DE907697C

DE907697C - Verfahren zur Herstellung eines waerme- und druckhaertenden Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsproduktes

Info

Publication number: DE907697C
Application number: DEK8089A
Authority: DE
Inventors: Erich Krause
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-11-19
Filing date: 1950-11-19
Publication date: 1954-03-29

Description

Verfahren zur Herstellung eines wärme- und druckhärtenden Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsproduktes Es ist bekannt, Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukte zum Verleimen von Holz u. dgl. unter Druck und Hitze zu verwenden. Es sind Vorschläge zur Herstellung solcher Produkte gemacht worden. Ein Verfahren, von dem mehrere Ausführungsformen bekannt sind, verwendet wäßrige Lösungen von Formaldehyd und Harnstoff, welche in geeigneten Mengenverhältnissen mit oder ohne Zusatz von Katalysatoren zunächst bei gewöhnlicher Temperatur zur Reaktion gebracht werden. Darauf wird die Reaktionsmasse längere Zeit erhitzt und das überschüssige Wasser durch Destillation im Vakuum zum großen Teil entfernt. Das so erhaltene flüssige Kondensat läßt sich unter Druck und Hitze und nach Zusatz geringer Mengen Säuren oder saurer Salze zu einem unlöslichen Harz polymerisieren. Diese Polymerisation findet aber auch bei gewöhnlicher Temperatur während eines längeren Zeitraumes statt, auch ohne Zusatz von Säuren oder Salzen. Die Haltbarkeit dieser flüssigen Vorkondensate ist daher begrenzt. Außerdem wird der Wasserballast, ungefähr ein Drittel des Gewichtes, sich beim Versand verteuernd auswirken.
Ferner ist ein Verfahren bekannt, Harnstoff und Trioxymethylen unter Zusatz erheblicher Mengen von Thioharnstoff und Formamid bei einer Temperatur von 14o° zusammenzuschmelzen und die noch flüssige Masse in ein Vakuum zu versprühen. Das so erhaltene Produkt soll, in Wasser gelöst, als Klebstoff zum Verleimen von Holz unter Druck und Hitze verwendet werden. Zur Ausführung dieses Verfahrens ist eine kostspielige Apparatur erforderlich, welche ebenso wie die notwendigen Zusätze an Thioharnstoff und Formamid das Fertigprodukt verteuern. Die anzuwendende hohe Schmelztemperatur erschwert die Fabrikation nach diesem Verfahren. Es sind auch Verfahren beschrieben worden, welche an Stelle von wäßriger Formaldehydlösung Trioxymethylen, in organischen Lösungsmitteln gelöst, verwenden. Wegen des hohen Preises der Lösungsmittel haben diese Verfahren praktisch als Klebmittel keine Verbreitung gefunden.
Nach dem vorliegenden Verfahren erhält man ein pulverförmiges Kondensationsprodukt, das in trokkenem Zustand haltbar ist. Das Kondensat ergibt, mit Wasser angerührt, einen sehr gut streichbaren Leim, welcher auf Holzplatten aufgetragen unter Druck und Hitze schnell und vollständig abbindet und erhärtet. Der Leimlösung wird vor Verarbeitung in bekannter Weise ein Beschleuniger, z. B. Säuren oder Säure abspaltende Salze, zugesetzt.
Das trockene Kondensatpulver und die daraus hergestellte Leimlösung zeichnen sich durch Geruchlosigkeit aus. Zur Abbindung unter Druck können Temperaturen von go° bis 120, gegebenenfalls auch mehr, angewendet werden. Der dabei notwendige Druck richtet sich nach der Holzart, er beträgt durchschnittlich 5 bis 6 kg je Quadratzentimeter. Die Verleimung ist wasserfest und von ausgezeichneter Zerreißfestigkeit. Eine Sperrholzplatte von io mm Dicke benötigt eine Preßdauer von etwa 16 ':Minuten, etwas mehr oder weniger je nach Heiztemperatur und Holzart.
Zur Ausführung des Verfahrens verwendet man wäßrige Formaldehydlösungen beliebiger Konzentration und Trioxymethylen, und zwar 2 Mol Gesamtaldehyd auf i Mol Harnstoff. Das molekulare Verhältnis kann je nach Verwendungszweck geändert werden. Man hat es dabei in der Hand, ein Produkt zu erzielen, das bis zu 8o °/o Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat enthält, ohne überschüssiges Wasser durch Destillation entfernen zu müssen.

Formaldehydlösung und Trioxymethylen werden bei gewöhnlicher Temperatur gut gemischt. Der Mischung wird eine Puffermischung zugesetzt, vorzugsweise Kaliurn-Natriumphosphat-Puffer bekannter Zusammensetzung, die geeignet sind, den pH-Wert der Aldehydmischung auf 7,2 oder etwas darüber zu halten. Die berechnete Menge Harnstoff wird der Mischung unter Rühren zugesetzt und dabei die Masse allmählich auf 40 bis 5o° erwärmt. Hierbei geht das an sich unlösliche Trioxymethylen in Lösung, und es entsteht ein wasserhelles, klares Kondensat, bestehend aus Komplexverbindungen von Mono- und Dimethylolharnstoff. Nach Zusatz einer wäßrigen Lösung von Natriumacetat-Zucker wird die klare Masse noch ungefähr r Stunde auf etwa 7o bis 8o° unter Rühren erwärmt. Der Zusatz von Natriumacetat-Zucker geschieht, um die Kondensation abzubrechen. Zur Herstellung der Natriumacetat-Zucker-Lösung eignen sich Lävulose, Dextrose, Saccharose und andere. Die heiße Kondensatlösung wird mit einem gewünschten Prozentsatz an Füllmitteln, wie Cellulose, Laubholzmehl, Sägemehl, Kartoffelwalzmehl oder anderem geeignetem '.Material durch Verrühren gut gemischt. Man läßt erkalten und trocknet die Masse in einem warmen Luftstrom. Die getrocknete Masse wird zu einem feinen Pulver vermahlen. Das Pulver ist das zum Verleimen von Holz u. dgl. geeignete Kondensationsprodukt. Es ist nach Auflösen in Wasser und Zusatz eines Beschleunigers fertig zum Verleimen von Holz u. dgl. unter Druck und Hitze. Beispiel 1

Formaldehydlösung (35°/oig) . . . . . . . . . . . . . . . ioo kg,

Trioxymethylen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 kg,

Kalium-Natrium-Phosphat-Puffer . . . . . . . . . . o,5 kg

werden gemischt und allmählich auf 4o bis 5o°

erwärmt, während gleichzeitig zugesetzt

werden

Harnstoff ............................... 6o kg.

Nach Klärung werden zugesetzt

Natriumacetat-Zucker................. 4,5 kg,

bestehend aus 2,5 kg Natriumacetat

und 2 kg Saccharose, gelöst in Wasser .. io kg,

Laubholzmehl .................... - .... 35 kg.

Die Masse wird getrocknet und gemahlen.

Beispiel 2

Formaldehydlösung (4o°/oig) . . . . . . . . . . . . . ioo kg,

Trioxymethylen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2o kg,

Kalium-Natrium-Phosphat-Puffer . . . . . . . . 0,7 kg,

Harnstoff ....... ..................... 7o kg,

Natriumacetat-Zucker................. 5,7 kg,

bestehend aus 2,7 kg Natriumacetat

und 3 kg Lävulose, gelöst in Wasser..... 12 kg,

Sägemehl ............................. 45 kg.

Herstellung wie in Beispiel i angegeben.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung eines wärme- und druckhärtenden Harnstoff-Formaldehydkondensationsproduktes, dadurch gekennzeichnet, daß eine gepufferte, schwach alkalische Mischung einer wäßrigen Formaldehydlösung mit Trioxymethylen und Harnstoff unter gelindem Erwärmen zur Reaktion gebracht und die Kondensation durch Zusatz einer Lösung von Natriumacetat-Zucker abgebrochen wird. Angezogene Druckschriften S c h e i b e r : -Chemie und Technologie der künstlichen Harzer, 1943, S. 344, Abs. 2, und S. 355, Abs. 4.