DE3304818C2 - - Google Patents
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G8/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
- C08G8/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes
- C08G8/08—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes of formaldehyde, e.g. of formaldehyde formed in situ
- C08G8/24—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes of formaldehyde, e.g. of formaldehyde formed in situ with mixtures of two or more phenols which are not covered by only one of the groups C08G8/10 - C08G8/20
Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Synthese von
Resorcin-Formaldehyd-Harzen, die als Klebemittel bei der Fertigung
von hölzernen, geklebten tragenden Konstruktionen
und anderen Holzerzeugnissen eingesetzt werden können,
die harten Bedingungen in bezug auf
Temperatur und Feuchtigkeit ausgesetzt sind.
Zum Verkleben von Holz und zum Verleihen der wasser- und
witterungsbedingten Eigenschaften verwendet man Phenolformaldehydklebemittel.
Die Härtung dieser Klebemittel erfordert
eine hohe Temperatur (130 bis 140°C). Diese Technologie
wird verbreitet zur Herstellung von Sperrholz mit
wasserfesten Deckschichten angewandt. Es wurden mehrere Verfahren
zur Herabsetzung der Temperatur oder zur Verkürzung
der Erhärtungsdauer des jeweiligen Klebemittels, beispielsweise
durch Zugabe von Resorcin oder Resorcin-Formaldehyd-Harz zum
Phenol-Formaldehyd-Harz, vorgeschlagen (JA-PS 73 66 637, US-PS
25 13 274). Die Härtung der Phenolklebemittel bei niedrigen
Temperaturen, einschließlich Zimmertemperatur, ist in
Anwesenheit starker Säurekatalysatoren möglich. Bei der Fertigung
von großformatigen und zusammengesetzten Holzkonstruktionen
kann man das Erhärten des Klebemittels prak
tisch nur bei Zimmertemperatur oder bei mäßigen Temperaturen
(höchstens 60°C) vornehmen. Deswegen ist die Wahl des
Klebemittels erschwert.
In der Praxis ist die Verwendung von Klebemitteln,
die in Gegenwart von Säurekatalysatoren gehärtet werden,
zum Verkleben von hölzernen tragenden Konstruktionen ausgeschlossen,
und zwar wegen der zerstörenden Einwirkung der Säure
auf das Holz und der damit verbundenen Unzuverlässigkeit einer derart
hergestellten Konstruktion.
Die einzig möglichen Klebemittel, die den Anforderungen bei
der Fertigung von wasserbeständigen Holzkonstruktionen entsprechen,
sind Resorcinklebemittel. Sie erhärten erfolgreich
bei Zimmertemperatur ohne Säurekatalysatoren unter
Bildung von festen Klebeverbindungen, die praktisch eine unbegrenzte
Zeitdauer unter beliebigen Klimabedingungen beständig sind.
Ein wesentliches Hindernis zu einer breiteren
Anwendung dieser Klebemittel sind die hohen Kosten des
Resorcins. Um diese teilweise zu vermeiden, verwendet man
z. Z. in den meisten Betrieben wasserbeständige Phenol-Resorcin-Formaldehyd-Mischpolykondensate,
die bei Zimmertemperatur
oder bei mäßiger Temperatur erhärten.
Die ersten Versuche auf diesem Gebiet bestanden in dem Vermischen
von getrennt vorbereiteten Phenolformaldehyd- und
Resorcin-Formaldehyd-Harzen unter teilweiser Nachkondensation
des Gemisches. Es gibt eine Reihe
von Literaturstellen, in denen Verfahren zur Synthese von
Phenol-Resorcin-Formaldehyd-Klebharzen angeführt sind. Das
Wesen aller dort beschriebenen Vorschriften besteht darin,
daß man auf der ersten Stufe der Synthese die Polykondensation
des einwertigen Phenols mit Formaldehyd unter Erhalt
von Oligomeren, die Methylolgruppen enthalten, vornimmt.
Auf der zweiten Stufe der Synthese führt man die Polykon
densation der letzteren mit Resorcin durch. Das Harz wird
analog den Resorcinharzen durch Vernetzen der Resorcinglieder
mit zusätzlich eingeführtem Formaldehyd erhärtet.
Entsprechend der Lehre der US-PS 24 89 336 und 26 14 096
werden die beiden Stufen der Synthese (Herstellung von Resolen
und nachfolgende Mischpolykondensation) in einem alkalischen
Medium durchgeführt. Weitere Entwicklungen korrigierten
nur die Wahl des Verhältnisses der Ausgangsstoffe
und des Typs des Katalysators. Nach den US-PS 33 28 354
und 33 89 125 führt man die erste Stufe der Polykondensation
in Gegenwart von Alkalisulfiten durch. Im weiteren wurden in der ersten Stufe
der Synthese als Katalysatoren
Salze zweiwertiger Metalle von schwachen organischen
Säuren zur Herstellung ortho-substituierter Novolake
eingesetzt (US-PS 34 22 068 und 34 92 263).
Diese Arbeiten führten zu keinen Änderungen in der Grundrezeptur;
sie stellen nur Modifikationen dar. So wird in den
US-PS 36 00 353 und 36 81 168 die Modifikationen der Phenol-
Resorcin-Harze mit Polyvinylacetat unter Beibehalten der
Wasserbeständigkeit der Klebeverbindungen, in der US-PS
35 18 159 mit meta-Hydroxyanilin zur Vergrößerung der Härtungsgeschwindigkeit,
in den US-PS 39 07 728 und 39 09 470
mit Celluloseschlempe, in der US-PS 40 53 447 zur Steigerung
der Elastizität mit Furfurol oder Furfurylalkohol und in der
SW-PS 3 70 546 mit verschiedenen thixotropen Zusätzen vorgeschlagen.
In den US-PS 38 88 813 und 39 19 151 wird eine nach
der Herstellung von Phenol-Resorcinoligomer erfolgende Destillation
des nicht umgesetzten Phenols und die Extraktion mit Wasser
zur Isolierung des nicht umgesetzten Resorcins beschrieben.
Diese Harze sind für die Anwendung in Gummilatexen bestimmt
und bei Vulkanisationstemperaturen und der Verbindung von
Kord mit Gummi selbsthärtend.
Die Phenol-Resorcin-Formaldehyd-Harze, synthetisiert gemäß den
US-PS 34 22 068 und 34 92 263, sowie mehrere bekannte
ähnliche Harze enthalten 15 bis 20% freies Phenol. Das bedeutet,
daß in der ersten Stufe der Synthese etwa die Hälfte
des Phenols nicht umgesetzt wird. Die Analysen der gemäß
diesen PS hergestellten Harze haben ergeben, daß in der
zweiten Stufe der Synthese Methylolphenole und Resorcin umgesetzt
werden. Phenol beteiligt sich an der Reaktion nicht.
Dieses nicht umgesetzte Phenol bleibt im Harz auch nach dem
Erhärten zurück und wirkt sich auf die Eigenschaften des
Harzes negativ aus; deshalb ist es unerwünscht.
Die Verwendung von aus Ölschiefer erhaltenen Alkylresorcinen in Harzen vom Phenol-
Resorcin-Formaldehyd-Typ ist aus dem SU-Urheberschein
4 56 816, der JA-PS 79 37 195 und der DE-OS 29 49 770 bekannt.
In der JA-PS 81 59 863 werden die Harze unter Polykondensation
von Aldehyden mit einwertigen Phenolen und
einigen einzelnen Resorcinen erhalten.
Das der Erfindung nach technischem Wesen und
erzielbaren Ergebnis am nächsten liegende Verfahren ist
dem SU-Urheberschein 4 56 816 zu entnehmen. Dort wird ein Resorcin-
Formaldehyd-Harz, hergestellt durch
Umsetzung von Phenol mit Formaldehyd bei einem Molverhältnis
von 1 : 0,5 bis 1 : 1,2 in Gegenwart von Calciumhydrosilikaten
in einer ersten Stufe. Die weitere Polykondensation des
Reaktionsproduktes mit einem Gemisch von Alkylresorcinen (0,2
bis 1,0 Mol) erfolgt in Gegenwart von Ätznatron in einer zweiten Stufe.
Anschließend wird das Harz getrocknet sowie durch Vakuumdestillation
von nicht umgesetzten Phenol befreit.
Ein als Resorcinkomponente verwendetes Gemisch von Alkylresorcinen
wird aus den Produkten der thermischen Verarbeitung
vom Ölschiefer einer estnischen Lagerstätte isoliert.
Obwohl sich der Gehalt der verschiedenen großtechnischen
Partien an individuellen Alkylresorcinen verändert, ist die
folgende annähernde Zusammensetzung besonders kennzeichnend,
und zwar:
5-Methylresorcin gegen 50%,
2,5-Dimethylresorcin gegen 10%,
5-Ethylresorcin gegen 10%,
4,5-Dimethylresorcin gegen 8% und
andere Alkylresorcine gegen 22%.
2,5-Dimethylresorcin gegen 10%,
5-Ethylresorcin gegen 10%,
4,5-Dimethylresorcin gegen 8% und
andere Alkylresorcine gegen 22%.
Somit stellen estnische Ölschiefer eine einzigartige Naturquelle
für die Herstellung von Alkylresorcinen dar. Sie sind
als erfolgversprechender chemischer Rohstoff zu betrachten,
der auf verschiedenen Gebieten das knapp vorhandene und teure
Resorcin zu ersetzen vermag. Da dieses Gemisch mindestens
85% 5-Alkylresorcine enthält, übersteigt die Reaktionsfähigkeit
des Gemisches bedeutend die des Resorcins. Dieser
Umstand führt zu den Veränderungen der bekannten Technologie für die
Synthese der Resorcin-Formaldehyd-Harze.
Neben Vorteilen -
die Unabhängigkeit vom
teuren Resorcin; mit den erhaltenen Harzen werden Klebeverbindungen mit guten Festigkeitseigenschaften und hoher
Undurchlässigkeit erzielt -, weist das
Verfahren gemäß dem SU-Urheberschein 4 56 816 auch einige Nachteile auf:
- 1) In der ersten Stufe der Synthese ergeben das Verhältnis der Komponenten sowie die Bedingungen der Synthese ein Produkt, das eine große Menge von freiem Phenol (höchstens 50%) und eine ungenügende Anzahl der Methylolgruppen enthält.
- 2) Deswegen ist zur Verminderung des Gehaltes des Harzes an freiem Phenol die arbeitsaufwendige Vakuumdestillation, bei der das Harz einer dauernden Temperatureinwirkung un terzogen wird, unvermeidlich. Zur Verminderung des Gehaltes des Harzes an freiem Phenol bis zu 3% unter Laborbedingungen bei einem Restdruck von 20 bis 20.6 mbar wird eine Endtemperatur bei dem Abdestillieren von 130 bis 140°C erforderlich. Unter großtechnischen Bedingungen, bei denen ein Restdruck von 66.5 bis 133 mbar vorherrscht, ist es schwer, den Gehalt an freiem Phenol im Harz unterhalb 10% zu senken. Der Einfluß der Temperatur führt zu einer unerwünscht hohen Viskosität des Harzes, Schwierigkeiten der Verträglichkeit mit den Lösungsmitteln und zu einer geringen Stabilität des Harzes bei der Lagerung.
- 3) Die verwendete Menge des Gemisches der Alkylresorcine sowie die Temperaturbedingungen in der zweiten Stufe der Synthese ergeben ein Produkt mit einem zu hohen Polykondensationsgrad, das keine freien Alkylresorcine enthält, was eine ungenügende Stabilität des Harzes und eine ungenügende Topfzeit des Klebemittels zur Folge hat.
- 4) Die Struktur des Alkylresorcin-Phenol-Harzes bewirkt in vollem Maße die erwünschte Steigerung der Viskosität bei der Erhärtung mit einem formaldehydhaltigen Erhärtungsmittel nicht, was zur Verkürzung der Topfzeit des aus diesem Harz hergestellten Klebemittels der bei der Verwendung und zur Verlängerung der Erhärtungszeit führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der
Qualität von Alkylresorcin-Phenol-Formaldehyd-Harzen.
Diese Aufgabe kann gelöst werden, wenn man ein Verfahren
findet, wodurch der Gehalt des fertigen Harzes an freiem
Phenol vermindert, die Viskosität des Harzes gesenkt
und die Lagerfähigkeit vergrößert wird. Man muß also die
Verfahrensparameter so ändern, daß man mit größerer Sicherheit
das Endprodukt in der gewünschten Qualität erhält.
Diese Aufgabe wird, wie aus den nachstehenden Ansprüchen ersichtlich,
gelöst. Wichtig ist dabei die strikte Anwendung
aller angegebenen Verfahrensparameter. Für die Erzielung
eines bestimmten Grades der Polykondensation mit einer Fraktion
von Ölschiefer-Alkylresorcinen ist die Durchführung der zweiten
Stufe der Copolykondensation in Ethanollösung oder
einem Gemisch davon mit Ethylenglycol im angegebenen engen
Temperaturbereich notwendig. Nur so ist es möglich, eine
akeptable konstante Temperatur einzuhalten.
Wesentlich ist auch, daß in der zweiten Stufe die Polykondensation
langsamer verläuft im Vergleich zu den bekannten Verfahren.
Damit wird diese Polykondensation steuerbar.
Um nun die Polykondensationszeit zu verlängern, gibt man dem
Reaktionsmedium gezielt Ethylalkohol hinzu. Diese Zugabe,
und zwar einer bestimmten Menge an Ethylalkohol, erniedrigt
den Siedepunkt wie angegeben auf 93 bis 98°C,
wodurch sich die Polykondensation verlangsamt. Bis der gesamte
Ethylalkohol verdunstet ist, ändert sich die Reaktionstemperatur
nicht. Dadurch ist es in einfacher Weise möglich,
die Polykondensation bei konstanter Temperatur zu fahren,
die Qualität des
Produktes zu gewährleisten und andererseits auch das Verfahren
zum gegebenen Zeitpunkt zu stoppen, um die Qualität des Produktes
unter Steuerung des Polykondensationsgrades zu regeln.
Im Prinzip ist es also so, daß die Führung der zweiten Stufe
von der Menge der mehrwertigen Alkohole unabhängig ist, die
zum Ausgangsgemisch als übliche Verdünnungsmittel vorher zugegeben
worden sind, wie es in der GB-PS 6 12 525 beschrieben
wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Alkylresorcin-
Phenol-Formaldehyd-Harz mit einem Gehalt an freiem Phenol
von 1,5 bis 4,5 Masse-%, einer Viskosität von 100 bis 500 MPa · s
und einer Lagerfrist von mindestens 6 Monaten zu erhalten.
Dabei soll betont werden, daß die genannten Eigenschaften
in den verschiedenen Partien des Harzes stabil bleiben. Da
das Harz eine bessere Qualität aufweist, wirkt sich dies
günstig auf das daraus hergestellte Klebemittel aus. Im Ergebnis
wurde ein Alkylresorcin-Phenol-Formaldehyd-Klebemittel mit
einer bis auf 4 Stunden erhöhten Topfzeit unter gleichzeitiger
Verminderung der Erhärtungszeit bis auf 16 Stunden bei
einer Temperatur von 20°C sowie mit verbesserten physikalisch-
mechanischen Eigenschaften erhalten. Solch ein Klebemittel
steht in seinen Eigenschaften und seiner Qualität den
Klebemitteln auf der Grundlage der Phenol-Formaldehyd-Harze,
die bei der Verwendung des kristallinen Resorcins
erhalten werden, nicht nach.
Die Polykondensation wird unter Zugabe
von 1,55 bis 2,3 Massenanteilen einer Fraktion von Alkylresorcinen,
die einem Siedepunkt von 270 bis 290°C aufweist, durchgeführt. Unter
dem Fachausdruck Alkylresorcine versteht man ein Produkt,
das bei der thermischen Verarbeitung von Ölschiefer der
estnischen Lagerstätte hergestellt wird.
Bei der thermischen Verarbeitung der Ölschiefer wird ein Anteil
der Phenole (2 bis 2,5%, bezogen auf das Harz) mit
Teerwasser und durch ein zusätzliches Waschen der Harze ausgeschieden.
Das Teerwasser mit einem Gehalt an Phenolen von
etwa 10 g/l unterwirft man einer Extraktion mit organischen
Lösungsmitteln, wodurch wasserlösliche Schieferphenole
(Siedebereiche 240 bis 360°C) erhalten werden. Diese
Phenole enthalten gegen 10% einwertige Phenole und 90%
zweiwertige Phenole. Es wurde festgestellt, daß die Hauptgruppe
der zweiwertigen Phenole Alkylresorcine sind, die
5-Methyl-, 5-Ethyl-, 2,5-Dimethyl- und 4,5-Dimethylresorcinen
enthalten. Die genannten vier Komponenten machen
50 bis 55% der wasserlöslichen Phenole, darunter 5-Methylresorcin
25 bis 30%, aus.
In der Industrie erhält man bei der Vakuumrektifikation der
wasserlöslichen Phenole engere Fraktionen, darunter eine
Fraktion mit einem Siedebereich von 270 bis 290°C, die
auch als Gemisch der Alkylresorcine "Alkyres" genannt wird.
Das letztere wird erfindungsgemäß als Resorcinkomponente
bei der Synthese des Alkylresorcin-Phenol-Formaldehyd-Harzes
verwendet.
Durch die in der letzten Zeit durchgeführten Untersuchungen
wurde eine individuelle chemische Zusammensetzung der Fraktion
270 bis 290°C ausführlich bestimmt.
Die Zusammensetzung der Fraktion der Alkylresorcine ist
in der Tabelle 1 dargestellt.
Benennung der Komponenten | ||
Zusammensetzung der Komponente, % | ||
Resorcin | ||
1,5-5,0 | ||
2- und 4-Methylresorcin | 2,5-6,0 | |
5-Methylresorcin | 45,0-58,0 | |
5-Ethylresorcin | 6,0-13,0 | |
5-Propylresorcin | 0,2-3,0 | |
2,4- und 4,6-Dimethylresorcin | 0-2,0 | |
2,5-Dimethylresorcin | 6,0-14,0 | |
4,5-Dimethylresorcin | 6,0-11,0 | |
2-Methyl-5-ethylresorcin | 2,0-3,5 | |
2-Ethyl-5-methylresorcin | 0-1,8 | |
4-Methyl-5-ethylresorcin | 0,5-1,7 | |
2,4,5-Trimethylresorcin | 2,0-3,5 | |
Andere Alkylresorcine | 1,0-5,5 | |
Davon @ | 4 Hauptkomponenten, in% | 75-80 |
5-substituierte Alkylresorcine | 85-90 | |
Gehalt an Hydroxylgruppen, mVal/g | 13,4-14,4 |
Aus der Tabelle 1 ist zu ersehen, daß die Hauptkomponente
der Fraktion 5-Methylresorcin (45 bis 58%) ist und die Summe
der vier Hauptkomponenten (5-Methyl-, 5-Ethyl-, 2,5- und
4,5-Dimethylresorcine) in einem engen Bereich (75 bis 80%)
schwankt.
Besonders des verwendeten Rohstoffes besteht in
seiner höheren Reaktionsfähigkeit im Vergleich zu Resorcin.
Die Ursache dafür ist ein bevorzugter Gehalt an 5-Alkylresorcinen
(85 bis 90%), da die Alkylgruppe in meta-Stellung
zu den Hydroxylgruppen die ortho- und para-Stellung
von Resorcin in bezug auf elektrophile Reaktionsmittel
stark aktiviert. Die 5-alkylierten dreifunktionellen Resorcine
in der Fraktion machen 58 bis 68% aus. Der Anteil an
hochreaktiven Dialkylresorcinen mit einer Alkylgruppe
in 5-Stellung beträgt 18 bis 26%.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, den Gehalt
an freiem Phenol im Fertigharz bis zu einem Wert von 1,5
bis 4,5 Masse-% zu vermindern.
Die Verminderung des Gehaltes des fertigen Harzes an freiem
Phenol wird dadurch erreicht, daß man auf der ersten Stufe
der Synthese das Molverhältnis von Phenol zu Formaldehyd
in einem Bereich von 1 : 1,3 bis 1 : 1,8 wählt und die Reaktion
bei einer Temperatur von 60 bis 70°C in Gegenwart von 0,04
bis 0,06 Massenanteilen Ätznatron im Verlaufe von 4 bis 8
Stunden durchgeführt. Das gewährleistet optimale Bedingungen
für eine vollständige Umsetzung des Phenols unter Bildung
von Resol mit einem maximalen Gehalt an Methylolgruppen und
mit einem Gehalt an Methylengruppen, d. h. mit einem niedrigen
Polykondensationsgrad. Unter den angeführten Bedingungen
wird ein niedriger Gehalt (1,5 bis 4,5%) des Fertigharzes
an freiem Phenol erreicht.
Die Verbesserung aller anderen Kennwerte des Harzes wird dadurch
erreicht, daß man in der zweiten Stufe der Synthese,
d. h. der Stufe der Polykondensation 1,55 bis 2,3 Massenanteile
(1,0 bis 1,5 Mol) der genannten Fraktion der Alkylresorcine
verwendet. Die zweite Stufe wird nur mit dem Produkt
der ersten Stufe, synthetisiert unter den angegebenen Bedingungen,
durchgeführt.
Die optimalen Kennwerte der Eigenschaften des Harzes, und
zwar die Viskosität, Lagerfrist, Topfzeit und Enthärtungsgeschwindigkeit
werden bei obligatorischem Beibehalten der
genannten Verhältnisse der Komponenten, der Temperatur und
die Dauer der Durchführung der Synthese erreicht. Im Falle
des Nichtbeachtens der erfindungsgemäßen Bedingungen werden
die gewünschten Eigenschaften des Produktes nicht erzielt.
Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet die erforderliche
Viskosität des Harzes im Verlaufe von 6 Monaten bis 1 Jahr.
In Abhängigkeit von dem technologischen Bedarf läßt sich die
Viskosität durch die Polykondensationszeit, die Menge und
die Zusammensetzung der Lösungsmittel sowie die Temperatur der
Polykondensation leicht regeln. Die Verlängerung der Lager
frist des Harzes ist auf den stabilisierenden Einfluß der
freien Alkylresorcine, das alkoholhaltige Lösungsmittel und
das Fehlen der reaktionsfähigen Methylolgruppen im Fertigharz
zurückzuführen. Andererseits, im Vergleich zu dem bekannten
Verfahren (SU-Urheberschein 4 56 816) wirkt sich das Vorliegen
von hochreaktiven freien Alkylresorcinen auf das Vernetzen
des Harzes mit einem formaldehydhaltigen Härtungsmittel
positiv aus. Die Verlängerung der Topfzeit des Klebemittels
auf 2,5 bis 4 Stunden wird dadurch erreicht, daß
es zunächst zwischen den freien Alkylresorcinen und dem Formaldehyd
zur Reaktion kommt, die zu einer mäßigen Steigerung
der Viskosität in den Grenzen führt, die eine erforderliche
Topfzeit des Klebemittels bewirkt. Danach erfolgt die Hauptreaktion
der Enthärtung, in der Formaldehyd Mischoligomere,
die bei der Synthese des Harzes erhalten werden, und Resorcin
formaldehydoligomere, die beim Beginn der Erhärtung erhalten
werden, bindet. Diese Stufe führt durch die Vernetzung komplizierter
Moleküle zu einem raschen Strukturieren und folglich
zur Verkürzung der Erhärtungszeit.
Die Verbesserung der Festigkeitseigenschaften der Klebeverbindungen
und besonders der Witterungs- und Wasserbeständigkeit
wird hauptsächlich durch verbesserte Eigenschaften
des erfindungsgemäß erhaltenen Harzes erzielt. Eine
vollständigere Erhärtung des Klebemittels wird bei der Verwendung
der genannten Fraktion der Alkylresorcine in der genannten
Menge erzielt.
Die Synthese des Alkylresorcin-Phenol-Formaldehyd-Harzes nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren führt man praktisch wie folgt
durch:
In einem Reaktor, versehen mit einem Mantel, mechanischem
Rührwerk, Thermometer und Rückflußkühler, bringt man 100
Massenanteile geschmolzenes Phenol bei einer Temperatur von
40 bis 50°C und 112 bis 155 Massenanteile Formalin (Gehalt
an Formaldehyd macht 37% aus) ein. Das Gemisch wird auf 45
bis 50°C erwärmt. Dann fügt man allmählich 4 bis 6 Massenanteile
Ätznatron (in Form einer mindestens 20%igen wäßrigen
Lösung) hinzu, wobei die Temperatur 60°C nicht übersteigen
soll. Nach der Zugabe des Ätznatrons vermischt man
das Reaktionsgemisch bei 60 bis 70°C innerhalb von 4 bis 8
Stunden. Danach führt man in den Reaktor 30 bis 100 Massenanteile
Ethanol, 30 bis 60 Massenanteile Ethylenglykol, 6
bis 60 Massenanteile Wasser und 155 bis 230 Massenanteile
Fraktion der Ölschiefer-Alkylresorcine mit einem Siedepunkt von 270
bis 290°C ein. Die Temperatur wird auf den Siedepunkt erhöht
und unter Sieden des Reaktionsgemisches in einem Bereich
von 93 bis 98°C innerhalb von 2,5 bis 6 Stunden vermischt.
Dann kühlt man das Harz auf 30 bis 40°C ab, wonach
es gebrauchsfertig ist.
In einen Reaktor von 2 m³ Fassungsvermögen bringt man 252 kg
geschmolzenes Phenol und 327 kg 37%iges Formalin ein. Man erwärmt
das Gemisch unter Rühren auf 45°C. Dann fügt man allmählich
38,2 kg 33%iges Ätznatron mit einer solchen Geschwindigkeit
hinzu, daß die Temperatur auf 60°C steigt. Danach
wird das Reaktionsgemisch bei 65±5°C während 4 Stunden
gerührt. Man bringt anschließend in den Reaktor 138 kg
Ethanol, 138 kg Ethylenglykol, 138 kg Wasser und 467 kg einer Fraktion
der Alkylresorcine mit einem Siedepunkt von 270 bis
290°C ein. Die Temperatur wird innerhalb von 20 bis 30 Minuten
auf den Siedepunkt (96,5°C) erhöht und unter Rückfluß im
Verlaufe von 2,5 Stunden gehalten. Man kühlt das Gemisch innerhalb
von 30 bis 40 Minuten auf 40°C ab und gießt das Fertigharz
in ein Gefäß.
Analog diesem Gefäß wurde ein Reihe der Harze 1 bis 6
synthetisiert. Die Angaben über die Verhältnisse der Komponenten
und Bedingungen der Synthese sind in der Tabelle 2 und
die Angaben über die Eigenschaften des Harzes in der Tabelle 3
angeführt. In der Tabelle 4 befinden sich die Vergleichsdaten
über die Eigenschaften der Harze, erhalten nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren und nach dem bekannten Verfahren (SU-PS
4 56 816).
Der Begriff "Ölschiefer" wird im Artikel "Estonskich Gorjunich
Slancev" in "Kratkaja Chimieskaja Enciklopedÿa", Verlag
"Sovetskaja Enciklopedÿa", Moskau, 1965, Bd. 4, Seite 903-905
beschrieben.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Alkylresorcin-Phenol-Formaldehyd-Harzen
in zwei Stufen zur Kondensation
von Phenol und Formaldehyd in Gegenwart eines alkalischen
Katalysators und anschließende Umsetzung der erhaltenen
Reaktionsmischung mit einem aus Ölschiefer gewonnenen
Alkylresorcingemisch, dadurch gekennzeichnet,
daß man
- (a) Phenol und Formaldehyd in einem Molverhältnis von 1 : 1,3 bis 1 : 1,8 in Gegenwart von 0,04 bis 0,06 Gewichtsteilen Natriumhydroxid, bezogen auf einen Gewichtsteil Phenol, in wäßriger Lösung bei einer Temperatur von 60 bis 70°C während einer Zeitdauer von 4 bis 8 Stunden miteinander umsetzt,
- (b) die Weiterverarbeitung des erhaltenen Reaktionsgemischs in einer wäßrigen Ethanollösung durchführt, die, bezogen auf einen Gewichtsteil an eingesetztem Phenol, 0,3 bis 1 Gewichtsteile Ethanol und 0,8 bis 1,5 Gewichtsteile Wasser enthält, und
- (c) bezogen auf einen Gewichtsteil an eingesetztem Phenol, 1,55 bis 2,3 Gewichtsteile einer aus Ölschiefer gewonnenen Fraktion von Alkylresorcinen, die einen Siedebereich von 270 bis 290°C aufweist, zugibt und bei einer Siedetemperatur von 93 bis 98°C während einer Zeitdauer von 2,5 bis 6 Stunden die Polykondensation durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Polykondensation in einer wäßrigen Ethanollösung
durchführt, die zusätzlich 0,3 bis 0,6 Gewichtsteile
Ethylenglykol enthält.
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SU823425701A SU1235874A1 (ru) | 1982-05-06 | 1982-05-06 | Способ получени алкилрезорцинфенолформальдегидной смолы |
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ID=21007488
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SU (1) | SU1235874A1 (de) |
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