DE598061C - Verfahren zur Herstellung von Pressmassen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Pressmassen

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DE598061C
DE598061C DEG83128D DEG0083128D DE598061C DE 598061 C DE598061 C DE 598061C DE G83128 D DEG83128 D DE G83128D DE G0083128 D DEG0083128 D DE G0083128D DE 598061 C DE598061 C DE 598061C
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G12/00Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • C08G12/02Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes
    • C08G12/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with acyclic or carbocyclic compounds
    • C08G12/06Amines
    • C08G12/08Amines aromatic

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Description

  • Verfahren zur Herstellung von Preßmassen Es ist bekannt, daß primäre aromatische Amine mit mehr als i Mol Formaldehyd in .mineralsaurerLösungunterBildungunschmelzbarer, unlöslicher Kondensationsprodukte reagieren, die sich unter Einwirkung von Hitze undDruck in wertvolle Preßkörper umwandeln lassen. Gemäß der üblichen Arbeitsweise wird hierbei das Amin zunächst in einer Mineralsäure aufgelöst und hierauf mit der Formaldehydlösung versetzt, wobei Wert darauf gelegt wird, daß die Reaktionstemperatur nicht zu hoch ansteigt, was beispielsweise durch langsames Zufließenlassen des Formaldehyds erreicht wird. Dabei steigen mit zunehmendem Formaldehydgehalt zwar die Wärmefestigkeit und Widerstandsfähigkeit der Preßlinge, aber auch die zur Verpressung nötigen Temperaturen und Drucke. Schon kleine Formaldehydüberschüsse von beispielsweise o,2 Mol führen zu Kondensationsprodukten von mäßigem Fließvermögen, was besonders beim Pressen komplizierter Formen als Übelstand empfunden wird. Bei Anwendung von 1,5 bis 1,7 Mol Formaldehyd muß man unter Anwendung normaler Drucke schon Preßtemperaturen von i8o bis zoo° und darüber anwenden, um in kurzer Zeit klare Preßlinge zu erhalten.
  • Durch Zufügung von Weichmachungsmitteln kann allerdings der Fluß verbessert werden, aber auf Kosten der Wärmebeständigkeit der Harze; werden statt indifferenter Flußmittel Aldehyde oder aldehydabgebende Substanzen zugesetzt, so werden besonders bei Anwendung von Furfurol und Phenolpolyalkoholen zwar sowohl Fluß wie Wärmefestigkeit in ausgezeichneter Weise verbessert, aber meist auf Kosten der hellen Farbe oder der Durchsichtigkeit der Preßlinge.
  • Wir haben gefunden, däß man aus Formaldehyd und primären aromatischen Aminen in Gegenwart beträchtlicher Mengen- einer starken Mineralsäure auch ohne Zusätze von Weichmachungs- bzw. Flußmitteln leichtfließende und nach dem Pressen doch außerordentlich wärmebeständige Harze herstellen kann, die den zur Härtung nötigen Formaldehyd nicht als mechanische Beimischung, sondern in chemischer Bindung enthalten, wenn man nämlich dafür sorgt, daß das Amin, zweckmäßig bei höheren Temperaturen, auf mehr als - Mol Formaldehyd zur Einwirkung gebracht wird. Das Amin wird zweckmäßig in Form eines mineralsauren Salzes, z. B. des Chlorhydrates, angewendet. Man kann aber auch dem Formaldehyd die nötige, zweckmäßig etwa die äquimolekulare Menge einer starken Mineralsäure zusetzen. Als beträchtliche Menge Mineralsäure sollen Mengen von etwa 112 Mol und mehr Säure auf i Mol Amin verstanden sein. Als Mineralsäuren kommen besonders die Halogenwasserstoffsäuren und Schwefelsäure in Betracht.
  • Von den verschiedenen Verfahren, primäre aromatische Amine in organischen Lösungsmitteln mit überschüssigem Formaldehyd in Gegenwart organischer Säuren zu kondensieren, unterscheidet sich das Verfahren sowohl durch die Anwendung starker Mineralsäuren in vorzugsweise annähernd äquivalenten Mengen als auch durch den Wegfall der teuren Lösungsmittel, vor allem aber durch die Endprodukte, die in Benzol unlöslich sind und klar hellgelbe bis rote Preßlinge von sehr guter mechanischer und thermischer Festigkeit ergeben, während nach den erwähnten Verfahren in Benzol lösliche, bis zu einem gewissen Grade härtende Harze entstehen, die aber erst durch die Behandlung mit weiteren Aldehyden in Gegenwart saurer Kondensationsmittel Preßlinge mit guter Wärmefestigkeit liefern.
  • Die neuen Produkte sind auch chemisch . von den Kondensationsprodukten, wie sie im Patent 559 324 beschrieben sind, deutlich verschieden, indem sie, wie durch Vergleichsanalysen festgestellt wurde, einen nicht unerheblich höhern Sauerstoffgehalt aufweisen als letztere, was auf die wenigstens teilweise Bindung des Formaldehyds in Form von Methylolgruppen hindeutet, während bei der in obigem Patent beschriebenen Arbeitsweise der Formaldehyd in weitaus überwiegender Menge in Form von Methylengruppen gebunden zu werden scheint. In Übereinstimmung hiermit kommt den neuen Harzen eine deutliche Härtbarkeit zu, indem bei niederer Temperatur verpreßte Harze dieses Typus eine wesentlich geringere Wärmefestigkeit aufweisen als solche, die bei höherer Temperatur verpreßt oder vor oder nach dem Pressen einer geeigneten Wärmebehandlung unterworfen werden.
  • Am deutlichsten ausgeprägt sind diese Eigenschaften, wenn man beispielsweise Anilinchlorhydrat in einen großen Überschuß (3 bis 5 M01) von Formaldehyd bei Temperaturen über 5o° einlaufen läßt oder, ebenfalls bei höherer Temperatur, den überschüssigen Formaldehyd möglichst auf einmal zu dem Aminsalz zufügt und nicht etwa langsam einträgt. Einen Teilerfolg kann man aber schon ohne Aufwendung eines großen Formaldehydüberschusses erzielen, wenn die gesamte angewandte Formaldehydmenge zwar unter 2 Mol bleibt, beispielsweise 1,5 Mol, durch langsames Eintragen des Aminsalzes in die Formaldehydlösung aber dafür gesorgt wird, daß wenigstens ein großer Teil des Amins beim Eintropfen mit einem Formaldehydüberschuß von über 2 Mol reagieren kann. Zweckmäßig trägt man das Amin in heißen Formaldehyd ein, da die Bildung leichtfließender Harze durch höhere Temperaturen begünstig wird.
  • Wir haben dabei die Beobachtung gemacht, daß, während bei Anwendung geringer Formaldehydüberschüsse (insgesamt 1,2 bis 14M01 Formaldehyd pro Mol Amin) Temperaturen über 5o bis 6o° die Kontrolle des Reaktionsverlaufes erschweren und leicht eine Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften der Harze bewirken können, bei dem vorliegenden Verfahren die Anwendung von Temperaturen bis zur Kochtemperatur kaum eine Abnahme der mechanischen Festigkeit, dagegen eine sehr erhebliche Verbesserung der Fließfähigkeit bewirkt. Die günstigsten Verhältnisse können von Fall zu Fall durch Tastversuche leicht festgestellt werden.
  • Wenn die Säuremenge wesentlich, beispielsweise unter 112-Mol Säure auf i Mol Base, herabgesetzt wird, nähern sich die Produkte in manchen Eigenschaften den in Gegenwart organischer Säuren in organischen Lösungsmitteln erhaltenen Harzen, d. h. ihre Löslichkeit wächst an, sie erweichen bei relativ niedrigen Temperaturen und sind für sich allein nur nach vorausgegangener Wärmebehandlung preßbar.
  • Nachdem beim Arbeiten mit Aminsalzlösungen, wie Anilinchlorhydrat, bei mäßigen Temperaturen eine Steigerung der zugesetzten Formaldehydmenge von i,o bis gegen 2,o Mol Aldehyd auf i Mol Amin eine ständige Abnahme des Fließvermögens bewirkt, war in keiner Weise vorherzusehen, daß mit den gleichen Ansätzen durch bloße Abänderung der Bedingungen in dem Sinne, daß die Einwirkung eines über 2 Mol hinausgehenden Formaldehydüberschusses wenigstens auf einen erheblichen Teil des Amins sichergestellt wird und dieser Reaktionsverlauf gegebenenfalls durch Erhöhung der Temperatur begünstigt wird, das Fließvermögen der Harze in so beträchtlicher Weise gesteigert werden konnte, ohne daß die Wärmefestigkeit herabgedrückt -würde, wie das bei der Kondensation in organischen Lösungsmitteln in Gegenwart organischer Säuren und überschüssigen Formaldehyds der Fall ist.
  • Die neuen Harze fallen beim Eliminieren der Säure in ganz ähnlicher Foim aus wie die Aminharze gemäß dem Patent 559 324 und den schweizerischen Patenten i46 oo9, i 5o 936 und 150937 und können wie diese in jedem Stadium der Herstellung mit Füllmaterialien, Weichmachungs-, Härtungsmitteln, Farbstoffen u. dgl. versetzt werden; insbesondere eignen sie sich zur Herstellung von harzhaltigen Papieren, wie sie in den Patenten 562 943 und 565 7o2 beschrieben sind, indem sie die gleichmäßige Verpressung der geschichteten Papiere erleichtern und doch zu Produkten von ausgezeichneter Wärmefestigkeit führen.
  • Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine plastische Masse aus Anilin und Formaldehyd in der Weise herzustellen, daß zunächst Anilinchlorhydrat mit etwa äquimolekularen Mengen Formaldehyd umgesetzt und dann diese Kondensationslösung durch weiteren Formaldehydzusatz bei 40 bis 50° gelatiniert wird. Es entsteht hierbei eine Gußmasse, die noch die mit dem Anilinchlorhydrat zugeführte Säure enthält. Gemäß -vorliegendem Verfahren wird dagegen das Anilin in Gegenwart von Säure auf überschüssigen Formaldehyd vorzugsweise bei Temperaturen über 50° zur Einwirkung gebracht. Ferner wird die Säure vor der Weiterverarbeitung der Kondensationslösung entfernt und das in dieser Weise ausgefällte Kondensationsprodukt heiß verpreßt. Verfahren und Produkte sind somit in beiden Fällen grundlegend verschieden.
  • Das Verfahren wird durch folgende Beispiele erläutert, wobei die Teile Gewichtsteile bedeuten. Beispiel i In einem emaillierten Rührgefäß werden 865Teile (etwa i o Mol) technischeFormaldehydlösung mit i2oo Teilen Wasser und 25 Teilen konzentrierter Salzsäure auf 5o° erwärmt und im Verlauf von io Minuten eine Lösung von 26o Teilen Anilinchlorhydrat (2 Mol) in iooo Teilen Wasser in dünnem Strahl unter kräftigem Rühren einlaufen gelassen. Die Lösung wird dunkelrot und schwach trüb. Man rührt noch 5 Minuten weiter bei 55° und neutralisiert mit Natronlauge. Das Kondensationsprodukt fällt als voluminöser weißer Niederschlag aus, der ausgewaschen und getrocknet wird. Das erhaltene weiße Pulver läßt sich schon bei 145' zu klaren gelben bis roten Preßlingen verpressen; die mechanischen und thermischen Eigenschaften werden aber durch Erhöhung der Preßtemperatur auf i65° noch wesentlich verbessert.
  • Beispiele In einem mit Rückflußkühler versehenen Rührgefäß werden 78o Teile (etwa 9 Mol) technische Formaldehydlösung, iooo Teile Wasser und 25 Teile konzentrierte Salzsäure zum Sieden erwärmt und unter lebhaftem Rühren in 4 Minuten eine Lösung von 28o Teilen (3 Mo1) Anilin, 27o Teilen konzentrierter Salzsäure und ioooTeilen Wasser einlaufen gelassen. Die Lösung wird tiefrot und bleibt vollständig klar. Man läßt sie noch 16 Minuten bei 9o bis ioo° stehen und trägt sie dann in kalte verdünnte Natronlauge ein. Es fällt ein weißer voluminöser Niederschlag aus, der nach dem Auswaschen, Trocknen und Mahlen als weißes bis schwach gelbliches Pulver .erhalten wird. Der Fluß ist schon bei niedrigen Temperaturen ganz ausgezeichnet, zweckmäßig wendet man aber auch hier Preßtemperaturen von 16o bis 17o° an oder unterwirft die bei I45° gepreßten Körper einer Nachbehandlung bei erhöhter Temperatur. Beispiel 3 26o Teile (2 Mol) Anilinchlorhydrat werden in 2ooo Teilen Wasser gelöst, auf 95' erwärmt und dann unter lebhaftem Rühren möglichst auf einmal 87o Teile (etwa io Mol) Formaldehydlösung zugegeben. Die Temperatur steigt auf etwa ioo° und wird einige Minuten gehalten. Die Lösung wird tiefrot und bleibt vollständig klar. Nach dem Neutralisieren, Auswaschen und Trocknen erhält man ein dem nach Beispiel i erhaltenen sehr ähnliches Produkt. Beispiel 4 In einem emaillierten Rührgefäß mit Rückflußkühler werden 2ooo Teile Wasser mit 39o Teilen Formaldehydlösung (4,5 Mol) und 25 Teilen konzentrierter Salzsäure zum Kochen erhitzt und unter kräftigem Rühren eine Lösung von 28o Teilen Anilin (3 Mol), 27o Teilen konzentrierter Salzsäure und iooo Teilen Wasser einlaufen gelassen. Die Lösung wird tiefrot und bleibt vollständig klar. Man kocht noch drei Minuten und läßt in verdünnte Lauge einlaufen. Durch Auswaschen und Trocknen erhält man ein sehr gut fließendes Harz, das sich zu gut wärmebeständigen Preßlingen verpressen läßt. Beispie15 54o Teile Formaldehyd (etwa 6 Mol), 7oo Teile Wasser und 25 Teile konzentrierte Salzsäure werden auf ioo° erwärmt und eine Lösung von 214 Teilen m-Toluidin (2 Mol), igo Teilen konzentrierter Salzsäure und ioooTeilen'Wasser unter gutem Rühren eingetragen. Man rührt dann bei 95° noch io Minuten weiter und neutralisiert die klare rote Lösung mit der nötigen Menge Natronlauge oder Soda. Der ausgewaschene Niederschlag wird nun in einer Knetmaschine mit 3oo Teilen Holzmehl gründlich vermischt, getrocknet und in üblicher Weise verpreßt. Man erhält homogene Preßlinge von guten mechanischen und elektrischen Eigenschaften. Beispiel 6 In einem Rührgefäß mit Rückflußkühler werden 785 Teile Formaldehyd (9 Mol), zooo Teile Wasser und 4o Teile konzentrierte Salzsäure auf 9o° erwärmt und unter kräftigem Rühren 279 Teile Anilin (3 Mol) eingetropft. Die Lösung bleibt dauernd im Kochen, wird tiefdunkelrot und bleibt klar. Man läßt etwas abkühlen und neutralisiert durch Eingießen in verdünnte kalte Natronlauge. Das erhaltene weiße körnige Produkt wird nach dem Auswaschen und Trocknen mehrere Stunden auf I2o° erwärmt und dann in üblicher Weise verpreßt. Man erhält dunkelrote Preßlinge von guten mechanischen und elektrischen Eigenschaften.
  • Die nach irgendeinem der vorstehenden Beispiele hergestellten Kondensationslösungen oder Harzfällungen können nun mit Fasermaterialien, wie Zellstoff oder Asbest, in verschiedenster Weise zu harzhaltigen Papieren verarbeitet werden. Man kann das Fasermaterial in aufgeschlagenem Zustand bereits den Reaktionskomponenten oder der fertigen Kondensationslösung zusetzen oder die Kondensationslösung zu der aufgeschlagenen Pülpe zulaufen lassen und das Harz auf und in der Faser durch Elimination der Säure niederschlagen, darauf gegebenenfalls den Brei auswaschen, im Holländer bis zur Erreichung der gewünschten Faserlänge mahlen und auf Lang- oder Rundsiebpapiermaschinen zu Papier, Karton oder Preßspan verarbeiten.
  • Man kann auch das gefällte Harz mit dem Zellstoff vor oder nach dem Auswaschen vermischen und nach der üblichen Vorbehandlung zu Papier verarbeiten oder aber den bereits aufgeschlagenen und gemahlenen Zellstoff mit irgendeiner Phase der Kondensationslösung oder mit dem gefällten, gegebenenfalls bereits ausgewaschenen Harz mischen, aufschlagen und der Papiermaschine zuführen. Schließlich kann das Harz auch getrocknet, auf gewünschte Feinheiten bzw. Körnung vermahlen der Pülpe zugefügt und das Gemisch nach entsprechender Vorbereitung auf Papier verarbeitet werden. Durch Variation der Harzmenge lassen sich sowohl harzarme wie sehr harzreiche Papiere herstellen, die im verpreßten Zustand der verschiedensten Anwendungen fähig sind. Es können auch Weichmacher, Farbstoffe, Härtungsmittel u. dgl. der Pülpe oder dem Harz einverleibt werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Preßmassen aller Art aus Kondensationsprodukten aus primären aromatischen Aminen und mehr als äquimolekularen Mengen Formaldehyd in Gegenwart beträchtlicher, vorzugsweise äquimolekularer Mengen starker Mineralsäuren, gegebenenfalls unter Zugabe von Füll- und Farbstoffen, Flußmitteln u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des primären aromatischen Amins bzw. Aminsalzes mit mehr als 2 Mol Formaldehyd, zweckmäßig bei Temperaturen oberhalb 5o°, zur Kondensation gebracht, das Kondensationsprodukt aus der Lösung durch Neutralisieren ausgefällt, ausgewaschen und getrocknet wird.
DEG83128D 1932-07-05 1932-07-14 Verfahren zur Herstellung von Pressmassen Expired DE598061C (de)

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