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Verfahren zur Herstellung eines harzartigen Bindemittels Die Erfindung
betrifft die Herstellung eines harzartigen, härtbaren Bindemittels aus Sulfitablauge
bzw. den daraus isolierten ligninsulfonsauren Salzen, welches sich zur Verarbeitung
zu Preßinassen von guten technischen Eigenschaften eignet.
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Es ist bereits bekannt, daß man aus Sulfitablauge wasserunlösliche
Produkte gewinnen kann, die sich unter Zusatz von Kunstharzen oder kunstharzbildenden
Komponenten, wie z. B. Phenoplasten, Aminoplasten, Phenolen oder Aminen im Gemisch
mit Aldehyden u. ä., zu brauchbaren Bindemitteln für Preßmassen verarbeiten lassen.
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Ferner ist es auch bekannt, das aus Sulfitablauge durch fraktionierte
Ausfällung mit Kalk gewonnene ligninsulfonsaure Calcium durch Druckerhitzung in
alkalischer Lösung auf Vanillin zu verarbeiten und die nach Abtrennung des Vanillins
vorliegende a1-kalische Flüssigkeit zur Herstellung von harzartigen Produkten und
Bindemitteln zu benutzen.
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Es ist schließlich auch bereits bekannt, aus Schwarzlaugen oder aus
Sulfitablauge, welche einer alkalischen Kochung unterworfen war, durch vorsichtige,
etwa bis zu einem pH-Wert -von 8 bi.s 9 getriebene Ansäuerung ein ligninhaltiges
Produkt auszufällen und dieses für sich allein oder nach nachträglicher I?tnsetzung
mit Phenol und daran anschließender alkalischer oder saurer Kondensation mit Formaldehyd
als Bindemittel für Preßmassen zu erwenden.
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Gemäß der Erfindung geht man ebenfalls von Sulfitablauge bzw. den
daraus isolierbaren ligninsulfonsauren Salzen aus und unterwirft diese in an sich
bekannter `'eise zunächst einer vorzugsweise unter Druck durchgeführten alkalischen
Kochung in
Gegenwart eines Alkaliüberschusses. Das Alkali kann hierbei
auch durch ein Gemenge von Natriumcarbonat und Calciumoxyd oder von Natriumsulfat
und Calciumoxyd ersetzt werden. Die Alkalikochung kann ferner auch in Anwesenheit
von Katalysatoren, wie z. B. Kupfer, sowie unter gleichzeitigem Durchleiten von
Luft oder Sauerstoff durchgeführt werden. Zweck der Alkalikochung .ist die Aufspaltung
der Ligninsulfonsäuren unter Entstehung entsprechender Ligninspaltprodukte.
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Die bei dieser Alkalibehandlung entstandene alkalische Reaktionsflüssigkeit
wird dann ohne Entferneng von hierbei etwa gebildetem Vanillin durch Zusatz von
anorganischen Säuren, wie z. B. Salzsäure oder Schwefelsäure, stark angesäuert,
so. daß etwa ein pH-Wert von 3 oder darunter erreicht wird. Anstelle der anorganischen
Säuren können auch geeignete organische Säuren verwendet werden. Die so angesäuerte
Lösung wird dann so lange gekocht, bis- sich der zunächst beim Ansäuern abgeschiedene
braune Niederschlag zu einer fast ischwarzgefärbten, an der Oberfläche der Flüssigkeit
schwimmenden harzartigen Schicht oder dunkelfarbigen körnigen Harzmasse zusammengeballt
hat.
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Die so gewonnene harzartige Masse wird nach dem Auswaschen und Trocknen
mit einem Härtungsmittel, wie z. B. Hexamethylentetramin, versetzt. Es entsteht
durch Vermischen mit Füllstoffen und anderen üblichen Zusatz!stofen eine Preßmasse
von guter Schlag- und Biegefestigkeit, Kerbzähigkeit und Wasserfestigkeit, die in
der Hitze härtbar ist.
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Wenn auch der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Bindemittels
darin besteht, daß seine weitere Verarbeitung ohne Zusatz anderer Kunstharze erfolgen
kann, so ist es natürlich dennoch auch möglich, solche Zusätze zu machen, um hierdurch
die Eigenschaften des Bindemittels in irgendeiner gewünschten Richtung zu beeinflussen.
So kann man z. B. die Alkalikochung in Gegenwart von Phenolen durchführen und bei
der Säurekochung Aldehyde oder Ketone zusetzen, so. daß sich hierbei die entsprechenden
Phenolkondensationsprodukte bilden und gemeinsam mit dem Ligninharz zur Abscheidung
gelangen. Es können- natürlich auch andere Kunstharzkomponenten oder fertige Kunstharze,
wie Phenoplaste, Aminoplaste, zugesetzt werden. Beispiel i 40o Teile ligninsulfonsaures
Natrium werden in 65o Teilen Wasser gelöst, die Lösung mit i5o Volumteilen einer
45%igen Natronlauge versetzt und der Ansatz i Stunde lang am Rückfluß gekocht. Danach
wird die Lösung mit 136 Volümteilen konz. Salzsäure 15 Minuten am Rückfluß gekocht.
Das sich abscheidende Harz wird mit Wasser gewaschen. Das Harz ist unlöslich und
mit Hexamethylentetramin härtbar. Es läßt sich mit den üblichen Zusatzstoffen, gegebenenfalls
unter Mitverwendung eines anderen härtbaren Harzes, in bekannter Weise zu Preßmassen
verarbeiten, Beispiel 2 40o Teile ligninsulfonsaures Natrium werden in 65o Teilen
Wasser gelöst, die Lösung mit 15o Volumteilen einer 45a/oigen Natronlauge versetzt
und der Ansatz 5 Stunden im Autoklav auf z85° erhitzt. Danach wird die Lösung mit
168 Volumteilen konz. Salzsäure 15 Minuten lang gekocht. Das sich abscheidende Harz
wird mit Wasser gewaschen. Das Harz ist unlöslich und mit Hexamethylentetramin härtbar.
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Es läßt sich wie in Beispiel i zu einer Preßmasse: verarbeiten. Beispiel
3 40o Teile ligninsulfonsaures Natrium werden in 55o Teilen Wasser gelöst, mit i5o
Volumteilen einer 45o/oigen Natronlauge und nach längerem Stehen mit noch 40o Teilen
Phenol versetzt. Der gesamte Ansatz wird 5 Stunden lang im Autoklav auf i85° erhitzt,
danach wird mit 45o Teilen einer 4oo/oigen wäßrigen Formaldehydlösung versetzt,
mit Salzsäure neutralisiert und ein Überschuß von 30 Volumteilen konz. Salzsäure
zugefügt. Der Ansatz wird 15 Minuten lang am Rückfluß gekocht. Das sich abscheidende
Harz wird durch Eindampfen in einen springharten Zustand übergeführt. Es ist in
Wasser unlöslich, mit Hexamethylentetramin härtbar und läßt sich, wie in Beispiel
z beschrieben, zu einer Preßmasse verarbeiten.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die technische Aufgabe gelöst,
aus Sulfitablauge ein direkt verwendbares harzartiges, durch Zusatz von Härtungsmitteln
härtbares Bindemittel zu gewinnen, welches zu seiner Verarbeitung für Preßmassen
u. dgl. an sich keinen Zusatz anderer Kunstharze benötigt und Preßmassen von sehr
guten technischen Eigenschaften ergibt.