NO130647B - - Google Patents

Description

Fuktighetsbestandige modifiserte

urinstoffharpikser, samt fremgangsmåte

til fremstilling av disse.

For tallrike anvendelsesformål brukes duroplastiske syntetiske harpikser, såsom f.eks. fenol-formaldehyd-harpikser av resoltypen, urinstoff-formaldehyd-harpikser, samt harpikser på basis av furfurylalkohol. Hver av disse harpikstyper utmerker seg ved sine spesielle egenskaper vedrørende geleringstid, herdningshastighet, bindefasthet og særlig bindefasthet etter fuktig lagring. For å gi det ønskede sluttprodukt egenskaper som på særlig måte er innbyrdes avstemt, og som ikke kan oppnås ved å bruke rene harpikskomponenter, er det kjent å modifisere enkelte av de duroplastiske harpikser ved å blande dem med en annen harpikstype.

Disse fremgangsmåter til modifisering av slike harpikser er imidlertid teknisk sett meget kompliserte, da det herved er nød-vendig å fremstille først separat de enkelte harpikskomponenter, og deretter å blande dem med hverandre i et ytterligere fremgangsmåte-trinn. Dessuten eksisterer ofte den fare at en av komponentene vil bli utfelt under sammenblandingen. Det er enklere å fremstille harpikser ved sampolykondensasjon, idet man ifølge oppfinnelsen oppnår optimale mekaniske fasthetsegenskaper og optimal herdningshastighet, dersom man i sampolykondensatet opprettholder et helt bestemt molforhold mellom reaksjonskomponentene, og'gjennomfører kondensasjonen på

en helt bestemt måte.

Oppfinnelsen vedrører altså fuktighetsbestandige, modifiserte urinstoffharpikser med god herdningshastighet, idet harpiksen er karakterisert ved at de omfatter kondensasjonsprodukter erholdt i to trinn ved omsetning av fenoler, urinstoff, et furanderivat og et alifatisk aldehyd idet i molforhold 0,1 til 1,0:0,3 til 1,0:

0. 1 til 1,0:2,0 til 4,0 i 1. trinn urinstoff er omsatt med 55-65

vekt% av aldehydet og 25-35 vekt% av fenoleni fravær av katalysatorer ved 80° til 100°C, eventuelt under tilsetning av melamin, hvoretter i 2. trinn reaksjonsblandingen er viderekondensert med furand.eriatet og den resterende mengde av fenol og aldehyd i alkalisk miljø ved temperaturer 60-100°C til ønsket kondensasjonsgrad.

Oppfinnelsen vedrører videre en fremgangsmåte til fremstilling av modifiserte urinstoffharpikser som nevnt ovenfor, idet fremgangsmåten er karakterisert ved at man i to trinn kondenserer fenoler, urinstoff, et furanderivat og et alifatisk aldehyd i molforhold 0,1 til 1,0:0,3 til 1,0:0,1 til 1,0:2,0 til 4,0, hvorved i 1. trinn urinstoff omsettes med 55-65 vekt$ av aldehydet og 25-35 vekt% av fenolen i fravær av katalysatorer ved 80° til 100°C, eventuelt under tilsetning av melamin, hvoretter i 2. trinn reaksjonsblandingen tilsettes furanderivåtet og de resterende mengder av fenol og aldehyd og viderekondenseres i alkalisk miljø ved temperatur-- 60-100°C til ønsket kondensasjonsgrad.

De modifiserte harpikser (i det følgende benevnt sampolykondensater) er dannet av fire utgangskomponenter. De utmerker seg ved følgende egenskaper: 1. De er bestandige overfor fuktighet og kan lagres i fuktig luft 2. De kan herdnes uten oppvarmning; denne egenskap frem-kommer på grunn av nærvær av furanderivatene. 3. Det opptrer ingen utkrystallisering av reaksjonskompo-

nentene i den ferdige harpiks etter dens fremstilling.

4. Pormsander som fremstilles under anvendelse av harpiksen ifølge oppfinnelsen viser betraktelig høyere bøyefasthet enn slike formsander som fremstilles med harpikser uten urinstoffkomponenter (US-patent nr. 3.312.650), eller urinstoffharpikser (US-patent nr. 3.539.484). Por fremstilling av sampolykondensatene ifølge oppfinnelsen kommer som fenolkomponent på tale alle fenoler som kan reagere :med alifatiske aldehyder og som oppfører seg polyfunksjonelt ved denne reaksjon. Til disse fenoler hører generelt alle fenoler som egner seg for fremstilling av de kjente fenol-formaldehydharpikser, såsom selve fenol, substituerte enverdige fenoler såsom kresoler, xylenoler, flerverdige fenoler, såsom resorcinol, alkylenbisfenoler .osv.. Ivan kan også bruke egnede blandinger av forskjellige fenoler. "Ikke substituert fenol og/eller en xylenol er foretrukket.

Som furanderivater foretrekkes furfurol og furfurylalko-nol.

Som aldehyder som kan brukes for fremstilling av sampolykondensatene kommer på tale mettede og umettede alifatiske al-:denyder, særlig mettede og umettede lavere alifatiske aldehyder, såsom .acetaldehyd, propionaldehyd, akrolein, krotonaldehyd, formaldehyd .eller blandinger av flere av disse aldehyder. Foretrukket er formaldehyd.

Sampolykondensasjonens 2. trinn gjennomføres i nærvær

-av:alka1iske katalysatorer, fortrinnsvis av alkali- eller jordalkali-oksy.der og -hydroksyder. Kondensasjonen skal gjennomføres trinnvis, idet man i de -enkelte trinn innfører total- eller delmengder av utgangskomponenter .som angitt i kravene. Plertrinns-kondensasjonen er dessuten karakterisert ved at man i det første trinn ikke bruker katalysator, idet Jtondensasjonen i det første trinn også kan finne sted i surt medium. ..-Ennvidere kan kondensasjonstiden og -temperaturen i de enkelte trinn være like eller forskjellige.

Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnås sampolykondensater som ved hjelp av herdningskatalysatorer lar seg herde til nettdannede produkter med eller uten tilførsel av utvendig varme. Som herdningskatalysatorer brukes særlig anorganiske og uorgan-iske syrer, eller slike forbindelser som under varmeinnvirkning danner disse syrer.

Sampolykondensatene i^Lge oppfinnelsen utmerker seg, sammenlignet med fenolharpikser, ved en bedre herdningshastighet,

og sammenlignet med urinstoffharpikser ved en høyere bindefasthet, særlig etter fuktig lagring. Sammenlignet med rene furanharpikser er sampolykondensatene mer fordelaktige økonomisk på grunn av billigere og lettere tilgjengelige utgangsstoffer.

Oppfinnelsen illustreres ved hjelp av følgende eksempler:

Eksempel 1..

I en glasskolbe med et røreverk og tilbakeløpskjøler opphetes 0,66 lg fenol ( 90%-ig) og 3,1 kg formalin (37%-ig) sammen med 0,74 kg urinstoff i 20 minutter ved 100°C. Deretter tilsetter man 1,54 kg fenol ( 90%-ig), 2,07 kg formalin (37%-ig) og 0,15 kg tekn. furfurylalkohol i nevnte rekkefølge. Kolbeinnholdet opphetes igjen til 100°C. Deretter tilsetter man helst dråpevis i form av en 30 - 40%-ig vandig oppløsning 0,0127 kg NaOH' (100%-ig). Temperaturen av 100°C opprettholdes i 55 minutter. Deretter avdestillerer man i vakuum så meget vann at man oppnår en viskositet på ca. 3000 cP. Eksempel 2.

330 g fenol (90%-ig), 1550 g formalin (37%-ig) og 367 g urinstoff holdes i 20 minutter ved 100°C i en med en tilbakeløps-kjøler og et røreverk forsynt kolbe. Etter tilsetning av videre 550 g fenol (90%-ig), 259 g 3,5-xylenol, 1036 g formalin (37%-ig)

og 75 g furfurol (teknisk), kondenserer man under dråpevis innføring av 18,8 g av en 34%-ig vandig NaOH-oppløsning ennå 55 minutter ved 100°C. Avvanningen av den dannede harpiks gjennomføres inntil man oppnår en viskositet (etter Hoppler) på 2500 - 3000 cP.

Eksempel 3»

I en egnet reaksjonskjele med tilbakeløpskjøler og røre-verk blander man 330 kg fenol ( 90%-ig) med 1550 kg formalin (37%-ig) og 367 kg urinstoff. Denne blanding oppheter man i 20 minutter ved 100°C Etter tilsetning av ytterligere 770 kg fenol (90%-ig),

1036 kg formalin (37$-ig), 125 kg furfurol oppheter man kjeleinn-holdet igjen til 100°C. Etter at denne temperatur er nådd, tilsetter man 18,8 kg NaOH i form av en vandig oppløsning (34%-ig), og holder temperaturen ennå 50 minutter ved 100°C. Deretter fjerner man ved vakuumdestillasjon så meget vann at den flytende harpiks får et fast-stoffinnhold (bestemt ved tørking i 90 minutter ved 150°C) mellom 40 og 80%.

Eksempel 4.

En blanding av 396 g fenol (90%-ig), 1860 g formalin

(37%-ig) og 440,4 g urinstoff opphetes i en med et røreverk og en ■ tilbakeløpskjøler forsynt kolbe i 25 minutter ved 100°C. Etter.tilsetning av videre 925 g fenol (96%-ig), 1243,2 g formalin (37%-ig), 90 g melamin og 90 g furfurol, oppheter man blandingen igjen til 100°C. Når denne temperatur er nådd, tilsetter man dråpevis en 30 - 40%-ig vandig oppløsning som inneholder 3,16 g NaOH. Temperaturen av 100°C opprettholdes i 50 minutter.

Deretter inndampes i vakuum inntil man oppnår en viskositet på 2800 - 4000 cP.

Undersøkelsen av harpiksene på herdningshastighet og bindeevne, henholdsvis mekanisk fasthet, skjedde på den måte åt man ved bruk av en bestemt sand som fyllstoff (Halterner kvartssand H .

32) fremstilte prøvestaver for måling av bøyefastheten ved forskjellig lange herdningstider. Bindemiddel-innholdet beregnet på fast harpiks var 1,57%. Som herdningsmiddel ble brukt en vandig oppløsning som inneholdt 25 vekt% ammoniumnitrat og 40 vekt% urinstoff. Sand, harpiks og herdningsmiddel ble grundig blandet sammen, blandingen fylt i en + GP+ prøvestavform av 225°C, fortettet, og man lot den stå i 15 sekunder henholdsvis 30 sekunder ved 225°C. Etter at stavene var kalde, målte man bøyefastheten med +GP+ prøveapparatet. Varmebøy-ningsfastheten ble bestemt med prøvestaver av den samme art umiddel-bart etter avslutning av en 120 sekunders varende herdningstid (herdningstemperatur 225°C). Resultatene'er sammenfattet■i følgende tabell:

Claims (5)

1. Fuktighetsbestandige modifiserte urinstoffharpikser med god herdningshastighet, karakterisert ved at de omfatter kondensasjonsprodukter erholdt i to trinn ved omsetning av fenoler, urinstoff, et furanderivat og et alifatisk aldehyd, idet i molforhold 0,1 til 1,0:0,3 til 1,0:0,1 til 1,0:2,0 til 4,0 i 1. trinn urinstoff er omsatt med 55-65 vekt% av aldehydet og 25-35 vekt% av fenolen i fravær av katalyaatorer ved 80° til 100°C, eventuelt under tilsetning av melamin, hvoretter i 2. trinn reaksjonsblandingen er viderekondensert med furanderivatet og den resterende mengde av fenol og aldehyd i alkalisk miljø ved temperaturer 60-100°C til ønsket kondensasj onsgrad.

2. Harpiks ifølge krav 1, karakterisert ved at furanderivatet er furfurol eller furfurylalkohol.

3. Harpiks ifølge krav 1, karakterisert ved at det alifatiske aldehyd er formaldehyd.

4. Harpiks ifølge krav 1, karakterisert ved at fenolen er ikke substituert fenol og/eller en xylenol.

5. Fremgangsmåte til fremstilling av modifiserte urinstoffharpikser ifølge krav 1, karakterisert ved at man i to trinn kondenserer fenoler, urinstoff, et furanderivat og et alifatisk aldehyd i molforhold 0,1 til 1,0:0,3 til 1,0:0,1 til 1,0:2,0 til 4,0, hvorved i 1. trinn urinstoff omsettes med 55-65 vekt% av aldehydet og 25-35 vekt% av fenolen i fravær av katalysatorer ved 80° til 100°C, eventuelt under tilsetning av melamin, hvoretter i 2. trinn reaksjonsblandingen tilsettes furanderivatet og de resterende mengder av fenol og aldehyd og viderekondenseres i alkalisk miljø ved temperatur 60-100°C til ønsket kondensasjonsgrad.