DE911659C - Lagerbestaendige, thermisch schnell haertende Furfurylalkoholharze - Google Patents

Description

• Lagerbeständige, thermisch schnell härtende Furfurylalkoholharze Es ist bekannt, Furfurylalkohol durch Erhitzen mit Kondensationsmitteln, wie Säuren, in feste Harze überzuführen, die eine hervorragende Alkali-, Säure- und Lösungsmittelbeständigkeit besitzen. Die Kondensation des Furfurylalkohols verläuft über flüssige, ölige bis stark viskose Zwischenstufen, die bei weiterer Wärmezufuhr feste, unlösliche und urschmelzbare Endprodukte geben. Die flüssigen Zwischenstufen unterliegen aber auch bei Zimmertemperatur langsam der Nachkondensation zu viskoseren, zähflüssigen Produkten, die dann beispielsweise nicht mehr als Imprägnierungsharze oder als Einbrennlacke verwendet werden können. Je nach der Temperatur ihrer Umgebung wird dieser Zustand in etwa 1 bis 3 Wochen erreicht.
• Man kann zwar die Nachkondensation durch Zusatz geringer Mengen basisch reagierender Stoffe, beispielsweise anorganische Alkalien oder organische Amine, wie Triäthanolamin, weitgehend verhindern und so die Zwischenstufen stabilisieren. Derart stabilisierte Harze haben aber den Nachteil, daß sie bei der thermischen Härtung nur sehr langsam weiter kondensieren. Es ist in der Regel ein mehrere Tage langes Erhitzen auf Temperaturen von 15o bis 1701 erforderlich, um die stabilisierten flüssigen Harze in die unlösliche chemisch und thermisch beständige Endstufe überzuführen. Abgesehen von der langen Dauer dieses Härtungsprozesses ist während dieser Härtungszeit das Harz relativ lange sehr dünnflüssig, so daß es aus bzw. von den behandelten Gegenständen weitgehend wieder abläuft. Man erhält deswegen ein unvollständig überzogenes bzw. imprägniertes Material.
• Aus diesem Grund setzt man den flüssigen Furfurylalkoholharzen Härtungsmittel, in der Regel Säuren, zu und erreicht dadurch, daß die Härtung je nach der Menge und Art der zugesetzten Säure in kurzer Zeit bis zur Endstufe erfolgt. Der große Nachteil dieser mit Säuren versetzten Harze liegt jedoch darin, daß sie nur sehr beschränkt lagerfähig sind und daher schnell verarbeitet werden müssen. Es ist also so, daß die lagerbeständigen, flüssigen Harze thermisch nur sehr langsam härten, während die durch den Säurezusatz schnell härtenden Harze nur beschränkt lagerfähig sind. Man hat deshalb als Härtungsmittei aromatische Sulfochloride, Salze des Ammoniums oder aliphatischer Amine mit aromatischen Sulfosäuren oder Salze schwacher anorganischer Basen mit starken Säuren vorgeschlagen. Diese Verbindungen entfalten ihre katalytische Wirksamkeit erst, wenn sie mit Wasser in Verbindung kommen, da erst dann die zur Aushärtung erforderliche Säuremenge in Freiheit gesetzt wird. Da die flüssigen Furfurylalkoholkondensationsprodukte jedoch immer etwas gelöstes Wasser enthalten, treten bereits bei gewöhnlicher Temperatur Wasserstoffionen auf, die sofort beginnen, die Härtung einzuleiten. Dadurch gelingt es auch mit diesen Härtungsmitteln nicht, wirklich lagerfähige Gemische zu erhalten.
• Gegenstand der Erfindung sind lagerfähige und trotzdem schnell härtbare flüssige Furfurylalkoholharze, die Verbindungen enthalten, die nur in der Wärme Säure abspalten. Da die Kondensation unter Wasserabspaltung verläuft, haben sich besonders solche Verbindungen bewährt, die mit Wasser bei den in Frage kommenden Temperaturen von 7o bis i8o° Säuren abspalten. Es sind dies die neutralen Ester starker Säuren, z. B. Methyl- bzw. Äthylester der Phosphorsäure, der p-Toluolsulfonsäure. Derartige Gemische sind einerseits mehrere Monate ohne wesentlichen Anstieg ihrer Viskosität lagerfähig und andererseits je nach der zugesetzten Menge dieser Verbindungen beim Erhitzen in kurzer Zeit (wenigen Stunden) vollkommen aushärtbar. Ester von Säuren mit der Dissoziationskonstanten > io--4, z. B. Schwefelsäure, Phosphorsäure, p-Toluolsulfonsäure, Oxalsäure, haben sich besonders bewährt.
• Die Harze werden zweckmäßig vor der Zugabe dieser Verbindungen stabilisiert, um die Nachkondensation durch die bei der Kondensation des Furfurylalkohols als Katalysator zugesetzten Säure aufzuheben. Die Menge der zuzusetzenden, Säure abspaltenden Verbindung richtet sich nach der gewünschten Härtungszeit und nach der Art dieser Verbindungen. Die Menge liegt im Mittel etwa zwischen o,i und etwa $ Gewichtsprozent, bezogen auf das flüssige Harz.
• Beispiel i Flüssiges, mit Triäthanolamin stabilisiertes Furfurylalkoholharz mit einer Viskosität voll 300 cP wird mit 0,3 bis o,8 % des Methyl- bzw. Äthylesters der p-Toluolsulfonsäure homogen gemischt. Das Harz härtet bei iSo° in 2 bis 6 Stunden vollständig aus. Die Viskosität steigt beim Lagern bei Zimmertemperatur nach 12 Wochen auf 5oo bis 6oo cP an. Beispiel e Flüssiges, mit Diäthylamin stabilisiertes Furfurylalkoholharz wird mit o,io/o Diäthylsulfat homogen gemischt. Man erhält ein Harz, das hei i5o° in 2 Stunden vollkommen aushärtet. Die Lagerbeständigkeit erreicht jedoch nicht ganz die des Beispiels i.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Lagerbeständige, thermisch schnell härtende Gemische, bestehend aus flüssigen Furfurylalkoholkondensationsprodukten und neutralen Estern starker Säuren. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 4.7z 6oo, 2 499 275.