DE844350C - Verfahren zur Herstellung wasserloeslicher Cyanamid-Aldehydharze von hohem Schaumbildungsvermoegen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Cyanamid-Aldehydharze von hohem Schaumbildungsvermögen Die Erfindung betrifft die Herstellung von Kunstharzen, die vorzugsweise als Schaummittel, z. 13. in der Baustoffindustrie, verwendbar sind.
• Es wurde gefunden, daß Harze der genannten Art durch Umsetzung von Cyanamiden mit Aldehyden gewonnen werden können, wenn man bestimmte Bedingungen dabei einhält.
• Bisher war lediglich bekannt, daß die Reaktion zwischen wasserfreiem Cyanamid und Aldehyden, wie Acetaldehyd, Butyraldehyd u. dgl., unter starker Erwärmung erfolgt und zu wasserunlöslichen Produkten führt (vgl. z. B. Liebigs Annalen der Chemie, Bd. 131, S. 253 [i864]).
• Bei der Umsetzung stärker verdünnter, wäßriger Cyanamidlösungen, wie sie z. 13. nach dem Ausfällen des Calciums aus wä ßrigen Kalkstickstoffextrakten erhalten werden, beispielsweise mit Acetaldehyd, entstehen bei alkalisch gestellter Reaktion «-eiße oder gelbliche, Pulverförmige, wasserunlösliche Körper in verhältnismäßig geringer Ausbeute. Diese wasserunlöslichen Produkte sind als Schaummittel natürlich ungeeignet.
• Es wurde auch ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem Cyanamid mit Aldehyden in wäßriger Lösung unter Zugabe einer solchen Säuremenge umgesetzt wird, daß die Kondensation in der wäßrigen Lösung ausschließlich bei einem PH-Wert unter 6 erfolgt. Die sich hierbei ergebenden wasserlöslichen Erzeugnisse sollen als Holzleim, als Weichmacher, als Füllmittel für Papier oder als Ausgangsstoff für höhermolekulare Erzeugnisse Verwendung finden. Als Grund für die Säurezugabe gibt der Verfasser arr; daB sicxh_bei eiruem h_Üheren pH-Wert.als 6 unlösliche 1Viederschläge bilden'.
• Es wurde nun gefunden, daß sich andersartige, vorzugsweise als Schaummittel verwendbare Wasserlösliche Reaktionsprodukte .ergeben, wenn man Cyanamid mit Aldehyden unter Zusatz von reaktiöiishernitienden Stoffen umsetzt, die die Bildung von wasserunlöslichen Verbindungen verhindern: Hierbei liegt der pH-Wert der Verharzungsumsetzung über 6. Ein Arbeiten unter PH = 6 kann-nur durch Säuren hervorgerufen werden. Die bei dem neuen Verfahren erhältlichen; bisher nicht beschriebenen Erzeugnisse weichen insbesondere in ihrer Löslichkeit und Oberflächenaktivität von den bisher vorhandenen Stoffen ab.
• Bei einer Ausführungsform dieses Verfahrens werden als reaktionshemmende Stoffe in dem Cyanamid-Al,dehyd-Gemisch lösliche Flüssigkeiten verwendet. Als solche Stoffe eignen sich unter anderem Wasser, Alkohol, Dioxan. Im einfachsten Fall können konzentrierte, beispielsweise bei 2o° gesättigte wäßrige Cyanamidlösungen, wie sie bei der \lakuumkonzentration entkalkter Kalkstickstoffextrakte anfallen, verwendet werden. Eine Isolierung des festen Cyanamids ist in diesem Falle über-Die Einleitung der spontanen Reaktion kann entweder durch Erwärmen, z. B. im Wasserbad, oder aber auch durch Zugabe von alkalisch reagierenden Stoffen, wie geringer Mengen Triäthanolamin, erfolgen. In diesem Falle bilden sich allerdings leicht auch merkliche Mengen weißer, wasserunlöslicher, unerwünschter Stoffe. , Bei zu starker Verdünnung der Reaktionsteilnehmer findet auch bei längerem Erhitzen die mit merklicher Temperatursteigerung. verbundene Verharzungsreaktion nicht statt, und es bilden sich nichtbarzartige und .nichtschäumende Produkte. Für die Bemessung der Menge der Zusätze ergibt sich also, daß diese Menge nach oben so begrenzt werden muß, daß die Verharzungsreaktion nicht unterbunden wird.
• Die Herstellung der Kunstharze nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann zur Erleichterung der Steuerung in zwei Stufen vorgenommen werden, wobei in der zweiten Stufe die eigentliche Verharzung erfolgt. Zuerst werden also Cyanamid, Aldehyd und Verdünnungsmittel" gemischt. Es zeigt sich dann nach kurzer Zeit eine merkliche Temperaturerhöhung, welche zur Bildung eines wasserklaren, sirupartigen Reaktionsprodukts führt. Dieses Produkt wird dann durch zusätzliche Heizung von außen (siedendes Wasserbad und ähnliches) in der Hauptreaktion zur Verharzung gebracht. Die so gewonnenen Harze können beispielsweise bei der Herstellung von Schaumbeton Verwendung finden.
• Es wurde weiterhin gefunden, daß man zu noch besser wirkenden, standfähigere Schäume liefernden Harzen gelangen kann, wenn man als reaktionshemmenden Stoff Harnstoff verwendet, der die Reaktion ebenfalls in dem gewünschten Sinne beeinflußt, wobei er an der Reaktion teilnimmt und in das Erzeugniseingebaut wird. Harnstoff allein gibt mit Aldehyden keine vergleichbar schäumenden Produkte. Bei der Cyanatnid-Aldeliyd-Harnstoffkondensation ist der Zusatz von Verdünnungsmitteln nicht mehr unbedingt erforderlich. Die Reaktion dieser Gemische erfolgt mit steigendem Harnstoffgehalt immer gemäßigter. Auch hier entstehen harzartige, mehr oder weniger feste wasserlösliche Körper, welche sich als Schaummittel besonders gut zur Herstellung stark poröser Formkörper, beispielsweise unter Verwendung von Gips, Gips-Holzspänen oder Zement-Sand-Gemischen, eignen. Der Harnstoffzusatz kann ein Vielfaches des Cvanamids ausmachen.
• Beispiel i 5o ceni gesättigte Cyanamidlösung bilden mit 33 ccm Acetaldehyd in der beschriebenen Weise unter heftiger Reaktion (Wasserdampfentwicklung) ein gelbes, wasserlösliches Harz.
• Beispiel 2 8,6 g festes Cyanamid reagieren mit 9 g Acetaldehyd bei Zusatz von 8,6 g Äthvlalkoliol unter Bildung eines hellgelben, harzartigen. mit Wasser stark schäumenden Körpers.
• In gleicher Weise geben andere Aldehyde wie Isobutyraldehyd, beispielsweise mit gesättigten, wäßrigen Cyanamidlösungen, stark schäumende Reaktionsprodukte. Beispiel 3 ' 6o g Cyanamid geben mit i8o g Harnstoff und 240 ccm Acetaldehyd ein glasklares, wasserlösliches, in Wasser stark schäumendes Harz.
• Mit Hilfe dieses Harzes ist es möglich, ungewöhnlich stark poröse Gipskörper und Schaumbeton zu erzeugen.
• So erhält man bei Verwendung eines schnell laufenden Gitterrührers einen Körper vorn Raumgewicht 0,3 bei dem folgenden Ansatzverhältnis: 225 g Gips, 20 g Hobelspäne, 250 ccm Wasser, 2 g Harz. Bei Schaumbeton ergibt sich ein Raumgewicht von 1,2 bei dem Mischungsverhältnis: 200 g Zement, 6oo g Sand, 16o ccm Wasser, io ccm Natronwasserglas von 1,45° Be, 1,9 g Harz.
• Zu den Zahlenangaben der Beispiele ist zu bemerken, daß bei einer Änderung der Ansatzgröße die Prozentzahl der Menge des reaktionshemmenden Stoffes abgeändert werden muß. Da die für jede Ansatzgröße sich verschieden auswirkende Wärmeableitung den Reaktionsverlauf entscheidend mit beeinflußt, ist der Prozentsatz der beigefügten reaktionshemmenden Stoffe nötigenfalls abweichend von den für kleine Mengen gültigen Beispielen so zu wählen, daß das Erzeugnis die gewünschten Eigenschaften hat.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Cyanamid-Aldehydliarze von hohem Schaumbildungsvermögen, dadurch gekennzeichnet, daß Cvanamide mit Aldehyden unter Zusatz von reaktionshemmenden Stoffen miteinander umgesetzt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als reaktionshemmende Stoffe in dem Cyanamid-Aldehyd-Gemisch lösliche Flüssigkeiten verwendet werden, @vobei die Menge der Zusätze so bemessen ist, daß die Verharzungsreaktion nicht unterbunden wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines bei der Reaktionstemperatur verdampfenden, reaktionshemmenden Lösungsmittels. d. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als reaktionshemmender Stoff 1Tarnstoff verwendet wird, wobei der Harnstoffzusatz gewichtsmäßig ein Vielfaches der Cvananiidmenge betragen kann,