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Verfahren zur Herstellung von Kunstmassen Inder schnveizerisclien
Patentschrift 2N r: z23 515 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kunstmasse beschrieben,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Anilin oder ein Anilinsalz mit Formaldehyd
in saurem Medium bis zur Bildung einer festen Gallerte reagieren läßt, die Gallerte
hernach mit alkalisch wirkenden Elektrolyten behandelt und das erhaltene Produkt
trocknet. Es handelt sich also hier um ein Gießverfahren. Gemäß einer besonderen
Ausführungsform des Verfahrens kann die saure Kondensationslösung zu Imprägnierungszwecken
verwendet und hernach auf .der imprägnierten Unterlage der üb-Echen \aehbehandlung
unterworfen werden. In jedem Falle findet die Neutralisation der Säure erst nach
der Gelatinierung statt.
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Des weiteren ist durch die schweizerische Patentschrift \r: I252(9
ein Verfahren zur Herstellung von Preßkörpem bekannt geworden, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man die aus aromatischen Aminen und Formaldehyd in Gegenwart einer Säure
gebildeten Kondensationsprodukte nach Behandeln mit Alkali heiß verpreßt. Gemäß
einer besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens werden den Produkten vor der
Verpressung Füllstoffe zugefügt. Es handelt sich hierbei um das Vermischen des festen,
trockenen, pulverigen Kondensationsproduktes mit dem Füllstoff: Es wurde nun gefunden,
daß man zu neuartigen, sehr wertvollen füllstoffhaltigen Kunstmassen aus aromatischen
Aminen, insbesondere Anilin, und Formaldehyd gelangen kann, wenn man zunächst, analog
dem eingangs genannten Verfahren, die Füllstoffe mit der sauren Kondensationslösung
imprägniert, hierauf jedoch die Kondensationsprodukte vor dem Festwerden durch säurebindende
Mittel in und auf den Füllstoffen ausfällt und die erhaltene Fällung unter Druck
und Hitze in an sich bekannter Weise verformt.
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Gemäß dem vorliegenden Verfahren wird das Kondensationsprodukt in
amorpher Form aus der Lösung ausgefällt und in besonders homogener Mleise auf der
Oberfläche und im Innern des Füllstoffes niedergeschlagen. Durch Ver--pressen des
so erhaltenen Gemisches werden Formlinge erzielt, die sich von den gemäß den eingangs
erwähnten Verfahren erhaltenen durch bedeutend größere Homogenität sowie durch besonders
hohe Wasserbeständigkeit und hervorragende mechanische und elektrische Festigkeit
auszeichnen.
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Die Füllstoffe können sowohl den einzelnen Kondensationskomponenten
als auch deren Mischung in irgendeinem Stadium des Kondensationsvorganges zugefügt
werden, worauf gegebenenfalls die Kondensation noch zu Ende zu führen ist, sei es
- unter Verwendung von höchstens r Mol Aldehyd - bis zur schmelzbaren oder - unter
Verwendung von mehr Aldehyd -bis zur unschmelzbaren Kondensationsstufe.
Die
Verpressung des durch Füllungserhaltenen innigen Gemisches von Füllstoff und Kondensationsprodukt
erfolgt zweckmäßig nach vorhergegangener Waschung, Trocknung und Zerkleinerung,
gegebenenfalls unter Zugabe von Aldehyden, wie z. B. Furfurol, Acrolein, oderaldehvdabspaltenden
Mitteln, wie z. B. Paraformaldehgd, Phenolalkoholen, oder andern HärtungsmitteIn,
wie hartbaren - -'#ldehvdkondensationsproduh-ten.
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Als säurebindende Mittel kommen in Betracht _ Alkalien, Ammoniak,
basische Salze bzw. =Salze schwacher Säuren (wie z. B. Soda), organische Basen (wie
z. B. Methylamin).
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Als Füllmittel kommen die verschiedensten Materialien tierischen,.
pflanzlichen oder mineralischen Ursprungs in Betracht, sei es in Pulver=. form,
wie Holzmehl, Asbestine, Leder- oder Korkpulver, sei es von faseriger Beschaffenheit,
wie Baumwolle in irgendeiner Form, ferner Holzzellstoffe, wie Sulfit-, Sulfat- oder
Natronzellstoff, Holzschliff, Altpapier, Hadern, Leinen, Jute, Seide, «olle usw.,
oder endlich als Gewebe. Die Füllstoffe können gegebenenfalls vor ihrer Verwendung
einer geeigneten Vorbehandlung, wie z. B. mit farbgebenden Stoffen u. dgl., unterworfen,
oder es können zusammen mit ihnen farbgebende Stoffe, Flußmittel usw. zugemischt
werden.
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An Stelle von Anilin kann man auch dessen Homologe, wie z. B. o- oder
m-Toluidin, oder -Mischungen der verschiedenen Toluidine, ferner u- oder ß-Naphtylamin,
Benzidin u: dgl. oder -Mischungen dieser Amine mit Anilin verwenden.
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Die nach vorliegendem Verfahren erhaltenen Produkte eignen sich für
die verschiedensten Zwecke der Kunststoffindustrie; so z. B als Isolierstoffe, zur
Herstellung von. Gebrauchs-und Kunstgegenständen Kunstgegenständen aller Art, als
Konstruktionsmaterial für 'Maschinenteile u. dgl., _ die -eine verhältnismäßig starke
mechanische Beanspruchung auszuhalten haben, wie z. B. Zahnräder, Bestandteile von
Textilmaschinen, wie Spulen, Webervögel u. dgl.; ferner als Dichtungsmaterial, als
Holzersatz in der Möbel-und Bauindustrie usw.
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Es ist zwar bereits bekannt, zur Herstellung von füllstoffhaltigen
Kunstmassen die Füllstoffe mit Lösungen von Phenolformaldehydkondensationsprodukten
zu tränken, die Kondensationsprodukte auf oder in dem Füllstoff auszufallen und
die getrockneten Produkte durch Anwendung von Druck und Hitze zu härten. Der grundlegende
Unterschied zwischen diesem und dem, vorliegenden --'erfahren besteht darin, daß
in ersterem Falle Kondensationsprodukte saurer, in letzterem dagegen solche basischer
Natur zur Anwendung kommen. Die beiden V erfahren arbeiten also mit chemisch nicht..
vergleichbaren Produkten. Dementsprechend sind auch die Verfahren selbst grundsätzlich
verschieden. Bei dein bekannten Verfahren werden die Füllstoffe mit alkalischen
Lösungen saurer Phenolförmaldeliydkondensationsprodukte getränkt und hierauf die
Kondensationsprodukte durch Neutralisation mit Säureausgefällt: Beim vorliegenden
Verfahren werden dagegen die -Füllstoffe mit stark sauren Lösungen basischer Kondensationsprodukte
bzw. ihren - Komponenten getränkt und die Kondensationsprodukte hierauf durch säurebindende
Mittel auf und finden Füllstoffen niedergeschlagen. Die Verschiedenheit der Produkte
zeigt sich auch darin, daß die Phenolformaldehydharze, wenn sie in einem frühen
Kondensationsstadium gefällt werden, sich in öliger, schwer zu handhabender Form
niederschlagen, während die gemäß vorliegendem Verfahren erhaltenen Kondensationsprodukte
stets in pulverig-amorpher Form abgeschieden werden. Ferner härten die Phenol- -aldehvdkondensationsprodukte
in der Regel bei verhältnismäßig niedriger Temperatur, so daß die Trocknung der
nach dem in Frage stehenden Verfahren erhaltenen gefülltenMassen mit Vorsieht erfolgen
muß, um- vorzeitige-Härtung zu vermeiden. Demgegenüber besteht bei den Produkten
des vorliegenden Verfahrens auch bei - höheren- Trocknungstemperaturen keinerlei
Gefahr unerwünschter Härtung. Einen weiteren Vorzug gegenüber den Phenolaldehydkondensationsptodukten
bildet die völlige Geruchsfreiheit der Produkte des vorliegenden Verfahrens.
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. Beispiel r , -93 Teile Anilin- (i llol) werden mit ioo Teilen
einer 360/,i-gen Salzsäure (r Mol) mit Zoo Teilen Wasser gelöst. Dazu werden bei
25 @ 82,5 Teile einer 4o°;oigen Förmaldehydlösung (i,i 11o1) zugegeben und- die
Temperatur auf etwa ¢o° gehalten. Nach einer Stunde ist die tiefrote Lösung etwas
visköser geworden.
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ioo Teile Holzmehl werden zugefügt und unter gutem Durchrühren völlig
benetzt und getränkt. Durch Zugabe einer Lösung von 4.o Teilen Nätriumhydroxyd in
zoo Teilen Wasser wird darauf das Kondensationsprodukt als feiner Niederschlag in
und auf der Faser gefällt. Der breiige Niederschlag wird abfiltriert, bis zur Elektrolytlreiheit
gewaschen und getrocknet. Das zerkleinerte Produkt läßt sich bei i5o ° zu festen
Formkörpern v erpressen.
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Beispiele .Mit der in Beispiel i beschriebenen Kondensationslösung
wird Canväs (Drillich), der. vorher vorteilhaft entfettet würde,-iinprägniert. Dann
werden- die Stoffstücke in verdünnte Natronlauge gelegt, bis ihre Farbe rein weiß
geworden ist, nachher elektrölytfrei gewaschen -und getrocknet. 'Werden solche Stücke
mit oder ohne Zwischenlagen von urigefülltem Aniinaldeliyd-.
harr
hei etwa i5o - verpreßt, so worden sehr schöne, geschichtete Platten erhalten.
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Beispiel 3 \lit der nach Beispiel i erhaltenen Kondensationslösung
werden Stücke von dünnem Papier getränkt und nach Beispiel 2 weiterbehandelt. Man
erhält daraus geschichtete Preßstücke von großer Festigkeit.
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Beispiel 4.
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Mit einer nach Beispiel i hergestellten Kondensationslösung werden
ioo Teile trockene Päpierpülpe, Holzschliff oder Cellulosespäne gründlich imprägniert
und mit Alkali neutralisiert. Der entstandene -Niederschlag kann nach dem Auswaschen
entweder getrocknet und zu einem Preßpulver. aufgearbeitet, oder es kann daraus
Papier (vgl. auch Beispiel 8) hergestellt «-erden, das geschichtet zu Formstücken,
Platten, Röhren usw. verpreßbar ist, da es das nötige Bindemittel in sich enthält.
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Beispiel 5 93TeileAnilin werden mit iooTeilen 36°joiger Salzsäure
in .4oo Teilen Wasser gelöst. In der Lösung werden 25 Teile Asbestine suspendiert
und 82,5 Teile einer 4o°'oigen Formaldehydlösung zugegeben. -Nach einstündigem kräftigem
Durchrühren wird das Kondensationsprodukt mit einer Lösung von .fo Teilen Natriumhydroxyd
in Zoo Teilen Wasser gefällt und der entstandene dicke Brei abfiltriert, gewaschen
und getrocknet. Das entstandene gelbliche Pulver liefert bei i5o " homogene, hellbraune
Preßkörper, die sich ausgezeichnet bearbeiten lassen. Beispiel 6 93 Teile Anilin
(i JIol), roo Teile 38°/oige Salzsäure (i 'Mol) und ;5 Teile 4o°;oige Formaldehydlösung
(i lIol) werden in 2oo_Teilen Wasser gelöst. In die nach einigen Minuten tiefrot
gefärbte Lösung werden ioo Teile Holzmehl eingetragen und durch kräftiges Rühren
darin suspendiert. -Nach einer Stunde wird das gebildete Kondensationsprodukt durch
eine Lösung von .fo Teilen \atriumhydroxyd in ioo Teilen Wasser gefällt und der
Niederschlag abfiltriert. Er wird elektroly tfrei gewaschen, getrocknet und `zerkleinert.
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Das so erhaltene gelbliche Pulver läßt sich, mit einigen Prozenten
Paraformaldehyd vermischt, in der Wärme zu festen, homogenen Formstücken -,-erpressen.
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Beispiel 93 Teile Anilin (i Mol) werden mit ioo Teilen konzentrierter
Salzsäure und ixe Teilen einer 37,5°;"igen Formaldehydlüsung unter Zugabe %-0n 14o
Teilen Holzmehl kondensiert und die Mischung nach vollendeter Kondensation mit Natronlauge
neutralisiert. Das ausgefallciie Harz wird elektrolytfrei gewaschen, zerkteinert
und getrocknet. 7o Teile dieses gefüllten Harzes werden mit 3o Teilen eines durch
Kondensation von i llol Anilin mit i Mol Formaldehyd in Gegenwart von i Mol Säure
und nachfolgende Ausfällung mit Natronlauge hergestellten schmelzbaren Harzes gemischt.
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Die Mischung zeigt, bei i5o ° verpreßt, einen sehr guten Fluß und
liefert äußerst homogene Preßstücke.
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Beispiel 8 93 Teile Anilin (i Hol) werden in ioo Teilen 36,5%iger
Salzsäure (i Mol) und 5oo Teilen Wasser gelöst. Dazu werden 98 Teile einer 4o°/oigen
Formaldehydlösung (i,2 Mol) gegeben. Die entstehende rote, etwa 30' warme
Kondensationslösung wird nach 3o Minuten mit einer im Holländer bereiteten Pülpe
aus ioo Teilen Sulfatzellstoff (Kraftstoff) und 2 ooo Teilen Wasser vermischt. Man
läßt dann eine Lösung von 41 Teilen Natronhydrat (98°/Qig) in i ooo Teilen Wasser
in die Pülpe einlaufen, wodurch das Kondensationsprodukt auf die Faseroberfläche
gefällt wird. Die erhaltene Suspension wird filtriert, elektrolytfrei gewaschen
und der Rückstand, geeignet verdünnt, auf einer normalen Langsiebpapiermaschine
(Fourdriniermaschine) zu Papier verarbeitet. Das in den Naßpressen abgepreßte, noch
feuchte Papier wird auf einer Dampftrockenpartie getrocknet. Die erhaltenen Papiere
lassen sich, aufeinandergeschichtet, bei etwa 16o' zu völlig homogenen Formstücken
verpressen. Die Blattbildung kann auch auf anderen zu diesem Zwecke geeigneten Maschinen
erfolgen, so z. B. auf Rundsiebmaschinen, wie sie zur Herstellung von Karton gebräuchlich
sind, oder auf geeigneten Vakuum-Zellenfiltern. In letzterem Falle läßt sich der
Auswaschprozeß mit dem Blattbildungsprozeß auf dem Filter kombinieren, so daß ein
gesondertes Auswaschen der harzhaltigen Pülpe unnötig ist.
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An Stelle von Sulfatzellstoff lassen sich natürlich auch alle anderen
zur Papierherstellung geeigneten Faserstoffe verwenden, wie Sulfitzellstoff oder
Natronzellstoff, ferner Hadern, Holzschliff usw.
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Beispiel 9 93 Gewichtsteile Anilin (i Mol) werden in 73o Gewichtsteilen
5°/,iger Salzsäure (i Mol) gelöst. Man gibt zu dieser Lösung 83,5 Gewichtsteile
Formaldehyd von 38 Volumprozent Gehalt (i Mol), worauf unter schwacher Erwärmung
eine tiefrot gefärbte Kondensationslösung entsteht. In dieselbe werden ioo Teile
(auf Trockensubstanz berechnet) aufgeschlagene Natroncellulose eingetragen, worauf
nach gründlicher Durchtränkung der Faser das Harz durch
Zufließenlassen
einer Lösung von 42 Gewichts-. teilen Ätznatron in iooo Teilen Wässer auf der Faser
ausgefällt wird: Der breiige Niederschlag wird darauf elektrolytfrei gewaschen und
auf die in der Papierindustrie übliche Weise zu Papier oder Karton verarbeitet.
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Die erhaltenen Blätter lassen sich, einzeln oder zu Paketen aufeinandergeschichtet,
bei erhöhter Temperatur zu- homogenen Formstücken verpressen.