up with distilled water. An aliquot (25 ml) is pipetted into a 300 ml Erlenmeyer flask, 50 ml of adjusted KCN solution and 5 ml (burette) η sodium hydroxide solution are added, diluted to about 100 ml with distilled water and 8 drops after standing for 5 minutes Diphenylcarbazone solution added; the sample is adjusted to colorless, weakly acidic with 2N nitric acid (burette) and then titrated with Hg (II) nitrate solution until it changes to violet blue. Consumption in ml = V 3 . The acid of the added Hg (II) nitrate solution is expediently trapped with a few drops of sodium hydroxide solution shortly before the envelope, or it is buffered by adding 2 to 3 g of sodium acetate.
(De Jong empfiehlt 90 %ige wäßrige Pyridin-Lösung als Puffer, die jedoch auf Grund vorliegender Versuche nicht verwendet wird, weil die Puffer-Kapazität zu gering ist.)(De Jong recommends 90% strength aqueous pyridine solution e as a buffer which is not used on the basis of existing tests, because the buffer capacity is too low.)
b) Phenolharzb) phenolic resin
400 bis 1500 mg Phenolharzlösung (je nach freiem Formaldehyd-Gehalt) werden auf der Analysenwaage abgewogen und in einen 300-ml-Erlenmeyerkolben überführt. Die weitere Bestimmung erfolgt wie unter 3 a) für die Formaldehyd-Lösung beschrieben.400 to 1500 mg phenolic resin solution (depending on the free formaldehyde content) are placed on the analytical balance weighed and placed in a 300 ml conical flask convicted. The further determination is carried out as described under 3 a) for the formaldehyde solution.
6. Berechnung6. Calculation
n2 =n 2 =
50
50·η2 50
50 η 2
= 0,04 · F1 · nx;= 0.04 x F 1 x n x ;
C = 6000 · nx C = 6000 x n x
Vi Vi
· (K, - F3)(K, - F 3 )
V9-EV 9 -E
Für Ti1 = 0,1000 gilt die vereinfachte Form:
C = 600 · % freier Formaldehyd.For Ti 1 = 0.1000 the simplified form applies:
C = 600 % free formaldehyde.
V2-EV 2 -E
Es bedeutet:It means:
Ti1 — Normalfaktor der Silbernitrat-Lösung; Ti 1 - normal factor of the silver nitrate solution;
n2 = Normalfaktor der KCN-Lösung;n 2 = normal factor of the KCN solution;
n3 = Normalfaktor der Hg(II)-nitrat-Lösung;n 3 = normal factor of the Hg (II) nitrate solution;
V1 = Verbrauch in ml 0,ln-AgNOs-Lösung
pro 50 ml KCN-Lösung; V 1 = consumption in ml of 0.1 In-AgNO s solution
per 50 ml of KCN solution;
F2 = Verbrauch in ml 0,ln-Hg(NO3)2-Lösung
pro 50 ml KCN-Lösung;F 2 = consumption in ml of 0.1 ln-Hg (NO 3 ) 2 solution
per 50 ml of KCN solution;
F3 = Verbrauch in ml 0,ln-Hg(NO3)2-Lösung
für die untersuchte Probelösung bei Vorlage von 50 ml 0,ln-KCN-Lösung;F 3 = consumption in ml of 0.1 ln-Hg (NO 3 ) 2 solution
for the examined sample solution upon presentation of 50 ml of 0.1n-KCN solution;
C = Gehalt an freiem Formaldehyd in Gewichtsprozent;
ίο E = Einwaage in mg pro titrierte Probe. C = free formaldehyde content in percent by weight;
ίο E = weight in mg per titrated sample.
Phenolharze nach der Erfindung haben mit besonderem Vorteil ein Molverhältnis von Phenol zu Formaldehyd wie 1:1,8 bis 1: 2,2 bei einem Alkaligehalt (bezogen auf Phenol) von 0,5 bis 1,3 Mol. Sie haben einen als Trockenrückstand bestimmbaren Harzgehalt von 40 bis 60, insbesondere 45 bis 55 %·Phenolic resins according to the invention have a molar ratio of phenol to formaldehyde with particular advantage like 1: 1.8 to 1: 2.2 with an alkali content (based on on phenol) from 0.5 to 1.3 mol. They have a resin content of 40 to 60, especially 45 to 55%
So wurden beispielsweise bei der Kondensation von Phenol mit Formaldehyd im Molverhältnis von 1:2 in einem dreistufigen Verfahren je 0,25 Mol NaOH pro Stufe zugesetzt und die in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Gelierzeiten erzielt: Die Gelierzeit in Minuten wird dabei ohne Härterzusatz an den unverdünnten Lösungen (etwa 50% Harzgehalt) bei 1000C in der Weise gemessen, daß eine Probe der Harzlösung in einem geeigneten Reagenzglas in ein kochendes Wasserbad getaucht und die Zeit gemessen wird, die bis zur deutlichen Gelbildung verstreicht.For example, in the condensation of phenol with formaldehyde in a molar ratio of 1: 2 in a three-stage process, 0.25 mol of NaOH was added per stage and the gelling times listed in the table below were achieved: The gelling time in minutes is achieved without adding hardener to the undiluted Solutions (about 50% resin content) measured at 100 0 C in such a way that a sample of the resin solution in a suitable test tube is immersed in a boiling water bath and the time is measured which elapses until a clear gel formation.
(Minuten)Condensation time
(Minutes)
145
1530th
145
15th
125
1045
125
10
65
7055
65
70
55
1560
55
15th
20
070
20th
0
1. Stufe (Ende 100° C) 1st stage (end of 100 ° C)
2. Stufe (8O0C) 2nd stage (8O 0 C)
3. Stufe (500C) 3rd stage (50 0 C)
Viskosität (cP) bei 200C Viscosity (cP) at 20 ° C
Gelierzeit bei 1000C ohne Härter
(Minuten) Gelling time at 100 0 C without hardener
(Minutes)
Die in den nachstehenden Beispielen enthaltenen Angaben in Teilen und Prozenten beziehen sich, sofern nicht anders vermerkt, auf das Gewicht.The parts and percentages contained in the examples below relate to the extent that not otherwise noted, on weight.
1185 Teile Phenol, 1920 Teile 40%iger Formaldehyd und 630 Teile Wasser werden vorgelegt. Bei 40° C werden innerhalb von 5 Minuten 155 Teile 50 %iger Natronlauge zugegeben. Das Molverhältnis von Phenol zu Formaldehyd zu NaOH beträgt 1:2:0,15, wobei zu Beginn der Reaktion ein Gehalt von 19,8 % freien Formaldehyds vorliegt. Unter Einhaltung einer Temperatur von 400C wurde insgesamt 150 Minuten kondensiert und die Abnahme an freiem Formaldehyd laufend gemessen (siehe A b b. 1; in der Abbildung bedeutet die durchgezogene Linie den Temperaturverlauf, die gestrichelte den Gehalt an freiem Formaldehyd).1185 parts of phenol, 1920 parts of 40% formaldehyde and 630 parts of water are initially introduced. At 40 ° C., 155 parts of 50% strength sodium hydroxide solution are added over the course of 5 minutes. The molar ratio of phenol to formaldehyde to NaOH is 1: 2: 0.15, with a free formaldehyde content of 19.8% being present at the start of the reaction. While maintaining a temperature of 40 ° C., condensation was carried out for a total of 150 minutes and the decrease in free formaldehyde was measured continuously (see A b b. 1; in the figure, the solid line denotes the temperature profile, the dashed line denotes the free formaldehyde content).
Nach 150 Minuten liegt der Gehalt an freiem Formaldehyd bei 10,3 °/o. Das entspricht einer Bindung von 48% des eingesetzten Formaldehyds. Innerhalb von 7 Minuten wird das Reaktionsgemisch auf 1000C erwärmt und bei dieser Temperatur 33 Minuten gehalten, wobei eine Viskosität von etwa 1000 cP (bei 200C gemessen) erreicht wird. Während dieser Zeit wird die Restmenge des Formaldehyds quantitativ gebunden. Nach schnellem Abkühlen auf 800C werden 360 Teile 50°/0iger Natronlauge bei 800C schnell eingetragen und 30 Minuten bei 800C bis zu einer Viskosität von etwa 750 cP (bei 200C gemessen) kondensiert. Das Gesamtmolverhältnis von Phenol zu Formaldehyd zu NaOH entspricht in diesem Zeitpunkt 1:2: 0,5. Danach wird innerhalb von weiteren 10 Minuten die Harzlösung auf 50°C abgekühlt. Unter weiterer Kühlung werden unterhalb von 500C 258 Teile 50°/0iger Natronlauge zudosiert. Das so erhaltene Phenolharz weist ein Endmolverhältnis von 1:2: 0,75 auf. Es werden etwa 4500 Teile eines wäßrigen Phenolharzes mit einem Feststoff gehalt von 48 %, einem Alkaligehalt von 8,57% NaOH und einer Viskosität von 285 cP (bei 20° C gemessen) erhalten. Die Gelierzeit bei 100° C ohne Härterzusatz beträgt 29 Minuten. After 150 minutes the free formaldehyde content is 10.3%. This corresponds to a binding of 48% of the formaldehyde used. The reaction mixture is heated to 100 ° C. within 7 minutes and held at this temperature for 33 minutes, a viscosity of about 1000 cP ( measured at 20 ° C.) being achieved. During this time, the remaining amount of formaldehyde is quantitatively bound. After rapid cooling to 80 0 C, 360 parts quickly entered ° / 0 sodium hydroxide solution at 80 0 C and 50 (measured at 20 0 C) for 30 minutes at 80 0 C up to a viscosity of about 750 cP condensed. The total molar ratio of phenol to formaldehyde to NaOH at this point in time corresponds to 1: 2: 0.5. The resin solution is then cooled to 50 ° C. within a further 10 minutes. Under further cooling, 258 parts of 50 ° / 0 sodium hydroxide solution metered in below 50 0C. The phenolic resin thus obtained has a final molar ratio of 1: 2: 0.75. About 4500 parts of an aqueous phenolic resin with a solids content of 48%, an alkali content of 8.57% NaOH and a viscosity of 285 cP (measured at 20 ° C.) are obtained. The gel time at 100 ° C without the addition of hardener is 29 minutes.
Zu einer Mischung von 1120 Teilen Phenol, 1780 Teilen einer 40%igen (Gewichtsprozent) unstabilisierten Formaldehydlösung und 527 Teilen Wasser werden unter Kühlen bei 55° C innerhalb von 5 Minuten 241 Teile einer 50 %igen wäßrigen Natriumhydroxid-To a mixture of 1120 parts of phenol, 1780 parts of a 40% (weight percent) solution and 527 parts of unstabilized formaldehyde water under cooling at 55 ° C within 5 minutes 241 parts of a 50% strength aqueous sodium hydroxide en
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lösung zudosieri. Da- MoKerhältnis vor Phenol zu halten, wobei nach dieser Zei: ein Gehal: \όγ ιλ5η'„
Formaldehyd ζ ι; NaOK betrag; 1:2:0.25. Die in freien Formaldehyd vorlieg;. Da- entsprich! einer
dieser Mischung enthaltene Menge an freiem Form- Bindung von 47" „ des eingesetzter Formaldehyds
aidehyd betrag; zu Beginn der Reaktion 19.4",.. Die (A b b. 3: in der Abbildung bedeute; die durchge-Abnahme
des freien Formaldehvds wurde iauferc ö zogene Linie den Temperatur erlauf, die gestrichelte
gemesser, und is; im Diagramm der A b b. 2 in Ab- den Gehalt an freiem Formaldehyd i. Anschließend
hängigkeit von der Reaktionszeit eingetragen. Nach wird auf 100 bi>
]02 C aufgeheiz;. wobei innerhalb einer Reaktionsdauer vor. 30 Minuten bei 55 C ent- von 30 Minuten die Restmenge des Formaldehyds
hält die Reaktionslösung nur noch 9",„ freien Form- einkondensiert wird. Nachdem das Reaktionsgemisch
aidehyd. d. h.. 5?.5" „ des eingesetzten Formaldehyd* io 45 Minuten bei 100 bis 102 C erhitzt worden ist. weist
sind zu diesem Zeitpunkt gebunden. Innerhalb von die Harzlösung eine Viskosität von etwa 300OcP
5 Minuten wird das Gemisch von 55 auf 100: C. d. h. (bei 20"C gemessen) auf. Nach schnellem Abkühlen
bis zum Siedepunkt, erhitzt. Hierbei wird der restliche auf 80;C werden 2S6 Teile 50r'/0iger Natronlauge
freie Formaldehyd innerhalb vor 20 Minuten quanti- innerhalb von 5 Minuten eingetragen. Nach weiteren
tativ gebunden (siehe A b b. 2: in der Abbildung be- 15 10 Minuten werden bei 80;C nochmals 228 Teile
deutet die durchgezogene Linie den Temperaturver- 50°,0 Natronlauge schnell zudosiert und so lange
lauf, die gestrichelte den Gehalt an freiem Formalde- weiterkondensiert, bis die Harzlösung eine Viskosität
hyd). Nach einer Gesamtreaktionszeit von "3 Minuten von etwa 50OcP Cbei 20'C gemessen) erreicht. Unter
wird eine Viskosität von etwa 140OcP (bei 20 "C ge- raschem Abkühlen auf Raumtemperatur werden
messen) erreicht. Danach wird schnell auf 80: C ab- 20 95 Teile 50°.niger Natronlauge zugegeben. Es werden
gekühlt und das Reaktionsgemisch bei 80'C mit 4560 Teile Harzlösung mit einem Trockenrückstand
241 Teilen 50° oiger Natronlauge versetzt. Nach 10 Mi- von 45.4% und einer Viskosität von 310 cP bei 202C
nuten werden nochmals 232 Teile 50%iger Natron- erhalten. Die Geiierzeit bei 100cC ohne Härterzusatz
lauge bei 80: C zugesetzt. Das Gesamtmolverhältnis beträgt 27 Minuten. Die Harzlösung weist ein Endvon
Phenol zu Formaldehyd zu NaOH beträgt in 25 molverhältnis von Phenol zu Formaldehyd zu NaOH
diesem Stadium 1:2: 0.75. Es wird bei 80cC so lange von 1:2: 0.84 auf. Der Temperaturverlauf und die
kondensiert, bis eine Viskosität von etwa 850 cP Formaldehydbindung während der Kondensation sind
(bei 20: C gemessen 1 erreicht wird. Hierzu werden bei in A b b. 3 dargestellt. Der Alkaligehalt liegt bei 8,6%.
80'"C etwa 85 Minuten benötigt. Danach wird schnell . .
abgekühlt und die Harzlösung mit 88 Teilen einer 30 13 e 1 s ρ 1 e 1 4
50 %igen Natronlauge und 343 Teilen Wasser versetzt. Zu 1600 Teilen Phenol werden 2546 Teile einer
Es werden 4570 Teile einer Flarzlösung mit einem 40%igen unstabilisierten wäßrigen Formaldehyd-Trockenrückstand
von 46(' „ und einem NaOH-Gehalt lösung und 750 Teile Wasser zudosiert. Zu dieser Lövon
S.64% erhalten. Das Endmolverhältnis von sung werden unter Rühren kontinuierlich 345 Teile
Phenol zu Formaldehyd zu NaOH beträgt 1: 2: 0,84. 35 einer 50%igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung so
Dieses Harz weist eine Viskosität von 260 cP (bei zugegeben, daß die Reaktionstemperatur während der
20'" C gemessen) und eine Gelierzeit von 31 Minuten Zugabe von Raumtemperatur auf 60"C ansteigt,
bei 100'C ohne Härterzusatz auf. In A b b. 2 ist der Hierbei werden 60% der eingesetzten Formaldehyd-Abfall
von freiem Formaldehyd sowie der Tempera- menge gebunden. Das Molverhältnis Phenol zu
turverlauf während der Kondensation wiedergegeben. 40 Formaldehyd zu NaOH beträgt zu diesem Zeitpunkt
. . 1:2:0,254. Danach wird in 10 Minuten auf Siedele
ei spiel 0 temperatur (100GC) aufgeheizt und bis zu einer
In einer Rührapparatur werden zu einer auf Raum- Viskosität von etwa 125OcP (bei 2OC gemessen)
temperatur befindlichen Mischung von 1120 Teilen kondensiert, wozu etwa 80 Minuten benötigt werden.
Phenol, 1780 Teilen 40" „iger Formaldehydlösung und 45 Anschließend wird schnell auf 80"C abgekühlt. Inner-870
Teilen Wasser innerhalb von 50 Minuten 190 Teüe halb von 10 Minuten werden weitere 345 Teile
einer 50" „igen Natronlauge in der Weise eingetragen, 50%,iger Natriumhydroxidlösungzudcsiert und weitere
daß die Temperatur in den ersten 30 Minuten auf 10 Minuten bei 80:C gehalten, bis die Lösung eine
40:C ansteigt und danach bei 40"C durch Kühlen Viskosität von 75OcP (bei 20 C) gemessen) hat. Dagehaken
wird. Das Molverhältnis von Phenol zu Form- 50 nach werden unter schnellem Abkühlen auf 3O0C
aidehyd zu NaOH beträgt 1:2:0.2. Der Gehalt an nochmals 330 Teile 50%iger NatriumhydroxidlöEung
freiem Formaldehyd beträgt zu Beginn der Reaktion zugegeben. Es werden 5900 Teile einer 48,2%igen
vor dem Zusatz der Natronlauge 18,9%. während die Phenolharzlösung mit einem Endmolverhältnis von
Summe des freien und gebundenen Formaldehyds Phenol zu Formaldehyd zu NaOH von 1:2:0,75
nach Zugabe der ersten Natronlaugenmenge 18% 55 erhalten. Eie Gelierzeit dieses Harzes beträgt ohne
ergibt. Das Reaktionsgemisch wird bis zu einer Ge- Härter 33 Minuten, der Alkaligehi.lt 8.6%. de Vissamtreaktionsdauer
von 130 Minuten bei 4O0C ge- kosität 260 cP bei 20: C.dosing solution. To keep this ratio in front of phenol, where after this line: a content: \ όγ ι λ5 η '"formaldehyde ζ ι; NaOK amount; 1: 2: 0.25. Which exist in free formaldehyde. Corresponding to this! one of this mixture contained an amount of free form-binding of 47 "" of the formaldehyde aidehyde used; at the beginning of the reaction 19.4 ", .. The (A b b The overhead drawn line shows the temperature, the dashed line is measured, and in the diagram in Fig. 2, the free formaldehyde content is entered as a function of the reaction time ;. Within a reaction time of .30 minutes at 55 ° C. or 30 minutes, the residual amount of formaldehyde only holds 9 "," free form - is condensed in. After the reaction mixture aidehyd. ie. of the formaldehyde used has been heated for 45 minutes at 100 to 102 ° C. has bound at this point in time. Within 5 minutes, the resin solution has a viscosity of about 300 ° C., the mixture increases from 55 to 100: C. ie (at 20 "C. measured) after a quick Cooling to boiling point, heated. Here the rest is set to 80 ; C 2S6 parts 50 r '/ 0 sodium hydroxide solution free formaldehyde within 20 minutes ago quantitative within 5 minutes was added. . After a further tively linked (see A b b 2: in the image loading 15 10 minutes at 80 C again 228 parts of the solid line indicates the Temperaturver- 50 °, quickly metered 0 sodium hydroxide solution and run as long dashed the Free formaldehyde content is further condensed until the resin solution has a viscosity hyd). After a total reaction time of 3 minutes of about 50 ° C. at 20 ° C., a viscosity of about 140 ° C. is reached (measured at 20 ° C. rapid cooling to room temperature). Then it quickly drops to 80 : C- 20 95 parts 50 °. n iger sodium hydroxide solution added. It is cooled and the reaction mixture at 80'C with 4560 parts of resin solution having a dry residue of 241 parts offset 50 ° o aqueous sodium hydroxide solution. After 10 minutes of 45.4% and a viscosity of 310 cP at 20 2 C, another 232 parts of 50% sodium hydroxide are obtained. The gel time at 100 c C without addition of hardener caustic at 80 : C added. The total molar ratio is 27 minutes. The resin solution has an end from phenol to formaldehyde to NaOH in a 25 molar ratio of phenol to formaldehyde to NaOH at this stage is 1: 2: 0.75. At 80 c C it will increase from 1: 2: 0.84 for as long. The temperature profile and the condenses until a viscosity of about 850 cP formaldehyde binding is achieved during the condensation ( measured at 20: C 1 is reached. For this purpose are shown at in A b b. 3. The alkali content is 8.6%. 80 '"C takes about 85 minutes. After that, it quickly...
cooled and the resin solution with 88 parts of a 30 13 e 1 s ρ 1 e 1 4
50% sodium hydroxide solution and 343 parts of water were added. To 1,600 parts of phenol were 2546 parts of an 4570 are parts of a Flarzlösung with a 40% aqueous formaldehyde unstabilized dry residue of 46 ( "'and an NaOH content solution and metered in 750 parts of water. To get this Lövon p.64%. The final molar ratio of solution is 345 parts of phenol to formaldehyde to NaOH continuously with stirring is 1: 2: 0.84. 35 of a 50% aqueous sodium hydroxide solution '"C measured) and a gel time of 31 minutes addition increases from room temperature to 60" C, at 100 ° C without the addition of hardener. In A b b The molar ratio of phenol to the course of the condensation is shown: 40 Formaldehyde to NaOH at this point in time is ... 1: 2: 0.254 mperatur (100 G C) and heated up to a temperature of 1120 parts, which takes about 80 minutes, are condensed in a stirrer apparatus to give a mixture of 1120 parts at a room viscosity of about 125 ° cP (measured at 20 ° C.). Phenol, 1780 parts of 40 "strength formaldehyde solution and 45" C. It is then rapidly cooled to 80 "C. Within 870 parts of water within 50 minutes 190 parts of 10 minutes, a further 345 parts of 50% sodium hydroxide solution are added in the manner, 50% sodium hydroxide solution is added and further that the temperature in the first 30 minutes to 10 minutes at 80 : C held until the solution rises to 40: C and then has a viscosity of 75OcP (measured at 20 C) by cooling at 40 "C). Is hooked. The molar ratio of phenol to form-50 after being cooled rapidly to 3O 0 C aldehyde to NaOH is 1: 2: 0.2. The content of a further 330 parts of 50% sodium hydroxide solution free formaldehyde is added at the beginning of the reaction. There are 5900 parts of a 48.2% strength before the addition of the sodium hydroxide solution 18.9%. while the phenolic resin solution with a final molar ratio of the sum of the free and bound formaldehyde phenol to formaldehyde to NaOH of 1: 2: 0.75 received 18% 55 after addition of the first amount of sodium hydroxide solution. A gel time of this resin is without results. The reaction mixture is hardened for 33 minutes, the alkali content is 8.6%. de Vissamtreaktionsdauer of 130 minutes at 4O 0 C overall viscosity by 260 cps at 20: C.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
COPY 309 539 528COPY 309 539 528
Claims (1)
daß man Ein Phenolharz härtet im allgemeinen um soby stepwise condensation of phenol with Now it is known that the average condensation formaldehyde in the presence of an alkaline degree - i.e. the average molecular size - agent with a final molar ratio of phenol and its composition of low molecular weight to formaldehyde to alkali of 1 to (1.5 up to 2.5) to io and higher molecular proportions the property profile (0.4 to 1.5), characterized by the fact that condensate resins essentially determine:
that a phenolic resin is generally cured in the same way
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B1 | Publication of the examined application without previous publication of unexamined application |