PL34984B1 - Sposób wytwarzania termoutwardzalnych zywic - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania ter¬ moutwardzalnych zywic przez kondensacje, pod dzialaniem ciepla, aldehydu mrówkowego z mocznikiem, tiomocznikiem lub produktami poli¬ meryzacji cyjanamidu, pojedynczo lub w mie¬ szaninie, albo przez kondensacje pochodnych me- tylolowych tych zwiazków.

Znane sa dwa rodzaje takich aminoplastów w zaleznosci od tego, czy kondensacja zostala dokonana w obecnosci czy tez w nieobecnosci rozpuszczalników organicznych. Rozpuszczalniki organiczne zwykle stosowane zawieraja alkohole jednowodorotlenowe lub inne substancje zawie¬ rajace grupy wodorotlenowe, przy czym sluza one do eteryfikowania grup metylolowych pro¬ duktów kondensacji pierwotnej. Dzieki temu pro¬ cesowi eterytikacji uzyskiwane substancje zy¬ wiczne staja sie rozpuszczalne w licznych roz¬ puszczalnikach organicznych i lacznie z wielo¬ ma innymi syntetycznymi i naturalnymi zywi¬ cami rozpuszczalnymi w rozpuszczalnikach orga¬ nicznych, nadaja sie dobrze do wytwarzania la¬ kierów, utwardzanych przez podgrzanie. Paten¬ ty angielskie nr nr 260253, 261029, 266752 i 296361 opisuja sposoby wytwarzania roztworów takich zywic w rozpuszczalnikach organicznych przez zastosowanie w znacznym nadmiarze rozpu¬ szczalników posiadajacych grupe wodorotlenowa, a patenty nr nr 327673 i 332634 opisuja sposoby oddzielania zywic od nie zwiazanego nadmiaru takich rozpuszczalników.

W nieobecnosci alkoholowych lub innych orga¬ nicznych wodorotlenowych rozpuszczalników zy¬ wiczne produkty kondensacji zachowuja zlozona budowe metylenometylolowa, a w poczatkowych stadiach kondensacji sa rozpuszczalne w wodzie, natomiast ich rozpuszczalnosc w cieczach orga¬ nicznych jest bardzo nieznaczna. Roztwory wod-ne tych produktów kondensacji w polaczeniu z kwasnymi czynnikami utwardzajacymi znaj¬ duja szerokie zastosowanie jako kleiwo zestala-? jace sie na zimno; odpowiednio odwodnione sub¬ stancje zywiczne nadaja sie do wyrobu artyku¬ lów ksztaltowanych przez odlewanie lub tloczenie na cieplo, a calkowicie wysuszone lub spolime- ryzowane odznaczaja sie odpornoscia na dzialanie zwykle stosowanych rozpuszczalników.

Wedlug wynalazku termoutwardzalne zywice o ulepszonej jjiastycznosci wytwarza sie przez kondensacje na, goraco aldehydu, mrówkowego z mocznikiem, tiomocznikiem lub produktami polimeryzacji cyjanamidu, od4zielnle Jtib w mie¬ szaninie, albo przez kondensacje pochodnych me- tylolowych tych zwiazków z dodatkiem lub bez dodatku jednego lub kilku z nich w nieobec¬ nosci wody, lecz w obecnosci jednego lub wiek¬ szej liczby jednoeterów alkoholów wielowodo- rotlenowych o 3 lub wiecej niz 3 alkoholowych grupach wodorotlenowych. W eterach tych w grupie ~CH.GR, R oznacza rodnik arylowy, aralkylowy lub alkylowy zawierajacy nie mniej niz 4 atomy wegla w czasteczce, przy czym calkcK wita ilosc takich jednoeterów wynosi nie wiecej niz V* mola na kazdy mol aldehydu mrówko¬ wego lub na kazda równowazna grupe metylo- lowa. Przykladami odpowiednich jednoeterów do stosowania w tym procesie jako srodki upla¬ styczniajace sa etery jedno n-butylowe, jedno- fenylowe, jednokrezylowe i jednobenzylpwe gli¬ cerolu.

Zywice uplastycznione mozna stosowac jako tworzywo podstawowe do wytwarzania mas da¬ jacych wytlaczac sie na cieplo, do których mozna dodawac materialów wypelniajacych, barwni¬ ków i materialów przyspieszajacych zestalenie.

Zywice mozna równiez rozpuscic w wodzie lub w wodnych roztworach, np. w rozcienczonej for¬ malinie lub w mieszaninach wcKino-alkoholowych w celu uzyskania lekkich syropów, lub past które mozna stosowac jako kleiwo zestalajace sie na zimno lub które mozna tloczyc na cieplo w polaczeniu z odpowiednimi czynnikami utwar¬ dzajacymi, wypelniajacymi lub rozluzniajacymi.

Zywice te mozna takze stosowac jako tworzywo podstawowe do wyrobu zywic lakierowych, np. przez oddzialywanie na/ nie dostateczna iloscia alkoholu jednowodorotlenowego w celu calko¬ witego zeteryfikowania pozostalych grup mety- lolowych.

Ilosc jednoeteru jaka moze byc stosowana zmienia sie w zaleznosci od zastosowania konco¬ wego produktu kondensacji/Tak maly dodatek jak 7» — V* mola Jednoeteru na mol aldehydu mrówkowego lub na równowazna grupe mety- lolowa powoduje wyrazne ulepszenie wlasciwosci , plastycznych proszków formierskich lub w przy¬ padku uzyskania zywicy o wlasciwosciach stan¬ dartowych umozliwia dalsze odwodnienie zywi¬ cy oraz zwiazane z tym zmniejszenie ilosci sub¬ stancji lotnych, co powoduje zmniejszenie kur¬ czenia sie ksztaltek.

Do uplastycznienia zywic, stosowanych jako kleiwo do drzewa, skóry lub innych materialów, potrzeba V1* — V8 mola srodka uplastyczniaja¬ cego na/l mol aldehydu^^rórDwEfowego lub na jedna grupe metylolowa. Stosunek srodka upla¬ styczniajacego dodawanego nie powinien wyno¬ sic wiecej riiz V* mola na kazdy mol aldehydu mrówkowego (lub grupy metylolowej), w prze. ciwnym bowiem razie zywice ulegna niepoza¬ danej zmianie. Przy zachowaniu takiego stosun¬ ku, nawet w przypadku wzajemnego oddzialy¬ wania na siebie srodka uplastyczniajacego i pro¬ duktu kondensacji, co prowadzi do czesciowej eteryfikacji tego ostatniego, pozostaje w produk¬ cie dostateczna liczba lub nawet przewaga grup metylolowych, które nie weszly w reakcje, dzie¬ ki czemu produkt ten, w polaczeniu z kwasnymi czynnikami utwardzajacymi, posiada wlasciwosci zestalania sie na zimno i moze byc z dobrym skutkiem utwardzany w wyzszej temperaturze i pod cisnieniem w zamknietych formach.

Kondensacje skladników tworzacych zywice w obecnosci srodka uplastyczniajacego przeprowa¬ dza sie na cieplo, ewentualnie z nieznacznymi ilo¬ sciami kwasnych lub alkalicznych dodatków kondensacji, lub przy lacznym stosowaniu ciepla i cisnienia. Materialy wypelniajace lub inne do¬ datki mozna dodawac podczas kondensacji lub pózniej. Calkowita ilosc stosowanego srodka uplastyczniajacego moze byc dodana na poczatku do - calej ilosci skladników tworzacych zywice, albo tez czesc tych ostatnich mozna poddac kon¬ densacji wstepnej z caloscia srodka uplastycz¬ niajacego, a reszte wprowadzic lub dodac póz¬ niej.

Przyklad I. Mieszanine skladajaca sie z 40 czesci dwumetylolomocznika, 10 czesci tio¬ mocznika i 5 czesci eteru jednobenzylowoglice- rolowego miesza sie z 40 czesciami blonnika drzewnego o wielkosci ziarn przechodzacych przez sito o 150—200 oczkach, 4 czesciami lito¬ ponu i 1 czesci stearynianu cynku, nastepnie calosc miesza sie w gniotowniku walcowyttf w temperaturze wynoszacej okolo 110°C do chwili otrzymania jednolitej masy plastycznej^ Mase wygarnia sie z gniotownika, ochladza i roz¬ drabnia w celu uzyskania ziarnistego materialu — 2 —formierskiego do prasowania na goraco, odzna¬ czajacego sie nieznaczna zawartoscia skladników lotnych, oraz dobra ruchliwoscia podczas wytla¬ czania.

Ksztaltki wytworzone sa wodoodporne i wy¬ kazuja bardzo nieznaczne kurczenie sie podczas starzenia sie.

Przyklad II. 50 czesci dwumetylolomocz- nika dodaje sie w 5 mniej wiecej równych por¬ cjach do 25 czesci technicznego eteru jednokre- zylowoglicerolowego, utrzymujac temperature 120 — 130° C, przy czym ogrzewa sie do chwili zwiekszenia sie lepkosci mieszaniny reakcyjnej, gdy wzieta próba po ochlodzeniu zestala sie na mase dajaca sie rozdrabniac. Mieszanine reak¬ cyjna ochladza sie szybko, a produkt rozdrabnia sie na proszek, który daje sie dobrze przecho¬ wywac. 3—5 czesci tego proszku rozrobionego z 1 czescia wody goracej, po ochlodzeniu stanowi ciagliwa mase, której lepkosc mozna regulowac, zmieniajac wyzej wymienione proporcje.

Z dodatkiem wynoszacym 5 % wagowych 15%-owego roztworu kwasu fosforowego ciekly klej otrzymany w ten sposób zestala sie szybko w temperaturze zwyklej i nadaje do sklejania drzewa, a takze do sklejania skóry.

Miejsca sklejone odznaczaja sie odpornoscia na dzialanie w wodzie i na skutek starzenia sie nie pekaja.

Przyklad III. Mieszanine skladajaca sie z 20 czesci mocznika, 10 czesci melaminy, 20 czesci paraformaldehydu i 5 czesci eteru jedno- benzylowoglicerolowego miesza sie z 40 czesciami suchego blonnika drzewnego o wielkosci ziarn przechodzacych przez sito o 150-200 oczkach, 4 czesciami litoponu i 1 czescia stearynianu cynku, nastepnie calosc miesza sie w gniotowniku wal¬ cowym w temperaturze okolo 110° C do chwili otrzymania jednolitej masy plastycznej. Mase te wygarnia sie, ochladza i rozdrabnia w celu uzy¬ skania materialu ziarnistego dajacego sie ksztal¬ towac przez wytlaczanie na goraco.

Przyklad IV. 50 czesci mocznika dwume- tylolowego miesza sie z 30 czesciami eteru jedno- benzylowoglicerolowego sposobem opisanym w przykladzie II.

Sproszkowany produkt rozpuszcza sie na cie¬ plo w 100 czesciach alkoholu n-butylowego z do¬ datkiem 0,5 czesci kwasu mrówkowego, który to roztwór daje przezroczyste gladkie blonki, tward¬ niejace szybko przy podgrzewaniu.

Zastrzenia patentowe 1. Sposób wytwarzania termoutwardzalnych zywic przez kondensacje na goraco aldehy¬ du mrówkowego z mocznikiem, tiomoczni¬ kiem lub produktami polimeryzacji cyjana¬ midu, oddzielnie lub w mieszaninie, albo przez kondensacje pochodnych metylolo- wych tych zwiazków z dodatkiem lub bez dodatku jednego lub kilku z nich, znamien¬ ny tym,, ze kondensacje przeprowadza sie w srodowisku bezwodnym w obecnosci srodka uplastyczniajacego w postaci jednego lub kilku jednoeterów alkoholów wielowo- dorotlenowych, przy czym cadkowita ilosc takich jednoeterów wynosi nie wiecej niz V* mola na kazdy mol aldehydu mrówko¬ wego lub kazda równcwartosciowa grupe metylolowa uzyta do kondensacji. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie jednoetery glicerolu. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje ,sie etery jedno-n-butylowe, jedno- fenylowe, jednokrezylowe, i (lub) jedno- benzylowe. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, znamienny tym, ze kondensacje przeprowadza sie przez stopienie na goraco materialów. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 —-4, znamienny tym, ze podczas kondensacji dodaje sie ma¬ terialu wypelniajacego. 6 Sposób wedlug zastrz. i — 5, znamienny tym, ze aldehyd mrówkowy i mocznik, ttor mocznik lub produkty polimeryzacji cyja¬ namidu, lub ich pochodne metylolowe do¬ daje sie do jednoeteru w ciagu kondensacji w kolejnych porcjach. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 — 6, znamienny tym, ze produkty kondensacji poddaje sie dodatkowo reakcji z alkoholem jednowodo- rotlenowym. 8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym. ze stosuje sie ilosc alkoholu jednowodoro- tlenowego dostateczna do calkowitego zete- ryfikowania pozostalych grup metylolowych- produktów kondensacji.

British Industrial Plastie* Limited Zastepca: Kolegium Rzeczników Patentowych JFfcata" Stalinogród, 3096 — 7.7.52 — R-3-18467 — BI pism. 100 g. — 150.