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Klebe-, Appretier-, Imprägnier- u. dgl. Mittel las ist bekannt, Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate
als Klebe-, Appretier-, Imprägnier- u. dgl. Mittel zu verwenden, indem auf einem
Gegenstand eine dünne Schicht einer Lösung aufgebracht wird, welche ein härtbares
Vorkondensat von Harnstoff und Formaldehyd enthält, wobei die Schicht anschließend
gehärtet wird. Da die Härtung dieser Lösung an sich sehr langsam stattfindet, sogar
bei höherer Temperatur, wird der Lösung zur Beschleunigung des Härtungsprozesses
ein Härtungsmittel, wie beispielsweise Ammoniumchlorid, zugesetzt. Auf diese Weise
ist es möglich, bei geeigneter Temperatur, vorzugsweise ioo° C, die Härtung innerhalb
einer angemessenen Zeit zu bewirken.
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Der Zusatz eines Härtungsmittels hat aber auch zur Folge, daß die
betriebsfertige Lösung bei Zimmertemperatur nur in beschränktem Maße haltbar ist.
Im Verlaufe einiger Stunden vollzieht sich eine der Härtung entsprechende Reaktion,
welche die Lösung in eine nicht mehr verarbeitbare viskose Masse überführt, so daß
fertige Lösungen innerhalb
dieser Zeitspanne verarbeitet werden
müssen. Man kann diesem Nachteil dadurch begegnen, daß nur wenig Härtungsmittel
zugesetzt wird bzw. Stoffe beigemischt werden, welche die Reaktion bei Zimmertemperatur
verzögern, erreicht dann aber gleichzeitig, daß die Härtungszeit bei der gewählten
Temperatur verlängert wird, was unerwünscht ist, da man die Härtung vielfach in
einer bestimmten Apparatur durchführt, z. B. in einer Presse, welche dann zur Härtung
der Schicht eines oder mehrerer Gegenstände unwirtschaftlich lange beansprucht wird.
Es ist dann auch nicht gelungen, die Verarbeitbarkeit auf mehr als 12 bis 24 Stunden
zu verlängern, ohne daß gleichzeitig die Härtungszeit bei der gewählten Härtungstemperatur
zu lange wird. Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung ergeben sich aber Lösungen,
die länger als 24 Stunden verarbeitbar sind und häufig einige Tage bis sogar einige
Wochen.
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Die Erfindung besteht in einem Klebe-, Appretier-, Imprägnier- u.
dgl. Mittel auf der Base einer ein hartbares Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat
enthaltenden Lösung, und sie weist das Kennzeichen auf, daß die Lösung gleichzeitig
ein mehrwertiges Phenol und ein primäres Amin -enthält. Obzwar es durch richtige
Wahl der Zusammensetzung der Lösung möglich ist, diese Verlängerung der Verarbeitbarkeit
zu erreichen, ohne daß die Härtungszeit bei der gewählten Temperatur in störendem
Maße verlängert wird, umfaßt die Erfindung auch Herstellungsverfahren, bei denen
eine größere Verlängerung der Härtungszeit in Kauf genommen wird. Dieser Nachteil
wird dann aber durch eine für diese Lösungen neue Anwendungs= möglichkeit reichlich
ausgeglichen.
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Bekanntlich vollzieht sich die Härtung eines Harnstoff-Formaldehyd-Vorr
,iiclensats, welches als Lösung in Form einer Schicht auf einem Gegenstand angebracht
ist, meistens bei einer nicht höheren Temperatur als etwa 10o° C, obzwar es bekannt
ist, daß eine Erhöhung der Temperatur mit einer Beschleunigung der Härtung einhergeht.
Dies ist auf den Umstand zurückzuführen, daß bei höherer Temperatur das Wasser der
Lösung so schnell verdampft, daß eine Blasenbildung und daher eine Beschädigung
der Schicht auftreten kann. Die nach der Erfindung erhaltenen Lösungen kann man
aber, nachdem eine Schicht derselben auf einen Gegenstand aufgebracht worden ist,
innerhalb der Haltbarkeitsdauer trocknen. Damit nimmt die Möglichkeit einer Blasenbildung
so stark ab, daß unbedenklich bei einer höheren Temperatur, z. B. i2o oder 14o°
C, gehärtet werden kann. Davon abgesehen, bietet dieses Verfahren den Vorteil, daß
sieh mit einer eingetrockneten Schicht der Lösung versehene Gegenstände einige Zeit
aufbewahren lassen; bevor die Härtung durchgeführt wird, und daß während dieser
Zeit die Gegenstände nicht klebrig und somit leicht zu handhaben sind. Die Trocknung
der Schicht erfolgt bei niedriger Temperatur, und durch die Erhöhung der Härtungstemperatur
über ioo° C wird erreicht, daß die Härtungsdauer gleich oder kürzer ist als die
einer entsprechenden Lösung, welche die beiden Zusätze nicht enthält und daher bei
niedrigerer Temperatur gehärtet werden muß.
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Als mehrwertiges Phenol ist Resorcin besonders geeignet, da es gut
beständig und leicht lösbar ist. Auch Phloroglucin ist verwendbar. Es ist bekannt,
zwecks Verbesserung der Beständigkeit des gehärteten Produktes gegen kochendes Wasser,
was ein Maß für die Beständigkeit in einer warmen und feuchten Umgebung ist, mehrwertige
Phenole zu Leimen zuzusetzen. Diese Stoffe ergeben eine geringe Verlängerung der
Haltbarkeit, wenn man sie einer Lösung eines Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensats
hinzufügt, wobei diese Verlängerung mit einer solchen der Härtungsdauer einhergeht.
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Auch der an sich gleichfalls bekannte Zusatz von Ammoniak und organische
Hydroxylgruppen enthaltenden Verbindungen zu den Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten
führt zu einer längeren Härtungsze-it, und in dieser Weise 'hergestellte Klebemittel
haben - wie Versuche ergeben haben -eine geringere Haltbarkeit als aus einem hartbaren
Harnstoff-Formaldehyd mit einem mehrwertigen Phenol zusammengesetzte Klebemittel.
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Auch solchen Zusammensetzungen gegenüber zeichnet sich die erfindungsgemäße
Lösung, die ein mehrwertiges Phenol und ein primäres Amin enthält, trotz des Zusatzes
eines Härtungsmittels durch längere Haltbarkeit aus.
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Die geeignetsten primären Amine sind die aromatischen Amine, wie Anilin
und Toluidin. Durch den Zusatz eines mehrwertigen Phenols und eines aromatischen
Amins ergibt sich eine Lösung, deren Verarbeitbarkeit ohne den Zusatz des üblichen
Härtungsmittels einige Wochen betragen kann, deren Härtungszeit aber gleichzeitig
in geringem Maße verlängert wird. Will man diesem Nachteil begegnen, so wird noch
ein Ammoniumzusatz, wie Ammoniumchlorid, zugesetzt. Hierbei ergibt sich eine Verarbeitbarkeitsdauer
von einigen Tagen, und die Härtungszeit ist kaum länger als die der bisher üblichen
Lösungen.
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Auch mit primären aliphatischen Aminen, wie Isopropylämin, können
entsprechende Verarbeitbarkeitszeiten erreicht werden, wobei dann aber die Härtungszeit
etwas länger gewählt werden muß. Die zuzusetzenden Mengen an mehrwertigem Phenol
und primärem Amin, mit denen ein Effekt der erwähnten Art von bestimmter Größe erreicht
wird, sind etwas von der Art des Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensats, des mehrwertigen
Phenols und der verwendeten Stickstoffverbindung abhängig. Vom mehrwertigen Phenol
sind wenigstens 5 g pro ioo g Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat erforderlich. Mengen
ab o,o2 Mol der verwendeten Stickstoffverbindung führen dann bereits eine deutliche
Verlängerung der Haltbarkeit herbei. Im allgemeinen wird man aber eine größere Menge
als o,o5 bis 0,07 Mol des primären Amins je ioo g Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat
zusetzen. Eine Vergrößerung dieser Menge über o,i Mol hat aber im wesentlichen nur
eine Verlängerung der Härtungszeit zur Folge. Eine weitere Verlängerung der
Haltbarkeit
wird hierdurch nicht oder kaum erreicht.
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Die Auswirkung der Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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130g einer 7oo/oigen Lösung eines Harnstoff-Formaldiehyd-Vorkondensats
werden mit 5 g Anilin und io g Resorcin vermischt und die Lösung bis zum Erhalten
einer milchartigen Flüssigkeit gerührt. Um die Lösung gut ausstreichbar zu machen,
wird Wasser zugesetzt, bis der Wassergehalt insgesamt 6o g beträgt (Lösung I). Diese
Lösung läßt sich einige Wochen aufbewahren, bevor die Viskosität in solchem Maße
zugenommen hat, daß die Verarbeitung schwer wird.
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Werden dieser Lösung 4 g Ammonium.chlorid (Lösung II) zugesetzt, so
bleibt sie während 4 bis 5 Tagen in einem verarbeitbaren Zustand.
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Eine entsprechende Lösung eines Harnstoff-For maldehyd-Vorkondensats,
die eine gleiche Menge an Ammoniumchlorid, aber kein Anilin und kein Resorcin enthält
(Lösung III), bleibt nur während i Stunde verarbeitbar. Werden vor dem Zusatz von
Ammoniumchlorid io g Resorcin zugesetzt (Lösung IV), so ist die Haltbarkeit auf
21/2 Stunden beschränkt.
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Bereitet man eine solche Lösung, die jedoch statt Resorcin 5 g Anilin
enthält (Lösung V), so ist die Wirksamkeit der Lösung nach 61/2 Stunden beendet.
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Wenn Lösungen II bis V einschließlich für die Probeherstellung von
aus Holzschichten von 2 mm Stärke aufgebautem Sperrholz verwendet werden, so beträgt
die Preßze;t weniger als 5 :Minuten bei einer Preßtemperatur von ioo° C. Unter im
übrigen gleichen Verhältnissen beträgt die Preßzeit der Lösung I 7 Minuten. Wird
aber die Temperatur auf i2o° C erhöht, so ist auch hierbei nach 6 Minuten eine gute
Durchhärtung zu erhalten. In der Zerreißmaschine ergab eine mit der Lösung II geleimte
Buchensperrholz-Probe, nachdem diese 3 Stunden lang in kochendem Wasser gelegen
hatte, iooo/o Holzbruch bei zwischen 55 und 8o kg/cm2 wechselnden Beanspruchungen.
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Mit der Lösung III geleimtes Bankensperrholz ergab bereits nach 2o
Minuten Kochen mit Wasser bei vier Probestücken nur noch zwei, die in der Zerreißmaschine
mit 45 und 55 kg/cm2 belastet werden konnten, wobei zu 5o°/o Holzbruch auftrat.