175600. lajstromszámú szabadalom • Eljárás keményíthető karbamid-formaldehid-gyanta-oldatok előállítására
3 175600 4 ilyen gyantáknak a felület-nemesítésre, úgynevezett rövid ütemű présekben történő alkalmazása esetén hatnak zavaróan, minthogy ebben az eljárásban 150 °C-ig terjedő hőmérsékleteknek teszik ki rövid időre a gyantákat. Az így adódó kikeményítési idők túlságosan rövidek ahhoz, hogy a gyantát teljesen hőrekeményedett állapotba vigyék át. Másrészről az ilyen magas sajtolási hőmérsékletek már számottevő mértékben a karbamid-formaldehidgyanták hővel szembeni instabilitásából eredő hibák fellépésére vezethetnek. A találmány feladatát oly karbamidgyanta előállítása képezte, amely kedvező keményedési jellemzői következtében lehetővé teszi, hogy az ilyen gyantákat a szokásos alkalmazási technika által megkívánt időtartamú kezeléssel, szabályozott módon, kvantitatíve a hőrekeményedett állapotba vigyük. Emellett a gyantának a kikeményed ésig mutatott folyási tulajdonságainak olyanoknak kell lenniük, hogy a szokásos feldolgozási technika alkalmazása esetén hibátlan felületű termékeket kapjunk. A gyantáknak továbbá az eddiginél jobb hővel szembeni stabilitást és vízállóságot, valamint kielégítő repedésmentességet kell mutatniuk, anélkül, hogy egyidejűleg az impregnálás során mutatott tulajdonságaik, tehát a hordozóanyag cellulózrostjainak nedvesítése és átitatása terén mutatott viselkedésük hátrányos befolyást szenvednének. A 834 032 sz. belga szabadalmi leírás eljárást ismertet karbamid-formaldehidgyanta-oldatok előállítására, amelynek során a) karbamid és 1 mól karbamidra számítva 1,5—2,5 mól formaldehid vizes oldatát 0,2—1,0 mmól aminoszulfonsav és 20—100 mól ammónia hozzáadásával, 70—95 °C hőmérsékleten 10—30 percig melegítjük mindaddig, míg az 50%-os oldat 20 °C hőmérsékleten mért viszkozitása eléri az 55—65 cP értéket, majd b) további 0,8—10 mmól aminoszulfonsavat (ugyancsak a kiindulási karbamid 1 móljára számítva) adunk hozzá, a reakcióelegy pH-értéket ammónia hozzáadásával 4,0 és 4,5 közöttire állítjuk be és az elegyet 70—95 °C hőmérsékleten 10—25 percig melegítjük, mindaddig, míg a reakcióelegy mintája szárazanyagra számított 50%-os oldatban 20 °C hőmérsékleten 80—110 cP viszkozitást nem mutat, végül c) a reakcióelegyhez 40—200 mmól ammóniát és 0,1—0,3 mól karbamidot (a kiindulási karbamid 1 móljára számítva) adunk és ezt az előnyösen 6—7,5 pH-értékű elegyet 70—95 °C hőmérsékleten további 15—45 percig melegítjük, mindaddig, míg az 50%-os oldat 20 °C hőmérsékleten mért viszkozitása eléri a 85—125 cP értéket. A fent ismertetett eljárás ugyan lényeges műszaki haladást képvisel az addig ismert eljárásokhoz képest, bizonyos műszaki nehézségek azonban még ennél az eljárásnál is fennállnak. Azt tapasztaltuk ugyanis, hogy a leírt eljárás nagy méretekben történő ipari kivitelezése során az eljárás a) szakaszában a reakció exoterm volta miatt nehezen szabályozható a reakciónak a lefolyása, különösen olyan esetekben, amikor az alkalmazott berendezés szerkezeti felépítése nem teszi lehetővé a hatásos hőelvezetés egyszerű módon történő biztosítását. Azt találtuk továbbá, hogy az eljárás b) szakaszában nehézséggel jár a 4,0 és 4,5 közötti pH-érték fenntartása, minthogy a reakcióelegy hajlamos a pH-érték csökkenésére, emiatt pedig szükséges az ammónia folyamatos, szabályozott módon történő hozzáadagolása. Ez technológiai szempontból körülményessé teheti az egyébként előnyös eljárás lefolytatását. Ezért a jelen találmány célkitűzése az volt, hogy az ismertetett eljárás továbbfejlesztéseként az eljárás a) szakaszában végbemenő reakciót csillapítjuk (flegmatizáljuk) és a lehetőséghez képest biztosítsuk az eljárás b) szakaszában az egyszer már beállított pH-érték folyamatos megmaradását. Meglepő módon azt találtuk hogy mindkét feladat egyszerű módon megoldható azáltal, hogy az eljárás a) szakaszában az alkalmazandó karbamid 0,01—0,05 mólnak megfelelő rész-menynyiségét ekvimolekuláris mennyiségű melaminnal helyettesítjük. Ismeretes ugyan már az aminogyanták előállítása során az aminogyanta-képzők elegyeinek az alkalmazása és különösen karbamid és melamin elegyének a kondenzálása formaldehiddel aminogyanták képzése céljából. Ennél az ismert eljárásnál azonban vagy arról van szó, hogy melamin-gyantákból indulnak ki és az előállítás költségeinek csökkentése céljából a melamin egy részét karbamiddal helyettesítik, vagy pedig karbamidból indulnak ki és a karbamidgyanták alkalmazástechnikai tulajdonságainak javítása céljából adnak melamint is a karbamidhoz. Ezek a rendszabályok kézenfekvőek a szakember számára, minthogy a melamingyanták vagy a melaminban gazdag karbamidgyanták alkalmazástechnikai tulajdonságai, különösen a víz- és hőállóságuk jobb, mint a közönséges karbamidgyantáké. Ahhoz azonban, hogy ilyen ismert kombinálási eljárásoknál a tulajdonságok kívánt javulását elérhessék, szükséges, hogy a kiindulási karbamid legalább 0,3 mólnak megfelelő részmennyiségét (1 mól karbamidra számítva) melaminnal helyettesítsék; általában azonban még ennél nagyobb részarányú melamin alkalmazása is szükséges szokott lenni ahhoz, hogy a kapott termék alkalmazástechnikai tulajdonságait számottevő módon megjavítsák. A fenti ismert eljárásokkal ellentétben a jelen találmány szerinti eljárásban csupán a karbamid 0,01—0,05 mól mennyiségét (1 mól karbamidra számítva) helyettesítjük melaminnal, a fentebb ismertetett háromszakaszos eljárásban. Ily csekély mennyiségi arányú melamin nem változtatja meg az eljárás termékeként kapott kikeményített gyanta alkalmazástechnikai tulajdonságait. Igen meglepő módon azonban e csekély mennyiségi arányú melamin jelenléte biztosítja a háromszakaszos eljárás első szakaszában a végbemenő reakció csillapítását (flegmatizálását) és az eljárás második szakaszában a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
