SE407691B - Forfarande for framstellning av ett aminoplastkondensat fran karbamid, paraformaldehyd och hexametylentetramin - Google Patents

Description

-. __.. ...en ma... - -._.-.... .. n... anwa-uu r .............--~-...~._...c... .. ...__ ,.,. un... nu... _ ...ai-RL 10 15 20 25 36 35 H0 12101154. i ¿ mjukningspunkt kan tillverkas från karbamid eller tiokarbamid, para- formaldehyd och hexametylentetramin om molförhållandena därav väljes inom vissa specifika gränser och om vissa betingelser uppfylles under förfarandet för framställning av de ursprungliga amínoplastkondensaten, och att sådana kondensat kan granuleras i tillfredsställande grad för bildande av granulära pressmaterial. g Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för framställning av ursprungliga aminoplastkondensat kännetecknat av att man genomför ter- misk blandning, i frånvaro av lösningsmedel, av karbamid eller tiokarb-~ amid, paraformaldehyd och hexametylentetramin, om molförhållandena därav väljes inom vissa specifika gränser och om vissa betingelser uppfyllas under förfarandet för framställning av det ursprungliga. aminoplastkondensatet, och att sådana kondensat kan granuleras i till- räcklig grad för erhållande av granulära pressmaterial.

Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för tillverkning av ett ursprungligt aminoplastkondensat, kännetecknat av att man utför termisk blandning, i frånvaro av ett lösningsmedel av karbamid eller tíokarbamid, paraformaldehyd och hexametylentetramin i ett molförhâl- lande inom området l:l,l:0,0l till 1:25:0,2, och dehydratiserar den erhållna blandningen för framställning av en produkt som, då den är fast, är amorf och har en mjukningspunkt som är mindre än l00°C.

Dehydratiseringen av den erhållna blandningen utföres i en lämplig utföringsform under reducerat tryck, lämpligen inom området O-60 mm Hg.

Den termiska.blandningen genomföres lämpligen vid en temperatur i inom_området 50-9U°C, lämpligen inom 70-90°C, och lämpligen hålles temperaturen inom detta område tills absorption av fri formaldehyd upphör. Före dehvdratisering av'blañdningen under reducerat tryck är det lämpligt att blandningen kyles en gång till en temperatur under 30°C och därefter höjes temperaturen till cirka 95°C.

Föreliggande uppfinning avser även ett förfarande för tillverkning av granulärt aminoplastpressmaterial, kännetecknat av att man blandar tillsammans ' (i) en ursprunglig aminoplastkondensatkomponent, tillverkad enligt -det angivna förfarandet, i pulveramorf fast form, (ii) en fyllmedelskomponent och . (iii) en härdarkomponent, _ varefter man inför den erhållna blandningen i en upphettad knådande granuleringssträngsprutningsmaskin varifrån den upphettade blandningen strängsprutas och den strängsprutade blandningen granuleras alltefter det den bildas.

-Uflaw -w-L-a-za.. .___ J ..-...-“~_....-_.- 10 15 20 25 30 als NO 3 7210115-7 De olika stegen i det angivna förfarandet kan genomföras samti- digt.

Komponenterna (i), (ii) och (iii) blandas lämpligen i ett vikt- förhållande av från 70:20:0,0l till 70:Å0:0,02. Från 0,1 till 0,U delar av ett metallstearat eller annat släppmedel kan tillsättas per 70 delar komponent (i), och ett färgämne och/eller ett mjukningsmedel kan eventuellt tillsättas.

En lämplig utföringsform av föreliggande uppfinning utgöres av att man framställer en blandning av 1 del karbamid.eller tiokarbamid, från 1,1 till 25 delar paraformaldehyd och från 0,01 till 0,2 delar, lämpligen 0,02 till 0,1 delar hexametylentetramin och smälter bland- ningen vid en temperatur inom området 70-95°C i frånvaro av lösnings- medel. Blandningen hâlles inom detta temperaturområde tills fri form- aldehydabsorption är fullbordad, sedan kyles den till under 50°C och temperaturen höjes sedan till 95°C under reducerat tryck för dehydra- tisering av hartset, varvid man erhåller ett material som, då det kyles och blir fast är amorft och har en mjukningspunkt från 60-l00°C.

Sedan kan det vara lämpligt att man tillsätter hexametylentetramin, då mindre än l % därav med avseende på karbamid eller tiokarbamid resulterar i dålig gelbildning, fastän användande av mer än 20 % för- sämrar pressegenskaperna. 70 viktdelar av ett pulver som fram- ställes genom att det amorfa, fasta ursprungliga aminoplastkondensa- tet krossas, sättes till 20-NO delar av ett fyllmedel, såsom pulve- riserad massa, Û-cellulosa, trämjöl och mineral- och glasfiber, 0,01- 0,02 delar av en härdare, som består av ammoniumklorid, p-toluensul- fonsyratrietylaminsalt, sulfanilsyratrietylaminsalt, ftalanhydrid, bensoesyra och p-toluensulfonsyra, som sådana eller i blandning med varandra, tillsammans med 0,1-0,U delar av metallstearattvål, såsom zinkstearat, kadmiumstearat eller blystearat, som ett släppmedel och en lämplig mängd av ett färgmedel (dvs. ett pigment eller färgämne).

Detta följes av blandning i en blandare och blandningen införes i en knådande strängsprutningsmaskin och strängsprutas därifrån under det att den upphettas till 70-l00°C. Då denna termiska knådning fortgår blir hartset flytande och tränger in i fyllmedlet, hårdare, färgämne, mjukningsmedel med mera och en tillfredsställande dispersion erhålles.

Ett granulärt aminoplastpressmaterial erhålles genom att det klump- liknande materialet som strängsprutats från den knådande strängsprut- ningsmaskinen skäres till lämplig storlek.

I en annan lämplig utföringsform katalyseras reaktionen i bland- ningen av karbamid eller tiokarbamid, paraformaldehyd och hexametylen- anal... ...hal s.. ..,-..-.=...-=.a. i k..f..e.».ma'..fl.a.-au.a.. ..+n-a-...-.-e.-e.-..~..u.~.. .k...a...,.h.. i. lmumh-.. -.,._._ 10 15 20 25 .30. 35 H0 7210115-7 u tetramin lämpligen med ammoniumsulfamat eller etylensulfit och de- hydratiseringen genomföres ej vid reducerat tryck. I detta fall är det viktigt att temperaturen hålles under 65°C och att pH-värdet hålles över H,0 för förhindrande av överkondensation, vilket leder till en okontrollerad exoterm reaktion. Då detta sker blir reaktions- blandningen i vissa fall instabil och bildar ett skum. Då den är fri från det vanliga behovet av termiskt smältande kristaller möjliggör föreliggande uppfinning lågtemperatur-knâdning (mindre än 100°C), 'vid vilken temperatur det ursprungliga aminoplastkondensatet flyter utan härdning, även i närvaro av härdare, och man erhåller ett harts med hög termisk stabilitet. Genom den ökade stabiliteten vid sträng- sprutning och termisk knådning av hartset är det nu möjligt att till- verka ett aminoplastpressmaterial medelst ett torrt förfarande, i vilket dispersion av hårdare, knådning av fyllmedel, dispersion av släppmedel, färgämne med mera och granulering samtidigt genomföres.

Det är således möjligt att tillverka ett granulärt aminoplastpressmate- rial direkt utan sådana förfaranden som krossning och färgning i en kulkvarn, vilka för närvarande anses väsentliga för erhållande av optimal penetrering och impregnering av hartset i fyllmedlet, och för åldring. Krossning och färgning i en kulkvarn har låg verkningsgrad och erfordrar mycket arbete och kostnader, men detta kan nu undvikas.

Hittills har långfibriga fyllmedel, då det krossats tillsammans med hartset under kulkvarnförfarandet förlorat sin långfiberarmerande verkan, men medelst förfarandet enligt föreliggande uppfinning är det 'möjligt att använda långfibriga fyllmedel, såsom massa, bomullstyg- remsor och syntetfibrer, utan krossning. Detta leder till pressmate- rial, framställda enligt föreliggande förfarande, med hög slaghållfast-f het och andra mekaniska hållfastheter., Föïfiände exempel belyser föreliggande uppfinning närmare, och däri betecknar delar och procent viktdelar respektive -procent såvida inte annat angives.

Exempel 1. En blandning av 110 delar tekniskikarbamid, 95 delar para- formaldehyd (85 % ren) och 5 delar hexametylentetramin infördes i ett päronformat reaktionskärl och omrördes under 60 minuter vid 90°C.

Blandningen kyldes sedan till 50°C och dehydratiserades under 3 timmar med gradvis upphettning under ett reducerat tryck av 20 mm Hg, vilket gav, då det kylts, 210 delar fast, ursprungligt kondensat. Man fast- ställde att detta fasta, ursprungliga kondensat var amorft genom rönt- gendiffraktionsintensiteter. Dess vattenolösliga fraktion var 17 I och dess smälttemperatur på en värmeplatta var 7l°C. i .».._1-..».,... v.. ...ß-m..- nu-.. ..._-m ~..........-.....~.=;.-. __...- .._ __.. a.. m.. ..\. 10 15. 20 25 30 35 NO 5 i 7210115-7 Exempel 2. 750 delar av det ursprungliga kondensatet, som erhållits i exempel 1, krossades och N00 delar trämjöl, 1,5 delar ftalsyraan- hydrid, 1 del kadmiumstearat och 1 del zinkstearat tillsattes tillsamr mans med 20 delar titanvitt som pigment, och den totala massan inför- des i en liten "Buss Ko"-knådanordning med tre upphettningszoner.

Upphettningstemperaturerna hos knådanordningen inställdes på 70°C, 80°C och 90°C nedströms från inmatningsstället hos knâdanordníngen.

Hela pressmaterialet strängsprutades under 30 minuter och ett granu- lärt pressmaterial framställdes från den ände av knådanordningen som ligger nedströms från inmatningsstället.

Exempel 3. En blandning av 110 delar teknisk karbamid, 90 delar para- formaldehydpulver (98 Z ren) och 10 delar hexametylentetramin infördes i ett trehalsat reaktionskärl och omrördes under 90 minuter vid 90°C.

Blandningen dehydratiserades sedan under upphettning under ett reduce- rat tryck av 5 mm Hg, vilket gav ett ursprungligt kondensat. Detta visade sig, då det kylts, vara amorft, vilket framgick av röntgendif- fraktion. Dess mjukningspunkt på värmeplattan var 78°C. 70 delar av detta fasta ursprungliga kondensat krossades i en mortel och blandades homogent med 33 delar massapulver, 0,1 delar ammoniumkloridhärdare, 0,1 delar nigrosinpigment och 0,28 delar zinkstearat och infördes i matarändan av en knådande Brabender-strängsprutningsmaskin. Upphett- ningstemperaturen i knâdaren inställdes på 73°C, 85°C och 88°C från inmatningsändan, och ett granulerat pressmaterial erhölls från knåd- anordningens andra ända, vilken drevs med en hastighet av 30 varv per minut.

Egenskaperna hos de erhållna pressmaterialen i dessa exempel var: Skenbar densitet 0,6 - 0,8 g/cm3 Specifik vikt hos pressmaterialet l,ü5 Fukthalt 3,5 ” 5,0 Z Presskrympning 0,5 - 0,6 %8 Böjnåiifastheu 8 - 12 kg/mmê szL-agnåiifasz-.het 12 - 3 kg Crn/cm* Isoleringsresistans 105 Mohm Isoleríngsresístans efter kokning 2 - 8 Mohm Genomslagsspänning 10 - 12 kV/mm Ljusbågsresistans 60 - 80 sek Värmeresistans - Ingen förändring efter 2 timmar vid l05°C.

Exempel N. En blandning av 76 delar (1 mol) teknisk karbamid, 62 (2 mol) 98-procentigt ren paraformaldehyd och N delar hexametylentet- ramin infördes i ett päronformat reaktionskärl och omrördes under 3 timmar vid 80°C. Den erhållna blandningen dehydratiserades långsamt -w-...h _... ___... ......_.-...__.. __... _ ...___ ._ __ _, n.. .- .fflfl-...n-...l s...- __... _.. .......___...._|..,_. 10 15 2o_ 25 7210115-7 6 under reducerat tryck av 30 mm Hg, vilket gav ett fast, ursprungligt kondensat 3 timmar därefter. Dess mjukningstemperatur på en värmeplat- ta var 90°C. 750 delar.av detta ursprungliga kondensat krossades och blandades och strängsprutades under de i exempel 2 angivna betingel- serna, varvid man erhöll ett granulärt pressmaterial med liknande egen- skaper som de angivna.

Exempel 5. 588 delar paraformaldehyd (87 1 i vatten), 681 delar karbamid, 6,58 delar ammoniumsulfamat som katalysator och 8,86 delar hexametylentetramin blandades i kallt tillstånd i en Ei-blandare un- der 5 minuter. Temperaturen ökades sedan till 55-6506 under det att blandningen fortsattes. En pasta bildades och denna bringades att rea- gera, vilket gav ytterligare kondenserad produkt, vilken bröts ner för erhållande av små granuler av ett fast aminoformaldehydharts. Den totala reaktionstiden var 2,5 timmar. De erhållna granulerna grovmal- des och maldes i en kulkvarn för erhållande av ett fint pulver. 2lü3 delar av det fina pulvret och 896 delar cellulosa i pulverform blan- dades i en ëf-blandare tillsammans med 2 % hexametylentetramin och 0,5 Z polypropylenglykol (viktprocent av den totala vikten fint pul- ver och cellulosa). Den erhållna kompositionen behandlades i en knâd- ningsmaskin och grovmaldes för erhållande av ett granulärt pressma- teríal på granulerna, varefter 0,25 % zínkstearat iblandades. Press- materialet och de pressningar som framställts därur hade följande egenskaper: Skenbar densitet 0,75 g/cmš Halt fritt vatten 2,5 % Presskrympning 0,85 1 Efter krympning 1,05 Z Elektrisk hållfasthet lU9 volt per 0,02 mm Volymres-istívitet l)__,5 log ohm cm Slaghållfasthet 6,1 kp cm/cmg ~ - Böjnållfastnét 1050 xp/cmz.

Claims (3)

.@... 4,.. ...n ...fi-aafi.. n. -., lm.. m.. .-.ga hamna... .au- .. _.d.. ,..._.._, _ ...4»...-...1....>_~...<.- ' W a 7210115-7 7 PATENTKRAV _NN

1. l. Förfarande för framställning av ett aminoplastkondensat som består av blandning av karbamid eller tiokarbamid, paraformalde- hyd och hexametylentetramin vid förhöjd temperatur, k ä n n e- t e c k n a t av att karbamiden eller tiokarbamiden, paraformalde-I hyden och hexametylentetraminen blandas i molförhållanden inom intervallet 1:l,l:0,0l till 1:25:O,2 vid en temperatur av 50-90°C i frånvaro av vatten eller annat lösningsmedel och att det bildade kondensatet dehydratíseras vid ett reducerat tryck av 10-60 mm Hg.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att den förhöjda temperaturen hålles inom det angivna området tills absorption av formaldehyd upphör.

3. Förfarande enligt något av kraven 1 eller 2, k ä n n e- at e c k n a t av att den erhållna blandningen kyles en gång till en temperatur under SOOC före dehydratisering vid reducerat tryck, och den kylda blandningen upphettas till cirka 95°C för dehydrati- sering. u--~--------------- ' ANFÖRDA PUBLIKATIONER: Sverige 331 361 (C089 9/10) Storbritanníen|331 428, 429 346 I