DE2831528C3 - Verfahren zur Herstellung von Carbamidfuranharz - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Carbamidfuranharz

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DE2831528C3 DE19782831528 DE2831528A DE2831528C3 DE 2831528 C3 DE2831528 C3 DE 2831528C3 DE 19782831528 DE19782831528 DE 19782831528 DE 2831528 A DE2831528 A DE 2831528A DE 2831528 C3 DE2831528 C3 DE 2831528C3
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Carbamidfuranharz.
Dieses Harz findet als Bindemittel bei der Herstellung von Formkernen in Gießereibetrieben, im Kraftfahrzeug-, Traktorenbau und in anderen Maschinenbauzweigen Verwendung. Im Vergleich zu anderen Bindemitteln haben die Bindemittel dieser Art eine Reihe wesentlicher Vorteile, wie Herabsetzung der Härtungszeit und -temperatur, Entwicklung einer kleinen Menge von Gasen im Gießvorgang, gute Gasdurchlässigkeit der Kerne, leichte und schnelle Abtrennung des Kernes nach dem Abguß und mehrfache Benutzungsmöglichkeit des Sandes nach dem Glühen des Harzes. .
Carbamidfuranharz wird im besonderen für die Verwirklichung eines der fortschrittlichsten Verfahren zur Kernherstellung, und zwar Kernherstellung ohne Erwärmung in Kaltausstattung verwendet .
Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Carbamidfuranharz durch Modifizieren von beschränkt wasserlöslichem Harnstoff-Formaldehydharz, das durch die Umsetzung von Harnstoff, Monomethylharnstoff und Formaldehyd hergestellt wird, mit Furfurylalkohol. Der Modifizierungsvorgang findet bei einem pH-Wert von 5 bis 6,5 und einer Temperatur von 95 bis 105eC statt (US-PS 31 68 490). '
Das auf diese Weise hergestellte Carbamidfuranharz ist für die Herstellung von Kernen im »Heißkasten«- Verfahren durchaus geeignet. Bei der Herstellung von Kernen aus Sandharzmischungen auf Grundlage des genannten Harzes in Kaltausstattung haben jedoch die letzteren eine geringe Kalihärtungsgeschwindigkeit, und die Zugfestigkeit aus diesen Sandharzmischungen hergestellter kaltgehärteter Probekörpef ist nicht über 0,05 N/mm2 nach 04 Stunden und 0,21 N/mm2 nach 4 Stunden.
Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Carbamidfuranharzen durch Abwandlung des einer Wärmebehandlung unterzogenen Harnstofformaldehydkon- zentrats mit Furfurylalkohol unter nachfolgender Umsetzung mit Harnstoff bei 94,5 bis 97,50C (US-PS 35 38 035).
Das so erhaltene Harz ermöglicht die Herstellung von hochfesten Gießkernen bei Einsatz des »Heiß kasten«-Verfahrens.
Bei Herstellung von kalthärtenden Gemischen zeigen diese jedoch nur eine geringe Härtungsgeschwindigkeit in der Kälte sowie eine Festigkeit der kaltgehärteten Probestücke von höchstens 0,65 N/mm2 nach 0,5 Stun den und 2,1 N/mm2 nach 2 Stunden.
Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Carbamidfuranharz, das im Modifizieren von beschränkt wasserlöslichem Harnstoff-Formaldehydharz, das durch die Umsetzung von Harnstoff, Formaldehyd und Tetraoxan hergestellt wird, mit Furfurylalkohol besteht Die Modifizierung erfolgt bei einer Temperatur von 90°C und einem pH-Wert von 5,5 (JP-PS 51-10 812).
Das auf diese Weise hergestellte Carbamidfuranharz gewährleistet die Herstellung von hochfesten Kernen in Heißausstattung. Zu gleicher Zeit haben die Kernmassen bei der Verwendung dieses Harzes für die Kaltherstellung von Kernen eine geringe Härtungsgeschwindigkeit und die Zugfestigkeit der kaltgehärteten Probekörper liegt nicht über 0,06 N/mm2 nach 0,5
Stunden und 0,20 N/mm2 nach 2 Stunden.
Die Nachteile der bekannten Verfahren zur Herstellung von Carbamidfuranharzen bestehen also darin, daß diese Harze, die im »Heißkasten«-Verfahren eine hohe Festigkeit der Kerne gewährleisten, wegen der langen Zeit, die für die Härtung der Kernmassen auf Grundlage der genannten Harze erforderlich ist, und der geringen Festigkeit der herzustellenden Kerne für die Kernherstellung in Kaltausstattung viel weniger geeignet sind. Infolgedessen können Carbamidfuran harze, die nach den bekannten Verfahren hergestellt werden, für die Kernherstellung in Kaltausstattung erst dort verwendet werden, wo die Härtungszeit der Kerne nicht beschränkt und die Gestaltung der Kerne so ist, daß die erreichbare geringe Festigkeit der Kerne abnehmbar ist
Es ist Zweck der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Verfahren zur Herstellung von Carbamidfuranharz die Bedingungen für die Durchführung des Vorganges derart zu vervollkommnen, daß das hergestellte Carbamidfuranharz für die Herstellung von Kernen in Kaltausstattung verwendet werden kann und dabei ihre hohe Festigkeit in kurzer Härtungszeit zu gewähr leisten vermag.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst
Durch die Gesamtheit der erwähnten Schritte in Verbindung mit der Verwendung von unbeschränkt wasserlöslichen Harnstoff-Formaldehydharzen für die Modifizierung mit Furfurylalkohol wird die Herstellung eines Endproduktes gewährleistet, das den erforderlichen Eigenschaftskomplex besitzt.
Vorzugsweise wird die Modifizierung von Harnstoff-Formaldehydharz mit Furfurylalkohol bei einer Temperatur von 55 bis 65° C durchgeführt
Es ist zweckmäßig, die Modifizierung des Harnstoff-Formaldehydharzes mit Furfurylalkohol bei ihrem in Gewichtsteilen ausgedrückten Verhältnis, das 100:50 bis 60 beträgt, durchzuführen.
Es ist empfehlenswert, die Modifizierung des Harnstoff-Formaldehydharzes mit dem Furfurylalkohol bei einem pH-Wert von 7,5 bis 8,5 durchzuführen.
Es ist zweckmäßig, die Modifizierung des Harnstoff-Formaldehydharzes mit dem Furfurylalkohol unter gleichzeitiger Entwässerung des zu modifizierenden Produkts unter einem Unterdruck von 867 bis 933 mbar bis zur Erreichung eines Refraktionskoeffizienten von 1,505 bis 1,510 durchzuführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Carbamidfuranharz wird wie folgt verwirklicht
In einen mit Rückflußkühler, Rührwerk und Dampfmantel versehenen Reaktionsapparat wird ein Harnstoff-Formaldehydharz, das sich durch unbeschränkte Wasserlöslichkeit auszeichnet, eingegeben und danach Harnstoff unter Rühren eingeführt
Die aufbereitete Mischung wird auf 50 bis 85° C erwärmt und bis zur vollständigen Auflösung von Harnstoff bei dieser Temperatur gehalten. Daraufhin wird Furfurylalkohol unter Zugabe eines alkalischen Mittels in den Reaktionsapparat eingeführt und der pH-Wert auf 7,2 bis 8,9 gebracht Gleichzeitig wird im Reaktionsapparat ein Unterdruck erzeugt und das Carbamid- oligomer unter gleichzeitiger Entwässerung mit Furfurylalkohol modifiziert Bei Erreichen eines Refraktionskoeffizienten von 1,505 bis 1,510 wird der Unterdruck abgeschaltet, der Inhalt des Reaktionsapparates abgekühlt und in einen Fertigproduktbehälter abgegössen.
Bei der Durchführung des Vorganges im kontinuierlichen Verfahren wird das Harnstoff-Fovmaldehydharz, das sich durch unbeschränkte Wasserlöslichkeit auszeichnet, kontinuierlich dem Reaktionsapparat zügeführt, dem ebenfalls Harnstoff kontinuierlich in Teilmengen zugeführt wird. Die Umsetzung zwischen Harz und Harnstoff findet im Reaktionsapparat unter Erwärmung und stetigem Rühren statt.
Das gewonnene Produkt tritt kontinuierlich über einen Wasserverschluß und ein Rückschlagventil in einen unter Vakuum arbeitenden kontinuierlich wirkenden Zwangumlaufverdampfer ein, wo Furfurylalkohol und alkalisches Mittel zur Aufrechterhaltung des erforderlichen pH-Wertes ebenfalls kontinuierlich zugeführt werden. Gleichzeitig findet in diesem Apparat die Modifizierung von Harnstoff-Formaldehydharz mit Furfurylalkohol und die Entwässerung des Produkts statt, das durch ein barometrisches Rohr aus dem Verdampfer abgeleitet wird, einen Röhrenwärmeaustauscher passiert, wo es abgekühlt und danach dem Fertigproduktbehälter zugeführt wird.
Der Vorgang der Herstellung von Carbamidfuranharz kann sowohl im periodischen als auch im kontinuierlichen Verfahren verwirklicht sowie automatisiert werden.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete unbeschränkt wasserlösliche Harnstoff-Formaldehydharz kann im besonderen durch dreistufige Kondensation von Harnstoff und Formaldehyd der Reihe nach in alkalischem, saurem und neutralem Mittel unter Verwendung von aromatischen und aliphatischen Sulfonsäuren als Kontaktstoff auf der Stufe der sauren Kondensation hergestellt werden.
Dieses Harnstoff-Formaldehydharz zeichnet sich durch folgende Kennwerte aus:
ί. Aussehen: homogene sirupartige durchsichtige Flüssigkeit von gelblicher Farbe.
2. Gehalt an Trockensubstanz in Gew.-%: 60 bis 65.
3. Wassermischbarkeit mit beliebigem Verhältnis Harz/Wasser: unbeschränkt
4. Konventionelle Viskosität nach dem Viskosimeter (5,4-mm-Düse) bei 20±l°C, see: 5 bis 30.
5. Wasserstoffionenkonzentration (pH): 7,5 bis 9,0.
6. Gehalt an freiem Formaldehyd, in Gew.-%: 3,5 bis 5.2.
Das gemäß der vorliegenden Erfindung aus dem oben erwähnten Harnstoff-Formaldehydharz herzustellende Carbamidfuranharz ist durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet .
Dem Aussehen nach stellt es eine homogene durchsichtige Flüssigkeit von hellbrauner Farbe dar. Die Wasserlöslichkeit dieses Harzes ist unbeschränkt Wird dem Harz eine beliebige Wassermenge zugesetzt, so bildet sich eine homogene durchsichtige Lösung aus. Es findet keine Koagulation des Harzes sowie keine Trübung der Lösung, die von der Absonderung der festen Phase aus der Lösung zeugt, statt.
Die konventionelle Viskosität dieses Harzes nach dem Viskosimeter (5,4-mm-Düse) liegt bei 20±l°C innerhalb 30 bis 150 Sekunden. Der pH-Wert liegt innerhalb 7,3 bis 9,0, und der Gehalt an freiem Formaldehyd schwankt zwischen 1,5 bis 2,0 Gew.-%.
Die Stabilität der Eigenschaften des genannten Harzes übersteigt 3 Monate, was für dessen Ferntransport, Lagerung und anschließende Verwendung durchaus genügend ist.
Das oben erwähnte Carbamidfuranharz zeichnet sich bei der Einführung von Orthophosphorsäure durch eine hohe Kalthärtungsgeschwindigkeit aus, und die auf ihrer Grundlage herzustellenden kalthärtenden Gießereisande haben in gehärtetem Zustand eine hohe mechanische Festigkeit.
Die Zugfestigkeit der aus Sand-Harz-Mischungen auf Grundlage von Carbamidfuranharz hergestellten kaltgehärteten Probekörper beträgt:
nach 0,5 Stunden
nach 2 Stunden
nach 4 Stunden
nach 24 Stunden
0,20 bis 034 N/mm2
0,78 bis 0,98 N/mm2
1,77 bis 1,96 N/mm*
1,96 bis 2,35 N/mm2
Im Vergleich zu den bekannten Verfahren bietet das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Carbamidfuranharz die Möglichkeit, ein Harz mit solchen Eigenschaften herzustellen, die eine 3- bis 5fache Erhöhung der Festigkeit in Verbindung mit hoher Härtungsgeschwindigkeit der Kerne gewährleisten, die aus Sand-Harz-Mischungen auf seiner Grundlage in Kaltausstattung hergestellt wurden. Das gestattet es seinerseits, verwickelt gestaltete Kerne herzustellen und erhöht die Leistung der Kernmachereibetriebe.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden nachstehend ihre konkreten Durchführungsbeispiele angeführt.
Beispiel 1
In einen mit Kühler, Rührwerk, Dampfwassermantel und Vakuumsammelbehälter versehenen Reaktionsapparat werden 100 Gewichtsteile wasserlösliches
IO
Harnstoff-Formaldehydharz eingegeben, das sich durch folgende Kennwerte auszeichnet:
1. Wassermischbarkeit mit beliebigem Verhältnis Harz/Wasser unbeschränkt
2. Gehalt an Trockensubstanz 62,1 Gew.-°/o
3. Konventionelle Viskosität
nach dem Viskosimeter
(5,4-mm-Düse) bei 20± 1°C 10s
4. pH-Wert 7,8
5. Gehalt an freiem Formaldehyd 44 Gew.-%
Danach werden 6,5 Gewichtsteile Harnstoff in den Reaktionsapparat eingegeben. Die aufbereitete Mischung wird unter Rühren auf 60° C erwärmt und bei einer Temperatur von 60 bis 61°C bis zur vollständigen Auflösung von Harnstoff gehalten. Danach werden 55 Gewichtsteile Furfurylalkohol unter Zugabe von 4%iger Natronlauge in den Reaktionsapparat eingeführt und der pH-Wert auf 8,0 gebracht. Das Harz wird unter gleichzeitiger Entwässerung bei einer Temperatur von 60 bis 61CC und einem Unterdruck von 867 bis 933 mbar bis zur Erreichung eines Refraktionskoeffizienten von 1,507 mit Furfurylalkohol modifiziert. Danach wird das hergestellt Harz auf 40°C abgekühlt und in den Fertigproduktbehälter abgegossen. Das Carbamidfuranharz zeichnet sich durch folgende Kennwerte aus:
30
1. Wassermischbarkeit unbeschränkt
2. Konventionelle Viskosität
nach dem Viskosimeter
(5,4-mm-Düse) bei 20± I0C 62 s
3. pH-Wert 8,1
4. Gehalt an freiem Formaldehyd 1,7 Gew.-o/o
5. Refraktionskoeffizient 1,508
35
Die Zugfestigkeit der aus einer Sand-Harz-Mischung auf Grundlage dieses Harzes hergestellten kaltgehärteten Probekörper beträgt:
nach 0,5 Stunden
nach 2 Stunden
nach 4 Stunden
nach 24 Stunden
034 N/mm* 0,98 N/mm* 1,91 N/mm' 235 N/mm*
Beispiel 2
40
45
In einen mit Kühler, Rührwerk, Dampfwassermantel und Vakuumsammelbehälter versehenen Reaktionsapparat werden 100 Gewichtsteile wasserlösliches Harnstoff-Formaldehydharz eingegeben, das sich durch folgende Kennwerte auszeichnet:
1. Wassermischbarkeit mit belie unbeschränkt
bigem Verhältnis Harz/Wasser 65,0 Gew.-%
2. Gehalt an Trockensubstanz
3. Konventionelle Viskosität
nach dem Viskosimeter 30 s
(5,4-mm-Düse) bei 20± I0C 7,9
4. pH-Wert 4,0 Gew.-%
5. Gehalt an freiem Formaldehyd
55
Danach werden 5 Gewichtsteile Harnstoff in den Reaktionsapparat eingegeben. Die aufbereitete Mischung wird unter Rühren auf 69°C erwärmt und bei einer Temperatur von 69 bis 700C bis zur vollständigen Auflösung von Harnstoff gehalten. Danach werden 60 Gewichtsteile Furfurylalkohol unter Zugabe von 4%iger Natronlauge in den Reaktionsapparat eingeführt und der pH-Wert auf 7,5 gebracht. Das Harz wird unter gleichzeitiger Entwässerung bei einer Temperatur von 69 bis 70°C und einem Unterdruck von 867 bis 933 mbar bis zur Erreichung eines Refraktionskoeffizienten von 1,506 mit Fufurylalkohol modifiziert. Danach wird das hergestellte Harz auf 400C abgekühlt und in den Fertigproduktbehälter abgegossen. Das Carbamidfuranharz zeichnet sich durch folgende Kennwerte aus:
1. Wassermischbarkeit unbeschränkt
2. Konventionelle Viskosität
nach dem Viskosimeter
(5,4-mm-Düse) bei 20± 1°C 43 s
3. pH-Wert 7,6
4. Gehalt an freiem Formaldehyd 2,0 Gew.-%
5. Refraktionskoeffizient 1,506
Die Zugfestigkeit der aus einer Sand-Harz-Mischung auf Grundlage des oben angeführten Harzes hergestellten kaltgehärteten Probekörper beträgt:
nach 0,5 Stunden 0,33 N/mm2
nach 2 Stunden 0,94 N/mm2
nach 4 Stunden 1,96 N/mm2
nach 24 Stunden 2,27 N/mm2
Beispiel 3
In einen mit Kühler, Rührwerk, Dampfwassermantel und Vakuumsammelbehälter versehenen Reaktionsapparat werden 100 Gewichtsteile Harnstoff-Formaldehydharz eingegeben, das sich durch folgende Kennwerte auszeichnet:
1. Wassermischbarkeit mit beliebigem Verhältnis Harz/Wasser unbeschränkt
2. Gehalt an Trockensubstanz 61,4 Gew.-%
3. Konventionelle Viskosität
nach dem Viskosimeter
(5,4-mm-Düse) bei 20± 10C 24 s
4. pH-Wert 8,4
5. Gehalt an freiem Formaldehyd 3,5 Gew.-%
Danach werden 7 Gewichtsteile Harnstoff in den Reaktionsapparat eingegeben. Die aufbereitete Mischung wird unter Rühren auf 55° C erwärmt und bei einer Temperatur von 55 bis 56° C bis zur vollständigen Auflösung von Harnstoff gehalten. Daraufhin werden 50 Gewichtsteile Furfurylalkohol in den Reaktionsapparat eingeführt und der pH-Wert durch Zugabe von 4°/oiger Natronlauge auf 7,2 gebracht. Das Harz wird unter gleichzeitiger Entwässerung bei einer Temperatur von 55 bis 560C und einem Unterdruck von 867 bis 933 mbar bis zur Erreichung eines Refraktionskoeffizienten von 1,508 mit Furfurylalkohol modifiziert. Danach wird das hergestellte Harz auf 400C abgekühlt und in den Fertigproduktbehälter abgegossen. Das Cirbamidfuranharz zeichnet sich durch folgende Kennwerte aus:
1. Wassermischbarkeit ,unbeschränkt
2. Konventionelle Viskosität
nach dem Viskosimeter
(5,4-mm-Düse) bei 20± 1°C 78 s
3. pH-Wert 7,3
4. Gehalt an freiem Formaldehyd 1,6 Gew.-%
5. Refraktionskoeffizient 1,508
Die Zugfestigkeit der aus einer Sand-Harz-Mischung auf Grundlage des erwähnten Harzes hergestellten kaltgehärteten Probekörper beträgt:
nach 0,5 Stunden 0,32 N/mm2
nach 2 Stunden 0,96 N/mm2
nach 4 Stunden 1,90 N/mm1
nach 24 Stunden 2,25 N/mm2
Beispiel 4
In einen mit Kühler, Rührwerk, Dampfwassermantel und Vakuumsammelbehälter versehenen Reaktionsapparat werden 100 Gewichtsteile Harnstoff-Formaldehydharz eingegeben, das sich durch folgende Kennwerte auszeichnet:
1. Wassermischbarkeit mit beliebigem Verhältnis Harz/Wasser unbeschränkt
2. Gehalt an Trockensubstanz 60,0 Gew.-%
3. Konventionelle Viskosität
nach dem Viskosimeter
(5,4-mm-Düse) bei 20± 1°C 5 s
4. pH-Wert 9,0
5. Gehalt an freiem Formaldehyd 4,6 Gew.-%
Danach werden 6 Gewichtsteile Harnstoff in den Reaktionsapparat eingegeben. Die aufbereitete Mischung wird unter Rühren auf 50°C erwärmt und bei einer Temperatur von 50 bis 51°C bis zur vollständigen Auflösung von Harnstoff gehalten. Daraufhin werden 20 Gewichtsteile Furfurylalkohol eingeführt und der pH-Wert durch Zugabe von 4%iger Natronlauge auf 8,9 gebracht. Das Harz wird unter gleichzeitiger Entwässerung bei einer Temperatur von 50 bis 51 °C und einem Unterdruck von 867 bis 933 mbar bis zur Erreichung eines Refraktionskoeffizienten von 1,510 mit Furfurylalkohol modifiziert. Danach wird das hergestellte Harz auf 40° C abgekühlt und in den Fertigproduktbehälter abgegossen. Das Carbamidfuranharz zeichnet sich durch folgende Kennwerte aus:
1. Wassermischbarkeit unbeschränkt
2. Konventionelle Viskosität
nach dem Viskosimeter
(5,4-mm-Düse) bei 20 ± TC 150 s
3. pH-Wert 9,0
4. Gehalt an freiem Formaldehyd 1,8 Gew.-%
5. Refraktionskoeffizient 1,510
Die Zugfestigkeit der aus Sand-Harz-Mischungen auf Grundlage des angeführten Harzes hergestellten kalthärtenden Probekörper beträgt:
nach 0,5 Stunden
nach 2 Stunden
nach 4 Stunden
nach 24 Stunden
0,29 N/mm!
0,86 N/mm*
1,83 N/mm2
2,1
Beispiel 5
In einen mit Kühler, Rührwerk, Dampfwassermantel und Vakuumsammeibehäiter versehenen Reaktionsapparat werden 100 Gewichtsteile Harnstoff-Formaldehydharz eingegeben, das sich durch folgende Kennwerte auszeichnet:
1. Wassermischbarkeit mit beliebigem Verhältnis Harz/Wasser unbeschränkt
2. Gehalt an Trockensubstanz 63,7 Gew.-%
3. Konventionelle Viskosität nach dem Viskosimeter (5,4-mm-Düse) bei 20 ± 1 ° C 17s
4. pH-Wert 7,5
5. Gehalt an freiem Formaldehyd 5,2 Gew.-%
Danach werden 8 Gewichtsteile Harnstoff in den Reaktionsapparat eingegeben. Die aufbereitete Mischung wird unter Rühren auf 64° C erwärmt und bei einer Temperatur von 64 bis 650C bis zur vollständigen Auflösung von Harnstoff gehalten. Daraufhin werden
200 Gewichtsteile Furfurylalkohol eingeführt und der pH-Wert durch Zugabe von 4%iger Natronlauge auf 8,5 gebracht. Das Harz wird unter gleichzeitiger Entwässerung bei einer Temperatur von 64 bis 65°C und einem Unterdruck von 867 bis 933 mbar bis zur Erreichung eines Refraktionskoeffizienten von 1,505 mit Furfurylalkohol modifiziert. Danach wird das hergestellte Harz auf 400C abgekühlt und in den Fertigproduktbehälter abgegossen. Das Carbamidfuranharz zeichnet sich durch folgende Kennwerte aus:
1. Wassermischbarkeit unbeschränkt
2. Konventionelle Viskosität
nach dem Viskosimeter
(5,4-mm-Düse) bei 20± I0C 30 s
3. pH-Wert ' 8,6
4. Gehalt an freiem Formaldehyd 1,5 Gew.-%
5. Refraktionskoeffizient 1,505
Die Zugfestigkeit der aus einer Sand-Harz-Mischung auf Grundlage des genannten Harzes hergestellten kaltgehärteten Probekörper beträgt:
nach 0,5 Stunden
nach 2 Stunden
nach 4 Stunden
nach 24 Stunden
0,2 N/mm*
0,78 N/mm*
1,77 N/mm2
1,96 N/mm*
Beispiel 6
Das betreffende Beispiel wird zwecks Veranschaulichung des erfindungsgemäßen kontinuierlichen Verfahrens zur Herstellung von Carbamidfuranharz angeführt
Harnstoff-Formaldehydharz, gekennzeichnet durch unbeschränkte Wasserlöslichkeit, wird kontinuierlich einem mit Kühler, Rührwerk und Dampfwassermantel versehenen Reaktionsapparat mit einer Geschwindigkeit zugeführt, die eine Verweilzeit im Reaktionsapparat gleich 20 Minuten gewährleistet.
• Das dem Reaktionsapparat zuzuführende Harz zeichnet sich durch folgende Kennwerte aus:
1. Wassermischbarkeit mit beliebigem Verhältnis Harz/Wasser unbeschränkt
2. Gehalt an Trockensubstanz 61,8 Gew.-%
3. Konventionelle Viskosität
nach dem Viskosimeter
(5,4-mm-Düse) bei 20 ± i ° C 12s
4. pH-Wert 8,1
5. Gehalt an freiem Formaldehyd 4,3 Gew.-°/o
so Dem gleichen Reaktionsapparat werden kontinuierlich 6 Gewicnisieiie Harnstoff, bezogen auf je 100 Gewiehtsteile eintretendes Harnstoff-Formaldehydharz, zudosiert.
Die Umsetzung zwischen Harz und Harnstoff geht im Reaktionsapparat unter Erwärmung auf 55 bis 56° C und stetigem Rühren vor sich. Das im Reaktionsapparat gewonnene Produkt tritt kontinuierlich über einen Wasserverschluß und ein Rückschlagventil in einen unter Vakuum arbeitenden kontinuierlich wirkenden Zwangumlaufverdampfer ein, wo 55 Gewichtsteile Furfurylalkohol, bezogen auf je 100 Gewichtsteile zugeführtes Harnstoff-Formaldehydharz und 4%ige Natronlauge in einer Menge, die einen pH-Wert von 7,6 gewährleistet, ebenfalls kontinuierlich zugeführt werden.
Das genannte Harz wird unter gleichzeitiger Entwässerung im Verdampfer bei einer Temperatur von 55 bis 56° C und einem Unterdruck von 867 bis 933 mbar mit Furfurylalkohol modifiziert.
Das entwässerte Carbamidfuranharz wird durch ein barometrisches Rohr aus dem Verdampfer abgeleitet, passiert einen Röhrenwärmeaustauscher, wo es auf 400C abgekühlt wird, und tritt danach in den Fertigproduktbehälter ein. Das Carbamidfuranharz zeichnet sich durch folgende Kennwerte aus:
1. Wassermischbarkeit unbeschränkt
2. Konventionelle Viskosität
nach dem Viskosimeter ι ο
(5,4-mm-Düse) bei 20± I0C 60 s
3. pH-Wert 7,7
4. Gehalt an freiem Formaldehyd 1,6 Gew.-%
5. Refraktionskoeffizient 1,507
Die Zugfestigkeit der aus einer Sand-Harz-Mischung auf Grundlage des genannten Harzes hergestellten kaltgehärteten Probekörper beträgt:
nach 0,5 Stunden
nach 2 Stunden
nach 4 Stunden
nach 24 Stunden
034 N/mm' 0,97 N/mm2 1,94 N/mm! 2,32 N/mm*

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Carbamidfuranharzen durch Umsetzung von
a) unbeschränkt wasserlöslichen Harnstoff-Formaldehyd-Harzen,
b) Harnstoff und
c) Furfurylalkohol,
dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das unbeschränkt wasserlösliche Harnstoff-Formaldehydharz (a) mit dem Harnstoff (b) im Gewichtsverhältnis von 100 :5 bis 8 bei einer Temperatur von 50 bis 85° C und anschließend mit dem Furfurylalkohol (c) im Gewichtsverhältnis von (a) zu (c) von 100:20 bis 200 bei einer Temperatur von 50 bis 85° C, einem pH-Wert von 7,2 bis 8,9 unter gleichzeitiger Vakuumentwässerung des Produkts umgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifizierung von Harnstoff-Formaldehydharzen (a) mit Furfurylalkohol (c) bei einem Gewichtsverhältnis von 100:50 bis 60 durchgeführt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung des mit dem Harnstoff (b) umgesetzten Harnstoff-Formaldehydharzes (a) mit dem Furfurylalkohol (c) unter gleichzeitiger Entwässerung des Produkts unter einem Druck von 867 bis 933 mbar bis zur Erreichung eines Refraktionskoeffizienten von 1,505 bis 1,510 durchgeführt wird.
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