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Verfahren zur Herstellung von Kunstholz und Gegenständen aus demselben.
Es ist bekannt, aus Sägemehl u. dgl. mit Bindemitteln, gegebenenfalls unter Zusatz
mineralischer Füll- und Farbstoffe durch Pressen in der Wärme Kunstholzmassen herzustellen.
Als Bindemittel dienten bisher u. a. lösliche Natur- oder Kunstharze, insbesondere-auch
Fhenolkondensationsprodukte.
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Es wurde nun gefunden, (daß ein aus Azeton und Formaldehyd in' Gegenwart
von Alkalien gewonnenes Kunstharz auf Füllstoffe, wie Holz-, Stroh-, Papier-, Torfmehl
auf Zellstoff, Asbest u. dgl., eine sehr hohe Bindekraft ausübt. Es ist dabei erforderlich,
daß die Synthese dieses Kunstharzes in Gegenwart der Füllstoffe erfolgt, .denn das
aus den genannten Ausgangsstoffen entstehendeKunst harz ist in keinem organischen
Lösungsmittel löslich und besitzt auch eine außerordentliche Widerstandsfähigkeit
gegen Alkalien und Säuren. Man könnte dieses Produkt daher nicht lösen und den Füllstoff
damit imprägnieren; andererseits würde eine einfache Vermischung des Kunstharzes
mit dem Füllstoff zu schlechten Resultaten führen. Stellt man Idas Kunstharz aber
in Gegenwart von Füllstoff dar, so wird es in feiner Verteilung und gleichmäßig
auf demselben niedergeschlagen. Man erhält so eine viel innigere Durchdringung von
Füllstoff und Bindemittel,, auf jedem Teilchen des Füllstoffs werden so und so viele
Kunstharzteilchen niedergeschlagen, und hierin ist das Hauptmerkmal,der vorliegenden
Erfindung zu sehen. Infolge der innigen Vereinigung von Bindemittel und Füllstoff
gewinnt man beim r Pressen in der Wärme Kunstholzmassen von ` äußerster Festigkeit
und von einer bisher nicht erreichten Homogenität. Infolge der i guten Eigenschaften
des Kunstharzes sind ' die damit hergestellten Massen gleichzeitig I in hohem Grade
säure- und alkalibeständig und werden auch von organischen Lösungsmitteln nicht
angegriffen.
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Das Kunstharz :des vorliegenden Verfahrens ist ein ganz anderer Körper
als die bekannten Phenolkondensationsprodukte. Auch mit dem Kondensat der französischen
Patentschrift 4.47Ü¢7 aus Phenol, Azeton und i Formaldehyd hat es nichts gemeinsam.
Dort wird zunächst Azeton und Phenol zu Dioxyddiphenyldimethylrnethan unter Anwendung
von Säuren kondensiert und dieses dann mit Formaldehyd in Gegenwart von Alkalien
zu einem Kunstharz kondensiert, welches, wie ;die gewönalichen Phenolformaldehydkondensate,
in Azeton und Alkohol sowie in Alkali löslich ist.
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Demgegerüber unterscheidet sich das hier beschriebene Harz durch seine
fast gänzliche Unlöslichkeit und Unangreifbarkeit. Es können zwar auch Phenolkondensationsprodukte
bis zu einem gewissen Grade unangreifbar gemacht werden; sie müssen jedoch einem
umständlichen Härtungsprozeß unterworfen werden. Laut vorliegendem Verfahren werden
dagegen -unmittelbar indifferente, sehr
beständige Kunstmassen erzeugt,
was einen wesentlichen technischen Vorteil bedeutet.
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Als Grundstoffe für das Kunstharz können statt Azeton und Formaldehyd
auch andere Ketone bzw. Aldehyde Verwendung finden. Die Kondensation kann auch unter
erhöhtem Druck erfolgen.
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Den nach vorliegendem Verfahren dargestellten Kunstholzmassen lassen
sich ferner durch Zusatz verschiedener Stoffe beliebige Eigenschaften verleihen;
auch können sie durch Zusatz von Füllmitteln im Aussehen verändert bzw. verbilligt
werden. Durch Farbstoffe kann ihnen jede beliebige Farbe mitgeteilt werden; ein
Zusatz von Kautschukharz erhöht die Elastizität; ein solcher von anderen Natur-
oder Kunstharzen, Schellack, Zelluloseester u. dgl. verstärkt .die Isolationsfähigkeit.
Öle, Wachse u. dgl. erhöhen die Politurfähigkeit. Als Füllmittel können Zement,
Graphit, Talkum, Kaolin, Schwerspat, Lithopone, Glaspulver und ähnliches Verwendung
finden.
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Durch die folgenden Beispiele wird das Verfahren näher erläutert.
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Beispiel 1.
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Mit einer Mischung von 58 Teilen Azeton und ioo Teilen 3oprozentigem
Formaldehyd werden ioo Teile Holz-, Torf-, Stroh-, Zellulose-, Papier- u. dgl. Mehl,
gegebenenfalls unter Zusatz von Zement, Graphit, Glaspulver, Erd- oder Metallfarben
u. dgl: anorganischen Pulvern, in einer geeigneten verschließbaren Mischtrommel
übergossen. Ist das Ganze innig vermengt, so wird unter fortwährendem Umrühren unter
Druck von i bis 3 Atm. Ammoniakgas in die Trommel eingeführt. Es tritt sofort eine
starke Erwähnung ein, die Reaktion verläuft stürmisch und ist in io .bis 15 Minuten
beendet. Auf dem Pülver hat sich eine äußerst feine harzartige Schicht niedergesetzt.
Jetzt wird der überschüssige Ammoniak abgelassen und das Wasser unter fortwährendem
Rühren mit Hilfe des Vakuums verdampft.
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Das auf :diese Weise erhaltene trockene Pulver kann unter einem Druck
von. 15o bis 5oo oder mehr Atm. bei einer Temperatur von i2o bis 2oo° in Matrizen
oder Stempeln, zu beliebigen Gegenständen gepreßt werden. Man erhält so eine Masse,
-die gegen Alkalien, Säuren und fast alle organischen Lösungsmittel indifferent
ist, hohe Isolationsfähigkeit, große Bruchfestigkeit besitzt und sich gut bearbeiten
(sägen, schneiden, bohren usw.) läßt. Bei niedrigen Temperaturen und einem Druck
von Zoo bis 25o Atm. erhält man eine Masse, die sich wie Naturholz verhält, jedoch
ist die Festigkeit eine mehrfach größere; bei höherer Temperatur und größerem Druck
erhält :die Kunstmasse die äußerste Festigkeit und hohen Glanz.
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Beispiel 2.
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Zu einer Mischung von 6o Teilen .Azeton und ioo Teilen 40Prozentigem
Formaldehyd wird eine Lösung von 3o Teilen azetonlöslichem Kautschukharz in Azeton
hinzugegeben. Die so erhaltene Mischung wird, wie im Beispiel i, in einer Mischtrommel
mit i 5o bis Zoo Teilen Holzmehl oder mit sonstigen pulvrigen Stoffen gemischt und
dann der Einwirkung einer ioprozentigen alkoholischen oder wässerigen Natriumhydroxydlösung
unterworfen. Die Reaktion ist inaerhalb einer halben .Stunde und ohne Druckeinwirkung
.beendet. Nach Auswaschen des Alkalis,- Albdunsten des überschüssigen Azetons und
des Wassers kann die Masse, *ie im Beispiel i, zu .beliebigen Gegenständen geareßt
werden. Das so erhaltene Kunstholz ist gut polierbar, weicher und elastischer als
das nach Beispiel i erhaltene und fühlt sich, ähnlich wie Palmenholz, etwas fettig
an. Durch Zusatz von anorganischen oder organischen Farbstoffen vor oder nach der
keaktion kann die Masse gefärbt werden. Das Verfahren kann insofern verändert ausgeführt
werden, daß zuerst die Azeton;-Formaldehydmischung mit Alkalien :zur Reaktion gebracht
wird, und, kurz vor Ende der Reaktion die faserigen Stoffe hinzugemischt werden.
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Anstatt durch Alkali kann die Reaktion auch durch Ammoniak, kohlensaure
Alkalien, Alkalisulfide sowie durch Erdalkalien eingeleitet werden.
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An Stelle des Kautschukharzes können auch azetonlösliche Phenolkondensationsprodukte
oder auch Naturharze, Öle, Wachse usw. zugesetzt und .dem Kunstholz dadurch verschiedene.
Eigenschaften verliehen werden. Selbstverständlich kann man alle diese Stoffe auch
nach der Reaktion zusetzen. Das trokkene Holzmehlpulver wird in solchem Falle am
besten mit Azeton und Formaldehyd und Alkali bearbeitet und - die Feuchtigkeit im
Vakuum abgesaugt; dann werden die Zusatzstoffe in einem beliebigen Lösungsmittel
gelöst hinzugegeben. Nach Abdestillieren des Lösungsmittels kann das so erhaltene
trockene Pulver wie im Beispiel i zu .beliebigen Gegenständen gepreßt werden. Als
Zusatzstoffe kommen auch Hämoglobin, .Schellack, Zelluloseester, Kautschuk, Hartgummi
usw. in Betracht. Man kann dieselben auch in Pulverform hinzumischen, völlig homogene
Produkte erhält man jedoch nur bei oben erwähnter Ausführungsart.
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An Stelle von wässerigem Formaldehyd können auch seine Polymeren,
Hexamethylcntetramin oder Stoffe, aus denen Formaldehyd
frei gemacht
werden kann, Anwendung finden.. Es kann auch ein anderer Aklehyd, z. B. Azetaldehyd,
gebraucht werden, nur muß dann das Alkali unter höherem Druck (3 bis 1o Atm.) einwirken,
damit die Reaktion eingeleitet wird. Statt Azeton sind auch andere Ketöne (Methyläthylketon,
Diäthylketon oder auch aromatische Ketone usw.) verwendbar.