DE758436C

DE758436C - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von harzartigen Kondensationsprodukten, insbesondere von Phenolaldehydharzen, und Vorrichtung hierzu

Info

Publication number: DE758436C
Application number: DEB189113D
Authority: DE
Inventors: Martin Krahl
Original assignee: Bisterfeld and Stolting
Current assignee: Bisterfeld and Stolting
Priority date: 1939-11-14
Filing date: 1939-11-14
Publication date: 1951-07-26

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von harzartigen Kondensationsprodukten, insbesondere von Phenolaldehydharzen, und Vorrichtung hierzu Die Herstellung von Kunstharzen vom Charakter der Phenoplaste geschieht allgemein in der Weise, daß die Reaktionskomponenten mit Zusatz von Katalysatoren in einem Reaktionsgefäß, das mit einem Kühler verbunden ist, durch Erhitzen zur Reaktion gebracht werden. Während der Kondensation werden die im Kühler sich niederschlagenden Flüssigkeitsmengen in das Reaktionsgefäß zurückgeführt. Später, wenn die Harzbildung weit genug fortgeschritten ist, werden die sich im Kühler niederschlagenden unerwünschten Bestandteile nach außen abgeführt (vgl. N o u v e 1 »Die Industrie der Phenol-Aldehyd-Harze«, 1931, S. 7 ff.). Es ist bekannt, daß verhältnismäßig kleine Schwankungen in den Herstellungsbedingungen wesentliche Schwankungen in den Eigenschaften der Harze erzeugen, besonders bei der Herstellung von Resolen, deren Eigenschaften in hohem Maße von Temperatur und Zeit abhängen. Es wurde auch versucht, die Kunstharze kontinuierlich herzustellen (vgl. a. a. O., S. 48 und 49), indem man die Reaktionskomponenten unter Druck in einer Kühlschlange erhitzte. Dieses System hat den Nachteil, daß es sich leicht verstopft, weshalb seine Beschränkung auf die Herstellung von Novolaken empfohlen wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von harzartigen Kondensationsprodukten, insbesöndere von Phenolaldehydharzen, und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung, bei dem die Vorteile der allgemein angewendeten chargenweisen Herstellung von liarzartile Kondensationsprodukten mit den N'ort g teilen der kontinuierlichen Arbeitsweise verbunden sind. Erreicht wird dieses Ziel dadurch, daß an Stelle eines großen Kondensationsapparates eine größere Anzahl kleinerer Harzapparate hintereinandergeschaltet wird. Die Apparate werden von einem Gemisch der Reaktionskomponenten durchflossen. In jedem solchen Apparat, im folgenden Zelle genannt, herrschen die Temperaturen, die dem jeweiligen Zeitstadium bei der erstgeschilderten, nicht kontinuierlichen Arbeitsweise entsprechen. Diese Zellen sind mit Ventilen versehen, die es erlauben, sowohl bei atmosphärischem Druck als auch durch Zuschaltung von Gaspolstern mit beliebigen höheren Drucken zu arbeiten, wodurch gleichzeitig die Temperatur beim Reaktionsverlauf beeinflußt werden kann. Abb. i zeigt ein Schema der Anlage. Die harzbildenden Komponenten werden von den Vorratsbehältern A, B und C usw. durch die Zuteiler Dl. D2, D3 usw., die z. B. aus Zahnradpumpen bestehen können, im richtigen Mengenverhältnis in das Tischgefäß E eingeführt und von dort mittels Pumpe D4 in die Zellen F geleitet, in denen nacheinander die Reaktions- und Kochperiode abläuft. Arbeitet man auf ein flüssiges Harz, bei dem auf Grund der besonderen Zusammensetzung keine Destillation folgen muß, oder auf eine Harzlösung, bei der das Lösungsmittel bereits den Reaktionskomponenten beigefügt wurde, dann läßt man das flüssige Harz oder die Harzlösung durch den Kühler G ablaufen.
Benötigt man eine nachfolgende Destillation zwecks Entfernung von Wasser oder Lösungsmitteln, dann bleibt der Kühler G geschlossen und man führt das Harz über die Destillationszellen Hl, H2, H3 usw. mit stufenweise ansteigendem Vakuum bzw. mit steigender Temperatur bei gleichem Vakuum. Temperatur, Vakuum und Zellenzahl richten sich nach dem Charakter des Harzes.
Die Reaktionszellen bei F enthalten in oder am unteren Teil eine Heizung, während mindestens 2/s des oberen Raumes entweder von außen oder durch Rohre von innen oder beides so gekühlt werden, daß die sich niederschlagenden Dämpfe in das Reaktionsgemisch zurückfließen. Die Zellen sind im oberen Teil durch Entlüftungsöffnungen miteinander verbunden, oder jede Zelle hat ihr eigenes Entlüftungsventil.
Die Reaktionszellen können im Aufbau sehr verschieden sein. Sie können hei ausreichender Höhe und Kühlung oben völlig geöfnet,sein. Sie können auch so gebaut sein, daß man unter höherem als Atmosphärendruck arbeiten kann, sie können auch in einem gemeinsamen Raum untergebracht sein, wenn durch entsprechende Führung des Reaktionsgemisches dafür gesorgt Wird, daß Anteile verschiedenen Kondensationsgrades sich nicht wesentlich wieder vermengen und daß die gebildeten Dämpfe an ungefähr der gleichen Stelle wieder als Kondensat dem Reaktionsgemisch zufließen. Abb.2 zeigt schematisch ein solches Zellenpaket. Es bedeutet darin J die Kühlschlange mit Trennwänden an der unteren Krümmung. K ist ein Heizrohr, dessen Rippen gleichzeitig als Trennwände dienen. Die punktierte Linie deutet den Weg des Reaktionsgemisches an. Die Destillationszellen bieten ebenfalls sehr verschiedene Konstruktionsmöglichkeiten.
Die Förderung des Reaktionsgutes von Zelle zu Zelle kann statt durch Pumpen auch durch eine alle Reaktionszellen durchlaufende Förderschnecke erfolgen oder durch sonstige bekannte Fördereinrichtungen. Die Destillationszellen Hl, H2, H3 usw. können so gebaut sein wie die Reaktionszellen. Sie müssen jedoch innen dann eine Auffangrinne für das nach außen abzuführende Kondensat besitzen. Andernfalls werden die Dämpfe ohne Kondensation aus den Zellen gesaugt und nach beliebigen hel:annten Methoden weiterbehandelt. Zwischen den einzelnen Zellensystemen sind Pumpen, z. B. Zahnradpumpen D., DG' D7 usw., angeordnet, um einerseits den Strom des Reaktionsgemisches genau regeln zu können, zwecks Erreichung der richtigen Reaktions- und Kochzeiten, und anderseits, um die Zellen zur Erzeugung des notwendigen Drucks oder Vakuums voneinander abzusperren.
Es ist auch möglich, an bestimmten Stellen der Apparatur, also in einem beliebigen Stadium der Kondensation oder der Destillation der Harzmasse noch Zusätze zu geben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von harzartigen Kondensationsprodukten, insbesondere von Phenolaldehydharzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch der Reaktionskomponenten während der Kondensation nacheinander Reaktionszellen durchläuft, deren jede im unteren Teil Heizung und im oberen Teil Rückflußkühlung besitzt, worauf gegebenenfalls die Kondensationsprodukte zur Entfernung flüchtiger, unerwünschter Bestandteile durch Destillationszellen geleitet werden, in denen jeweils die Temperaturen und Druckverhältnisse herrschen, die dem jeweiligen Zustand" der Kondensationsprodukte entsprechen.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Kondensation entstehende Wärme zur Vorwärmung der harzbildenden Komponenten oder zur Unterstützung der Destillation verwendet wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer beliebigen Anzahl von hintereinandergeschalteten Reaktions- (F) und Destillationszellen (H1, H2, H3) besteht, von denen jede unten mit einer beliebigen Heiz- (K) und oben mit einer beliebigen Kühlvorrichtung (I) versehen ist. q..
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Reaktions- und Destillations.zellen eine Ablaßvcrrichtung mit Kühler (G) geschaltet ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und .4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zellen in einem gemeinsamen Raum zu einem Zellenpaket (Abb. 2) untergebracht sind.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zellen oder Zellenpaketen Pumpen (D5, DE, D 7 ) angeordnet sind, die einerseits das Reaktionsgut fördern und anderseits die Zellensysterne gegen Druckausgleich absperren.