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Verfahren zur Herstellung von harzartigen Kondensationsprodukten aus
Phenolen und Furfurol Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von synthetischen
Harzen aus einem Phenol und Furfurol. Solche Harze wurden bisher gewöhnlich in der
Weise hergestellt, daß man ein Phenol auf Furfurol in Gegenwart eines Katalysators
einwirken ließ und das entstehende schmelzbare Harz durch geeignete Zusätze von
methy lenhaltigen Härtemitteln, wie z. B. Formaldehyd, Hexamethylentetranrin o.
dgl., härtete.
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Nach der vorliegenden Erfindung stellt man vorteilhaft zunächst ein
harzartiges Kondensationsprodukt durch Einwirkung von Kresol oder Kresolmischungen
auf Furfurol dar und leitet die Reaktion unter Anwendung eines Rückfhißlciihlers
derart, daß als Zwischenprodukt der Reaktion ein leicht Schmelzbarer Stoff entsteht,
der bei dem Abkühlen nicht zu einer spröden, pulverisierbaren und für Preßinischungen
verwendbaren Masse erhärtet. Diese Reaktion wird in Gegenwart eines basischen Kondensationsmittels,
vorteilhaft Calciumhydroxyd, ausgeführt.. Dann wird eine weitere Menge des basischen
Kondensationsmittels zugegeben, und die Reaktion wird so weit zu Ende geführt, daß,
das gebildete Harz nach dem Abkühlen hart und spröde ist.
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Es ist wichtig, daß in der obenbeschriebenen ersten Phase der Reaktion
die Anwesenheit von größeren Mengen von Phenol (4xybenzylalkohol) vermieden wird,
da dasselbe in Gegenwart von Furfurol und Calciuinhydroxyd oder anderen äquivalenten
basischeu Kondensationsmitteln eine starke Neigung zeigt, gummiartige Produkte zu
bilden, die für die Zwecke des vorliegenden Verfahrens oder für die Herstellung
von Endprodukten mit den gewünschten Eigenschaften nicht geeignet sind. Dagegen
ist es vorteilhaft, in der zweiten Phase der Reaktion der Masse, zusammen mit der
zusätzlichen Menge des Kondensationsmittels, ein schmelzbares (nicht härtendes)
Phenolharz, das beträchtliche Mengen freien Phenols enthalten kann, und solche zweckmäßig
enthalten soll, einzuverleiben. In dieser Phase können entweder Plienolmethy len-
oder Kresolmethvlenliarze benutzt werden, oder natürliche oder synthetische, nicht
härtende Harze aller Art.
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Das Produkt aus der zweiten Phase der Reaktion ist mit oder ohne Einverleibung
eines Phenolharzes ein verhältnismäßig hartes und sprödes Harz, das in Verbindung
mit geeigneten Füllstoffen und, wenn nötig, mit Härtemitteln ausgezeichnete Preßmischungen
ergibt.
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Im nachstehenden sei eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung
beispielsweise beschrieben; es ist aber zu bemerken, daß diese Ausführungsform sich
nicht beschränkt auf die angegebenen Verhältnisse der verwendeten Materialien oder
auf den beschriebenen Arbeitsvorgang.
In der ersten Phase der Reaktion
verwendet man Kresol, das möglichst frei von Phenol ist, da` die Anwesenheit des
letzteren in größeren Mengen zur Bildung von unschmelzbaren, gummiartigen Produkten
führen kann. Es werden z. B. folgende Mengen verwendet: Furfurol .. . ... . . ,
. . _ . ioo Teile Kresol ... ..... ioo -Calciumhydroxyd . . . . . 1' -Diese Stoffe
werden in einen dampfgeheizten, mit Rückflußkühler versehenen Kessel gefüllt, die
Temperatur wird bis zu etwa i io° gesteigert, Lind die Reaktion wird etwa eine Stunde
lang bei dieser Temperatur oder annähernd bei dieser Temperatur fortgeführt. Das
entstehende Harz. ist bei der Reaktionstemperatur noch vollkommen flüssig und kann
aus dein Kessel leicht entfernt werden. Es bildet auch nach dem Abkühlen keine spröde,
leicht pulverisierbare Masse, die für die Herstellung von Preßmischungen geeignet
ist, und kann als ein Zwischenkondensationsprodukt angesehen werden, das gegenüber
weiteren Zusätzen des basischen Kondensationsmittels sehr empfindlich ist.
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Zur Vollendung der Reaktion läßt man das heiße Harz aus dem Kessel
in eine offene Knet- oder Mischmaschine fließen, die mit einer Rührvorrichtung und
mit einem Heizmantel versehen ist. Dann werden dem Reaktionsgemisch noch etwa 2o
Teile Calciumhy droxyd zugegeben, und die Masse wird auf etwa i5o° erhitzt, gründlich
gerührt und gemischt, etwa i;; Minuten lang oder bis sie viskos @vird und eine Probe
beim Abkühlen eine harte und spröde Masse ergibt.
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Während des Rührens oder der zweiten Phase der Reaktion kann man der
Masse ein Einfettungsmittel, z. B. Stearinsäure, zusetzen und außerdem noch andere
schmelzbare Harze, vorteilhaft schmelzbare, nicht liärtbare Harze vom Phenolmethvlentvpus.
Die Menge dieser zugesetzten Harze kann in weiten Grenzen, je nach den gewünschten
Eigenschaften des Endproduktes, schwanken. Plastifizierungsmittel oder andere Zusätze
können gleichzeitig der Masse einverleibt werden.
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Das entstehende Produkt kann, falls ein nicht hartbares Harz nicht
zugesetzt wurde, durch genügende Anwendung von Wärme in den unschmelzbaren und in
den gewöhnlichen Lösungsmitteln im wesentlichen unlöslichen Zustand übergeführt
werden. Bei Verwendung eines nicht lärtbaren Phenolharzes muß zweckmäßig so viel
Hexamethylentetramint oder ein äquivalentes Härtemittel zugesetzt werden, daß das
zugesetzte Harz in den hartbaren Zustand übergeht. Zur Herstellung von Preßmischungen
wird das Harz mit den üblichen Füllstoffen, z. B. Holzmehl o. dgl., und bei Verwendung
als Firnis, Lack oder Imprägnierungsflüssigkeit, je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck
mit geeigneten Lösungsmitteln, gemischt.
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Das beschriebene Verfahren ergibt ein Harz von vorzüglichen physikalischen,
chemischen und elektrischen Eigenschaften und ist auch in seiner Ausführung außerordentlich
vorteilhaft und wirtschaftlich. Während der ersten Phase der Reaktion wird die flüssige
Reaktionsmischung in dem Kessel unter Bedingungen erwärmt, die mit sehr geringen
Verlusten an den Reaktionskomponenten verbunden sind. In ihrer zweiten Phase findet
die Reaktion in Apparaten statt, in denen sie schnell zu Ende geführt und aus denen
das schwere viskose Produkt leicht entfernt werden kann.
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An Stelle des Calcitimhydroxyds können andere basische Kondensationsmittel
verwendet werden, wie z. B. Calciumoxyd, Magnesiumoxyd, Carbonate oder Hydroxvde
des Natriums und Kaliums u. dgl.