DE2337233B1 - Verfahren zur Herstellung von reinen oder modifizierten,alkalisch kondensierten Phenol-Aldehydharzloesungen ueber ein lagerfaehiges Vorkondensat - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von reinen oder modifizierten,alkalisch kondensierten Phenol-Aldehydharzloesungen ueber ein lagerfaehiges VorkondensatInfo
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Description
Feststoffgehalt (%) ....
Viskosität (Sek.)
Gelierzeit bei 10O0C
(Min.)
(Min.)
Gehalt an freiem Formaldehyd (%)
A | B |
47,8 | 47,9 |
52 | 54 |
43 | 41 |
0,3 | 0,4 |
47,8
53
53
43
0,5
0,5
Wie aus den unter C aufgeführten Spezifikationswerten
hervorgeht, stimmen die Werte der beiden Harze A und B mit diesen gut überein.
Damit ist aber noch nichts über ihre anwendungstechnischen Eigenschaften gesagt. In der Tabelle 2
sind die anwendungstechnischen Werte als Spanholzbindemittel aufgeführt.
Biegefestigkeit (kp/cm2)
Querzugfestigkeit V 20
(kp/cm2)
(kp/cm2)
Querzugfestigkeit VlOO
(kp/cm2)
(kp/cm2)
Dickenquellung (%)
nach 2 Stunden
nach 24 Stunden ....
A | B |
260 | 265 |
10,2 | 10,5 |
3,4 | 3,5 |
3 8 |
OO U) |
250
10,0
3,5
3
10,0
3,5
3
ausgeht, das bereits das gewünschte Phenol-Aldehyd-Mol-Verhältnis aufweist oder ob man, um dies zu
erreichen, noch. Einsatzstoffe nachdosieren muß.
Damit ist man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Lage, mit einem einzigen lagerfähigen
Vorkondensat eine ganze Palette der verschiedensten Resole herzustellen.
An Hand der folgenden Beispiele sei das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.
Es wird ein Vorkondensat, das auf 1 Mol Phenol 2,55 Mol Formaldehyd (37%ig) enthält, mit 0,63 Mol
Natronlauge (50%ig) auf eine Viskosität von 15 Sekunden, gemessen im 4-mm-DIN-Becher bei 200C,
und einem Feststoffgehalt von 48% kondensiert.
A. 100 Gewichtsteile dieses frisch hergestellten Vorkondensats
werden unter Zusatz von 9 Gewichtsteilen einer 50%igen Natronlauge innerhalb von
1,5 Stunden bei 850C bis zu einer Viskosität von 50 Sekunden (4-mm-DIN-Becher) nachkondensiert.
B. Im Vergleich hierzu wird ein bereits über 3 Monate altes Vorkondensat gleicher Zusammensetzung,
bei dem die Viskosität während der Lagerung von 15 auf 17 Sekunden gestiegen ist, innerhalb
von 1 Stunde entsprechend nachkondensiert. Die spezifischen Kenndaten beider Harze gehen aus
der Tabelle I hervor.
35 Werte ausgezeichnet mit den unter C aufgeführten Spezifikationswerten überein, so daß daraus klar
hervorgeht, daß die erfindungsgemäß hergestellten Resole denen nach dem bisherigen Verfahren hergestellten
in keiner Weise nachstehen.
Zur Einstellung des Phenol-Formaldehyd-Molverhältnisses eines Sperrholzbindemittels, das auf 1 Mol
Phenol 2,6 Mole Formaldehyd und 1,11 Mole Natriumhydroxid enthalten soll, werden zu 100 Gewichtsteilen
des im Beispiel 1 beschriebenen Vorkondensates während der Nachkondensation bei 80 bis 82° C 1,1 Gewichtsteile Formaldehyd (37%ig),
11 Gewichtsteile Natronlauge (50%ig) und 8 Gewichtsteile Wasser gegeben. Das frische Vorkondensat
A benötigt zur Einstellung einer Viskosität von 60 Sekunden (4-mm-DIN-Becher) 2 Stunden und das
über 3 Monate gelagerte Vorkondensat B nur 1,5 Stunden.
In der Tabelle 3 sind die Kenndaten im Vergleich zu den Spezifikationswerten (C) zusammengestellt.
Feststoffgehalt (%) ....
Viskosität (Sek.)
Viskosität (Sek.)
(4-mm-DIN-Becher)
Gelierzeit bei 1000C
Gelierzeit bei 1000C
(Min.)
Gehalt an freiem Formaldehyd (%) ........
A | B |
44,5 | 44,7 |
57 | 58 |
35 | 34 |
0,8 | 0,9 |
44,5
58
36
0,9
58
36
0,9
Die anwendungstechnischen Werte der drei Harze stimmen ausgezeichnet überein. So liegen in allen
drei Fällen die AW 20-Festigkeiten bei 30 ± 2 kp/cm2 und die AW 100-Festigkeiten bei 19 ± 1 kp/cm2.
Zur Einstellung des Molverhältnisses eines Hartfaserbindemittels, das auf 1 Mol Phenol 1,95 Mole
Formaldehyd und 0,52 Mole Natriumhydroxid enthalten soll, werden zu 100 Gewichtsteilen des im
Beispiel 1 beschriebenen Vorkondensates 8,3 Gewichtsteile Phenol, 1,2 Gewichtsteile Natronlauge
(50%ig) und 28 Gewichtsteile Wasser während der Nachkondensation bei 9O0C gegeben. Wie in den
Beispielen 1 und 2 ist auch hier die Nachkondensationszeit des länger gelagerten Vorkondensates
kürzer. Die Kenndaten der Resole A und B stimmen auch hier wieder mit den Spezifikationswerten (C)
ausgezeichnet überein, wie aus der Tabelle 4 zu ersehen ist.
Feststoffgehalt (%) . Gelierzeit bei 100° C (Min.) |
Tabelle 4 | A | B | C | |
60 | Härtezeit bei 1400C | 38,4 17 50 |
38,4 16 45 |
38,5 16 |
|
48 | |||||
65 | ... | ||||
Wie aus diesen Werten hervorgeht, stimmen die nach A und B hergestellten anwendungstechnischen
Wie schon in den Beispielen 1 und 2 zeigen auch hier die anwendungstechnischen Werte keine Unter-
schiede. So liegen die Biegefestigkeiten der mit den ResolenA und B hergestellten Hartfaserplatten bei
560 kp/cm2, während der Spezifikationswert 550 kp/ cm2 betragen soll.
Zur Einstellung eines mit Harnstoff und Melamin modifizierten Phenolharzes für die Herstellung von
Spanplatten, das auf 1 Mol Phenol 0,4 Mole Harnstoff, 0,1 Mol Melamin, 3,05 Mole Formaldehyd
und 0,63 Mole Natriumhydroxid enthalten soll, werden zu 100 Gewichtsteilen des im Beispiel 1 beschriebenen
Vorkondensates 6,8 Gewichtsteile Harnstoff, 3,6 Gewichtsteile Melamin und 11,6 Gewichtsteile
37%ige Formaldehydlösung nachdosiert.
Die Nachkondensation wird bei 8O0C mit einem
frischen (A) und einem über 3 Monate gelagerten (B) Vorkondensat bis zu einer Viskosität von 55 Sekunden
(4-mm-DIN-Becher) durchgeführt.
Die Nachkondensation des über 3 Monate alten Vorkondensates benötigt, wie in den Beispielen 1 bis 3,
eine verkürzte Reaktionszeit. Die Kenndaten der beiden Resole A und B stimmen wieder ausgezeichnet
mit den Spezifikationswerten für dieses Resol überein, wie aus der Tabelle 5 hervorgeht.
Tabelle 5 | A | B | C | |
50,1 57 0,3 |
50,0 55 0,3 |
50,2 57 0,4 |
||
Feststoffgehalt (°/ Viskosität (Sek.) Freier Gehalt an aldehyd (%) .. |
4) .... | |||
Form- |
Die mit diesen Resolen hergestellten 19 mm dicken Spanholzplatten stimmen in ihren anwendungstechnischen
Werten praktisch vollkommen überein. So liegen in allen Fällen die Biegefestigkeiten bei 230
± 10 kp/cm2, die Querzugfestigkeit V 20 bei 2,5
± 0,2 kp/cm2 sowie die Dickenquellung nach 2- bzw. 24stündiger Wasserlagerung bei 3 bzw. 9%.
Zur Bindung von mineralischen Stoffen, wie es beispielsweise in der Schleifmittelindustrie der Fall ist,
wird für die Herstellung derartiger Bindemittel auf Phenolharzbasis ein universell einsetzbares Vorkondensat
entwickelt, das sich in seiner Zusammensetzung von dem vorhergenannten Vorkondensat zur Herstellung
von Bindemitteln für die Holzindustrie unterscheidet und pro Mol Phenol 1,55 Mole Formealdehyd
und 0,07 Mole Natriumhydroxid enthält. Das sowohl im Chargenverfahren als auch kontinuierlich gefertigte
Vorkondensat hat einen Feststoffgehalt von 48%, eine Viskosität von 14 Sekunden (4-mm-DIN-Becher)
und einen freien Formaldehydgehalt von 1,5%. Nach einer Lagerzeit von 2 Monaten erhöht sich die
Viskosität auf 15 Sekunden, und der Gehalt an freiem Formaldehyd vermindert sich auf 0,7%. Zur Einstellung
des Molverhältnisses eines speziellen Phenolresols für die Schleifscheibenindustrie, das auf ein
Mol Phenol 1,65 Mole Formaldehyd und 0,1 Mol Natriumhydroxid enthält, werden zu 100 Gewichtsteilen dieses Vorkondensats 8,1 Teile Formalin (37%ig)
und 1,1 Teile Natronlauge (50%ig) nachdosiert. Dieses Reaktionsgemisch, wie auch das aus einem 2 Monate
alten Vorkondensat bestehende Reaktionsgemisch, wird 35 bzw. 25 Minuten bei 90° C nachkondensiert
und anschließend entwässert. Beide Resole zeigen im Vergleich zu einem nach üblichen Verfahren hergestellten
Harz die in der Tabelle 6 zusammengestellten Kenndaten.
Feststoffgehalt (%)
Viskosität (Sek.)
Gelierzeit bei 100° C
(Min.)
Gehalt an freiem Form-
aldehyd (%)
76,0
6800
6800
39
0,8
0,8
76,3
6850
6850
38
0,8
0,8
76,2
6870
6870
38
0,8
0,8
Hinsichtlich der anwendungstechnischen Eigenschaften dieser Harze sind keine Unterschiede zu
erkennen, wie auch von den Harzkenndaten her nicht anders zu erwarten ist.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von reinen oder das längere Zeit lagerfähig ist.
modifizierten alkalisch kondensierten Phenol-Al- 5 Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst,
dehyd-Harzlösungen über ein lagerfähiges Vor- das dadurch gekennzeichnet ist, daß Phenol und
kondensat, dadurch gekennzeichnet, Aldehyd im Molverhältnis 1:1,1 bis 3 vermischt
daß Phenol und Aldehyd im Molverhältnis 1:1,1 werden, wobei ein Teil des Phenols durch eine andere
bis 3 vermischt werden, wobei ein Teil des Phenols gegenüber Aldehyd reaktive Verbindung ersetzt sein
durch eine andere gegenüber Aldehyd reaktive io kann, das Gemisch mit Alkali in wäßriger Lösung
Verbindung ersetzt sein kann, das Gemisch mit zu einem Vorkondensat einer Viskosität von 10 bis
Alkali in wäßriger Lösung zu einem Vorkondensat 25 Sekunden, gemessen im 4-mm-DIN-Becher bei
einer Viskosität von 10 bis 25 Sekunden, gemessen 200C, und einem Feststoffgehalt von 48%, kondenim
4-mm-DIN-Becher bei 200C, und einem Fest- siert und dieses Vorkondensat nach beliebig langer
stoffgehalt von 48% kondensiert und dieses Vor- 15 Lagerung, gegebenenfalls unter Nachgabe von Einsatzkondensat
nach beliebig langer Lagerung, ggf. stoffen, zum gewünschten Endprodukt nachkondenunter
Nachgabe von Einsatzstoffen, zum ge- siert wird,
wünschten Endprodukt nachkondensiert wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Er-
wünschten Endprodukt nachkondensiert wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Er-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- findung werden zur Herstellung des Vorkondensats
kennzeichnet, daß zur Herstellung des Vorkonden- 20 Phenol und Formaldehyd, der als 37%ige Lösung
sats Phenol und Formaldehyd im Molverhältnis eingesetzt wird, im Molverhältnis 1:1,40 bis 2,8 mit
1:1,4 bis 2,8 mit 0,05 bis 0,70 Molprozent NaOH 0,05 bis 0,70 Molprozent NaOH, als 50%ige wäßrige
kondensiert werden. Lösung, kondensiert. Vorzugsweise treibt man die
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Vorkondensation so weit, bis die Lösung eine Visgekennzeichnet,
daß zur Herstellung des Vor- 25 kosität von 13 bis 18 Sekunden (im 4-mm-DIN-Becher
kondensate bis zu einer Viskosität von 13 bis bei 200C bestimmt) aufweist. Das Vorkondensat
18 Sekunden kondensiert wird. kann Chargen weise hergestellt werden. Da die größte
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Reaktionswärme bei der Phenolharzkondensation
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß-das Vor- bei der Methylolierung des Phenols, also zu Beginn
kondensat kontinuierlich hergestellt wird. 30 der Reaktion, frei wird, kann das Vorkondensat
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden besonders günstig kontinierlich hergestellt werden,
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vor- weil dabei die Abführung der Reaktionswärme am
kondensat mit Phenolderivaten und/oder Form- besten zu beherrschen ist. Dazu eignen sich insaldehyd
nachkondensiert wird. besondere Intensivkühler, wie z. B. in der deutschen
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 35 Offenlegungsschrift 1 645 211 beschrieben,
dadurch gekennzeichnet, daß als gegenüber Aide- Das erfindungsgemäße Verfahren dient aber nicht hyd reaktive Verbindungen Melamin, Melamin- nur zur Herstellung von reinen Phenolresolen aus derivate, Harnstoff, Harnstoffderivate oder Ketone Phenol oder Phenolderivaten, wie Kresolen, XyIeeingesetzt werden. nolen, Resorcin u. dgl. und Aldehyd, sondern auch
dadurch gekennzeichnet, daß als gegenüber Aide- Das erfindungsgemäße Verfahren dient aber nicht hyd reaktive Verbindungen Melamin, Melamin- nur zur Herstellung von reinen Phenolresolen aus derivate, Harnstoff, Harnstoffderivate oder Ketone Phenol oder Phenolderivaten, wie Kresolen, XyIeeingesetzt werden. nolen, Resorcin u. dgl. und Aldehyd, sondern auch
40 von modifizierten Resolen, wobei die Modifizierung mit irgendeiner gegenüber Aldehyd reaktiven Ver-
bindung z. B. Melamin, Melaminderivaten, Harnstoff, Harnstoffderivaten, Ketonen, vorgenommen werden
kann. Als Aldehyd wird Formaldehyd bevorzugt. 45 Es kann aber auch ein anderer Aldehyd, wie Acet-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung aldehyd, Furfurol oder Acrolein, eingesetzt werden,
von reinen oder modifizierten, alkalisch kondensierten " Der große technische Vorteil des erfindungsge-Phenol-Aldehydharzlösungen
über ein lagerfähiges mäßen Verfahrens liegt darin, daß man zunächst ein Vorkondensat. Vorkondensat herstellt, das unbeschränkt lagerfähig
Es ist bekannt, daß sich die alkalisch kondensierten 50 ist und sich kurzfristig auch nach einer langen La-Phenol-Aldehydharzlösungen
(Resole) auf Grund ihrer gerung spezifikationsgerecht nachkondensieren läßt,
überragenden Eigenschaften als Bindemittel für Holz- Es können mit diesem Vorkondensat aber nicht nur
werkstoffe, wie z. B. Spanplatten, Holzfaserplatten, die geforderten Spezifikationen eingestellt werden,
Sperrholz usw., und mineralische Stoffe, wie z. B. sondern, was entscheidend ist, diese Spezifikations-Schleifmittel,
Gießereiformen und Mineralwolle, einen 55 gerechten Resole ergeben auch die erforderlichen
weiten Anwendungsbereich erobert haben. Für jedes anwendungstechnischen Werte.
Anwendungsgebiet steht eine große Palette der ver- Darüber hinaus bietet das erfindungsgemäße Verschiedensten Resole zur Verfugung, die sich in der fahren aber noch einen weiteren sehr wichtigen Vorteil. Art der Herstellung und in ihrer Zusammensetzung Will man nämlich ein Harz mit einem anderen Phenol- und damit auch in ihren Eigenschaften erheblich unter- 60 Aldehyd-Mol-Verhältnis herstellen, als es im Vorscheiden. Allerdings weisen alle Resole eine wichtige kondensat vorliegt, sind nur entsprechende Mengen Eigenschaft gemeinsam auf, die schnelle Durchhärtung. Phenol, bzw. gegen Aldehyd reaktive Verbindung, Diese ergibt sich aus der großen Reaktivität der oder Aldehyd und gegebenenfalls alkalische Kon-Resole und führt dazu, daß bei ihrer Lagerung die densationsmittel und Wasser nachzudosieren und Kondensationsreaktion weiterläuft und die Resole 65 anschließend die Mischung spezifikationsgerecht nachschließlich durchhärten. Auf Grund dieser Tatsache zukondensieren. Es hat sich dabei überraschenderist es bis heute nicht möglich, derartige Resollösungen weise gezeigt, daß es für die Qualität der Resole auf Vorrat zu produzieren und länger zu lagern. gleichgültig ist, ob man von einem Vorkondensat
Anwendungsgebiet steht eine große Palette der ver- Darüber hinaus bietet das erfindungsgemäße Verschiedensten Resole zur Verfugung, die sich in der fahren aber noch einen weiteren sehr wichtigen Vorteil. Art der Herstellung und in ihrer Zusammensetzung Will man nämlich ein Harz mit einem anderen Phenol- und damit auch in ihren Eigenschaften erheblich unter- 60 Aldehyd-Mol-Verhältnis herstellen, als es im Vorscheiden. Allerdings weisen alle Resole eine wichtige kondensat vorliegt, sind nur entsprechende Mengen Eigenschaft gemeinsam auf, die schnelle Durchhärtung. Phenol, bzw. gegen Aldehyd reaktive Verbindung, Diese ergibt sich aus der großen Reaktivität der oder Aldehyd und gegebenenfalls alkalische Kon-Resole und führt dazu, daß bei ihrer Lagerung die densationsmittel und Wasser nachzudosieren und Kondensationsreaktion weiterläuft und die Resole 65 anschließend die Mischung spezifikationsgerecht nachschließlich durchhärten. Auf Grund dieser Tatsache zukondensieren. Es hat sich dabei überraschenderist es bis heute nicht möglich, derartige Resollösungen weise gezeigt, daß es für die Qualität der Resole auf Vorrat zu produzieren und länger zu lagern. gleichgültig ist, ob man von einem Vorkondensat
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---|---|---|---|
DE2337233A DE2337233B1 (de) | 1973-07-21 | 1973-07-21 | Verfahren zur Herstellung von reinen oder modifizierten,alkalisch kondensierten Phenol-Aldehydharzloesungen ueber ein lagerfaehiges Vorkondensat |
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AT537174A AT335177B (de) | 1973-07-21 | 1974-06-28 | Verfahren zur herstellung von reinen oder modifizierten, alkalisch kondensierten phenol-aldehydharzlosungen uber ein lagerfahiges vorkondensat |
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NL7409166A NL7409166A (nl) | 1973-07-21 | 1974-07-05 | Werkwijze voor het bereiden van oplossingen van zuivere of gemodificeerde, basisch gecon- denseerde fenol-aldehydeharsen via een bewaar- baar voorcondensaat. |
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DK392574A DK392574A (de) | 1973-07-21 | 1974-07-19 | |
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