DE926810C

DE926810C - Verfahren zur Herstellung von Kunstharzen

Info

Publication number: DE926810C
Application number: DEG7992A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Brodkorb; Herbert Dr Ritter
Original assignee: RHEINELBE BERGBAU AG
Current assignee: RHEINELBE BERGBAU AG
Priority date: 1952-01-23
Filing date: 1952-01-23
Publication date: 1955-04-25

Description

Verfahren zur Herstellung von Kunstharzen Die Gewinnung von Harzen aus dem Kokereileichtöl beruhte bisher auf einer Polymerisation von Inden und Cumaron durch Schwefelsäurebehandlung. Weitere polymerisationsfähige Stoffe des Kokereileichtöls, wie Styrol und Mono- bzw. Dicyclopentadien, gingen als wertlose Säureharze verloren.
Es ist bekannt, daß Cyclopentadien polymerisiert. Die polymeren Verbindungen des Cyclopentadiens ergeben jedoch keine brauchbaren Harze. Auch die Copolymerisation von Cyclopentadien mit aromatischen Kohlenwasserstoffen, welche eine reaktionsfähige Doppelbindung besitzen, wurde schon beschrieben. Es ist ferner bekannt, Styrol und Cyclopentadien zusammen zu polymerisieren und das erhaltene Harz anschließend mit Leinöl zu behandeln (britische Patentschriften 614 532 und 614 533). Auch die Polymerisation von Cyclopentadien mit Leinöl ist bekannt (Deutsche Farbenzeitschrift, 5, [1951], Heft 2, S. q.1).
Erfindungsgemäß wurde nun erkannt, daß für Anstrichzwecke verwendbare Harze von weit besserer Qualität entstehen, wenn die Polymerisation von Cyclopentadien mit aromatischen Kohlenwasserstoffen mit reaktionsfähigen Doppelbindungen (z. B. Styrol, Inden, Cumaron) zusammen mit ungesättigten Fettsäuren oder deren Derivaten vorgenommen wird.
Die so erhaltenen Kunstharze lösen sich in vielen Lösungsmitteln, wie Benzol, Toluol, Xylol, Benzin und Estern, und in Gemischen von aromatischen und aliphatischen Lösungsmitteln. Die mit den Harzlösungen hergestellten Anstriche werden rasch staubtrocken und härten schnell und gut durch. Die daraus hergestellten Anstrichmittel sind lichtbeständig und von heller Farbe. Sie erweisen sich gegenüber reinen Leinöl- und Firnisanstrichen vollkommen gleichwertig. Eine Zumischung von natürlichen oder anderen künstlichen Harzen ist bei der Bereitung von Anstrichmitteln aus den auf diesem Wege hergestellten Polymerisaten nicht mehr erforderlich. Der Anstrichfilm haftet nach dem Trocknen fest auf dem gestrichenen Holz oder der Metalloberfläche.
Die Verwendung dieser so gewonnenen Kunstharze ist nicht auf Anstrichmittelherstellung beschränkt; sie sind ebenso zum Imprägnieren von Geweben oder Holz als Zusatz für die Herstellung von Bodenbelägen und ähnliche Zwecke geeignet.
Zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens werden z. B. die aus dem Kokereileichtöl stammenden aromatischen Kohlenwasserstoffe mit reaktionsfähigen Doppelbindungen mit Cyclopentadien in Gegenwart von ungesättigten Fettsäureverbindüngen bei Temperaturen von etwa 16o bis 26o° in einem geschlossenen Druckgefäß zusammen polymerisiert. Die Dauer der Polymerisation richtet sich nach der angewandten Reaktionstemperatur und kann beispielsweise bei 23o° 2o Stunden betragen. Nachdem die Reaktion beendet ist, kann der Gefäßinhalt z. B. durch Vakuumdestillation von den begleitenden, nicht polymerisationsfähigen Stoffen, wie Xylol usw., befreit werden, wobei ein zäh viskoses, gegebenenfalls festes bräunlich gefärbtes Harz zurückbleibt. Es empfiehlt sich, den Inhalt des Gefäßes mit weiteren Mengen Lösungsmitteln nach Zusatz von Farbpigmenten zu einer Lackfarbe oder auch Rostschutzfarbe weiterzuverarbeiten. Ein Zusatz von Sikkativen kann vorteilhaft schon während der Polymerisation, aber auch nach der Polymerisation geschehen. Die in Frage kommenden aromatischen Kohlenwasserstoffe können durch fraktionierte Destillation des Leichtöls gewonnen werden. Die begleitenden Kohlenwasserstoffe der Fraktionen stören die Polymerisation keineswegs. Es können Kunstharze unter Verwendung der Einzelkomponenten Styrol oder Inden, aber auch vorteilhaft mit Gemischen beider gewonnen werden. Es können auch Reinstyrol oder Inden anderer Herkunft für die Polymerisation eingesetzt werden. Spuren von Stickstoff- oder Schwefelverbindungen lassen sich durch Waschen mit heißer io- bis 2oo/aiger Natronlauge und verdünnter, etwa 5- bis ioo/oiger Schwefelsäure entfernen. Die zweite Komponente bei der Herstellung .der Harze besteht aus Ccylo- oder Dicyclopentadien. Diese Verbindungen, welche sich hauptsächlich im Vorlauf des Rohleichtöls befinden oder daraus zu gewinnen sind, lassen sich nunmehr zur Kunstharzgewinnung für Anstrichzwecke einsetzen.
Die Verwendung von ungesättigten Fettsäureverbindungen zur Polymerisation gibt den Kunstharzen bzw. den daraus hergestellten Lacken die gewünschte Weichheit und Löslichkeit in vielen Lösungsmitteln. In erster Linie kommen Leinöl und seine Derivate, dehydratisiertes Rizinusöl und Holzöl als Reaktionskomponente in Frage. Es lassen sich auch die Ester ungesättigter Fettsäuren mit ein- und mehrwertigen Alkoholen verwenden, um brauchbare helle Harze zu gewinnen. Erfindungsgemäß werden die Reaktionsteilnehmer in Mengenverhältnissen, die in weiten Grenzen schwanken können, für die Umsetzung angewendet. Während die reaktionsfähigen aromatischen Kohlenwasserstoffe in jedem Verhältnis gemischt oder einzeln angewendet werden können, sollen auf ioo Teile dieser Verbindungen vorzugsweise bis zu Zoo Teile Cyclo- bzw. Dicyclopentadien sowie zwischen etwa 25 und Zoo Teile Verbindungen ungesättigter Fettsäuren angewandt werden.
Copolymerisate dieser Art lassen sich vorteilhaft für farblose, insbesondere Weißlacke verwenden, wenn die bei der Copolymerisation zur Verwendung kommenden aromatischen Kohlenwasserstoffe zuvor schwach anpolymerisiertwerden. Dies kann geschehen durch eine bei normaler oder etwas erhöhter Temperatur vorgenommene Wäsche mit verdünnter Schwefelsäure (z. B. 6oo/oiger Schwefelsäure) oder durch eine längere Temperaturbehandlung bei Normaldruck. Ebenso tritt eine Farbaufhellung der fertigen Harze auf, wenn die zur Polymerisation bestimmten aromatischen Kohlenwasserstoffe anstatt einer Schwefelsäurewäsche einer Wäsche mit 5oo/oiger Alkalilauge unterworfen werden. Nach allen Behandlungsarten ist eine nochmalige Destillation der für die Polymerisation vorgesehenen aromatischen Kohlenwasserstoffe notwendig.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Kunstharzen durch thermische Polymerisation, dadurch gekennzeichnet, daß aromatische Kohlenwasserstoffe mit reaktionsfähigen Doppelbindungen oder deren Gemische, wie sie im Kokereileichtöl vorliegen, zusammen mit Cyclopentadien und ungesättigten Fettsäuren sowie deren Derivaten polymerisiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß statt Cyclopentadien Dicyclopentadien eingesetzt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aromatischen Kohlenwasserstoffe vor der Copolymerisation nach bekannten Verfahren anpolymerisiert werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aromatischen Kohlenwasserstoffe vor der Copolymerisation mit etwa 5oo/aiger Alkalilauge vorbehandelt werden.