DE231148C

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KAISERLICHES

PATENTAMT,

Die Eifindung betrifft ein Verfahren zum Impiiignieicn von porösen Stoffen, wie Holz, Sagemehl, Holzstoff, Kork, Baumwolle, Asbest, (■laswolle usw., und besteht darin, daß man diese Slplfc nut einer Mischung von Form-' aklchyd und Phenolen behandelt und die Kondensation beider Komponenten in den zu imprägnierenden Stoffen bewirkt. Gemäß einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens

to unterwirft'man die Mischung von Formaldehyd und. Phenolen zunächst einer teilweisen Kondensation, worauf man ehe noch flüssige Masse in die zu imprägnierenden Stoffe einführt und schließlich in diesen die Kondensation beendet.

Gegenüber/de.1'1 bekannten Imprägnierungsvcrfahren, bei welchen z. B. Harze oder ähnliche /Körper zur Imprägnierung verwendet .werden, besteht also der wesentliche Unterschied darin, daß bei den bekannten Verfahren das Imprägnientngsmaterial (z. B. Harz) nach der Imprägnierung chemisch und physikalisch

unverändert bleibt, während. bei dem vor-.

. liegenden.Verfahren durch Synthese ein neuer.

Körper in den Poren des zu imprägnierenden .Stoffes''gebildet' wird.· Hierdurch Wird der Vorteil erreicht, daß nicht nur die imprägnierten Stoffe wesentliche neue Eigenschaften erhalten, wie nachstehend ausführlicher angegeben:.wer-, den wird, sondern daß auch Zwjschenkonden-.-sation'ssliifett erhalten werden können, die für gewisse. Fälle vorteilhaft dienstbar gemacht werden können/

Es ist ein Verfahren bekannt geworden, nach welchem eine Mischung von Kreosotöl· und Harz als llnprägnicrungsflüssigkeit benutzt 40

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wird, wobei gleichzeitig Formaldehyd zur Anwendung kommt, um die fäuhusverhindernden Eigenschaften· der Imprägnierungsflüssigkcit noch zu erhöhen; die Imprägnierung erfolgt unter erhöhter Temperatur und unter Druck.

Das bekannte Verfahren unterscheidet sich von dem vorliegenden'Verfahren dadurch,, daß bei jenem Kreosotöl mit Harz zusammen verwendet wird. Das Harz ist hierbei das Hauptprodukt, das die Härtung hervorruft. Das nach diesem bekannten Verfahren imprägnierte Holz läßt, wenn es wieder erhitzt wird, das Imprägnierungsmaterial berausfließcn, weil es wieder schmilzt. Das nach dem vorliegenden Verfahren behandelte Holz hält trotz der wiederholten -Erhitzung das Imprägnierungsmaterial zurück, weil die in den Fasern erzeugte Substanz unlöslich und unschmelzbar ist. ' ; ' /.'." "'..' .: . '■ ·

Die Unlöslichkeit und lluschmel/,bärkeit des Kondensationsproduktes wird am schnellsten dadurch herbeigeführt, daß der imprägnierte Körper gleichzeitig der Hitze und dem Druck unterworfen wird.

Wenn z.B. Holz nach deni vorliegenden Verfahren .imprägniert-worden''soll, dann wird eine Mischung aus /ungefähr., gleichen Teilen Handelspheliol und 40 prozentiger. Ilntulels-.form'aldehydlösung hergestellt Und das Holz in diese' Lösung eingetaucht, bis /es genug Flüssigkeit aufgenommen hat/ ^;ί

■.Diese'Imprägnierung'' kanu durch die Anwendung bekannter Hilfsmittel. ^z ^ Vakuum oder Druck, erlcichiert-worden. Für den Fall der Verwendung von Sägemehl, zeikleineitem

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Kork, loser Masse oder Fasern; kann das Material einfach mit der flüssigen Mischung zu einer homogenen Masse verarbeitet werden. Tn jedem Falle wird das imprägnierte Materia) dann allmählich bis auf etwa 120 bis 150 ° C, mehrere Stunden cnvännt. Unter diesen Bedingungen findet die Synthese statt, und das gewünschte harte, unlösliche, unschmelzbare Kondensationsprodukt wird innerhall) der Masse gebildet, wobei eine entsprechende Wassermenge frei wird, die durch darauffolgendes Trocknen ausgetrieben werden kann. Es ist bekannt, daß die Synthese durch. Anwendung - von geeigneten Mengen sog. kondensicrendcr oder katalytischer Agenzien erleichtert werden kann, z. B. durch geringe Mengen von anorganischen oder organischen Säuren, Salzen, öder besser durch Zusatz von basischen Verbindungen.

Welche kondensierenden Agenzien auch angewendet werden mögen, so können sie einfach mit den Reaktionsflüssigkeiten gemischt werden oder getrennt während oder vor der Be- . handlung zugesetzt werden. Ein Holzblock z. B. kann zuerst mit einer Lösung aus Zinkchlorid und nachher mit der Mischung aus Phenolformaldehyd imprägniert werden oder umgekehrt; in jedem Falle wird die Berührung mit dem Zinksalz die Reaktion zwischen Phenol und Formaldehyd einleiten, die, nachher durch . Erhitzung vervollständigt werden kann. Dieses Verfahren ist sein' sparsam und zweckmäf3ig : für die Behandlung von Eisenbahnschwellen. Anstatt eine bloße Mischung von Phenolen und wäßrigem Formaldehyd zu verwenden, kann auch eine Mischung benutzt werden, die durch Auflösen von polymerisiertern Formaldehyd in · Phenolen erhalten wird. Es ist aber billiger und einfacher, der Mischung von gewöhnlicher Phenol- und Formaldehydlösung so viel festes. Natriumchlorid zuzusetzen,.· daß der Mischung das Wasser entzogen wird und eine Trennung in zwei flüssige Schichten eintritt, deren ; schwerere hauptsächlich aus gesättigter wäßriger Salzlösung, und deren leich--.' tere hauptsächlich aus einer entwässerten Lö-' simg aus. Formaldehyd in Phenol besteht. Die. anzuwendende Menge Salz ist so lange nicht von Bedeutung, als ein geringer Überschuß von j 50 Salz ungelöst bleibt. Umrühren oder Schütteln.

] befördert die Wirkung, und man kann die

j ■·-. beiden Flüssigkeiten, nachdem sie einige Zeit, gestanden haben, leicht voneinander trennen.

Der Erfinder hat festgestellt, daß man statt des Natriumchlorids auch Calciumchlorid anwenden kann, überhaupt jedes Salz, dessen ί Löslichkeit ausreicht, um der Mischung Wasser

{ zu entziehen; Natriumchlorid oder Calciumchlorid sind jedoch wegen ihrer Woblfeilheit vorzuziehen. Die entwässerte, aus Formaldehyd' und Phenol bestehende Lösung kann für den vorliegenden Zweck entweder allein oder in Verbindung mit geeigneten kondensierenden Agenzien benutzt werden.

Ob die wasserhaltige oder·'entwässerte Mischung angewendet wird, in jedem Falle' ist es vorteilhaft, die Synthese in geeigneten besonderen Gefäßen einzuleiten, anstatt den ganzen synthetischen Prozeß, in den oder um den Fasern oder Zellen' hervorzurufen. Es ist auf diese Weise möglich, die Mischung auf einen Punkt zu bringen, in dem, obgleich die Reaktion begonnen hat, das Produkt hoch flüssig oder löslich ist, und dann das poröse .Material zu imprägnieren oder dieses mit jener Mischung zu mischen und nachher die Reaktion zii beenden, indem'man so lange erhitzt, bis dei unlösliche Zustand eingetreten ist. Es ist bekannt, daß, wenn man in einem Gefäß, das mit einem Rückflusskühler, versehen ist, eine Mischung aus ungefähr gleichen. Teilen von Handelsphenolen oder Formaldehyd allein odci in Gegenwart kondensierender Agenzien erhitzt oder kocht, eine flüssige oder zähflüssige Masse sich unter einer darüber schwimmenden wäßrigen Schicht abscheidet; das Verfahreil kann dann unterbrochen und die. wäßrige Schicht entfernt, oder das Wasser durch Verdampfung ausgetrieben werden. Wenn die Erhitzung nicht zu lange fortgesetzt wird, go dann wird das abgeschiedene Produkt noch flüssig genug sein,, um eine leichte Imprägnierung zu gestatten;. wenn es aber zu zähflüssig geworden ist, dann kann es für diesen Zweck mit geeigneten Lösungsmitteln 'verdünnt werden. Das so hergestellte flüssige oder zäh flüssige Anfangskondensationsprodukt hat. den großen Vorteil vor der reinen Mischung aus Phenol und Formaldehyd voraus, daß sein Gebrauch die Zeit abkürzt, während, welcher ioo die imprägnierte Masse der Hitze unterworfen werden muß, um sie "endgültig zu härten; außerdem wird während des Härtevorganges wenig oder gar kein Wasser frei im Vergleich zu der Wassermenge, die frei wird, wenn rohe Mischungen aus Phenol Und Fonnaldehyd verwendet werden. Hierdurch, wird nicht mir das nachträgliche Trocknen erspart, sondern ein großer Vorteil für die Fälle erreicht, in welchen die Gegenwart von großeil Mengen freien Wassers schädlich ist, wie z. B. bei der Herstellung elektrischer Einrichtungen, bei denen die isolierenden Eigenschaften des Produktes nutzbar gemacht werden sollen. ·

Auf w'elche Weise auch das flüssige odci ■zähflüssige Anfangskondensationsprodukt hergestellt worden ist, das Verfahren bei der Imprägnierung Und .Härtung bleibt im wesentlichen dasselbe, wie iiv dem zuerst: beschriebenen Fall. iao

Unter der Bezeichnung »Phenol« ötler »Phenole« wird hier nicht nur das eigentliche Phenol

Claims

verstanden, sondern auch die Homologen. Auch können Mischungen solcher Phenole in Anwendung kommen. .

Es können auch Farben oder färbende Agenzien zu den Reäktionsmitteln zugesetzt werden, um die Farbe oder das Aussehen der hergestellten Gegenstände zu verändern. Ebenso können auch solche Produkte zugesetzt werden, die den Geruch ändern. Das Verfahren'ist für

ίο viele Zwecke··anwendbar, z.B. zur Imprägnierung und Konservierung von Holz, zur Herstellung von künstlichem Holz, Korkmischungen, Isoliermaterialien usw.

Wenn lose, faserige oder zellenförmige Materialien — wie Holzstoff, Baumwolle, Sägemehl, Kork,-Glaswolle oder Asbest — gehärtet werden sollen, so kann es notwendig oder wünschenswert sein, die imprägnierte Masse : während des Härtens einem Druck zu unterwerfen, um einen besseren Zusammenhang der Teile zu sichern oder dem fertigen Gegenstand eine gewünschte Form zu geben;' hierzdjkönncn besondere Formen angewendet werdeV';, oder das faserige oder zellenförmige Materiäi'.ikann

zuerst in geeignete Formen gebracht wercien, wie '■■/,. B. Pappe'oder gepreßte Holzstoffgcgefi-

stände, und die letzteren können däi 1/ dei^f Imprägnierung und Härtung unterworfen'¹^vCr-.·den,· wie (»hen beschrieben. Bei der Herstellung von Gegenständen, die im wesentlichen das utiSj. lösliche, unschmelzbare Kondensätionsprodukt'-i, aus' Phenolen und Formaldehyd enthalten, ist es vorteilhaft, die Härtung unter gleichzeitiger Druckwirkung vorzunehmen, um die Homo-, genität zu sichern und die Entstehung einer porösen oder'schwammigen Masse während des Entweichcns· flüchtiger Produkte zu vermeiden. Der Erfinder hat festgestellt, daß, wenn das Produkt innerhalb eines faserigen oder zellenförmigen Materials erzeugt wird, man bei bedeutend höheren Temperaturen erhitzen kann, ohne befürchten zu müssen, daß die erwähnten Nachteile eintreten und ohne daß man künstlich gesteigerten Druck anwenden muß. Das Endresultat kommt demjenigen etwa gleich, das man bei künstlich gesteigertem Druck erhalten würde. Nichtsdestoweniger Wird vorgezogen, die Härtung der imprägnierten Materialien durch Erhitzen in geschlossenen Ge fäßen vorzunehmen, in welchen der Druck nach Wunsch durch irgendwelche bekannten Mittel gesteigert werden kann. Hierdurch wird eine schnelle Erhitzung erzielt und die Anwendung von verhältnismäßig hohen Temperaturen ermöglicht, ohne Gefahr zu .IaIiTeHj daß einige der Reaktionsmittel durch Verdampfung' verloren gehen, während der.früheren Stadien der Reaktion und'· bevor die Umsetzung in das nicht flüchtige Produkt eingetreten ist.

6ο Patent-Anstrüche:

ι. Verfahren zum imprägnieren voll porösen Stoffen, wie Holz usw., dadurch gekennzeichnet, daß man diese Stoffe mit einer Mischung von Formaldehyd Und Phenolen behandelt und die. Kondensation beider Komponenten in den zu imprägnierenden Stoffen bewirkt.
2. Eine "Ausführungsform des Verfahrens'. nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mischung von Formaldehyd· und Phenolen einer teilweisen Kondensation unterwirft, die noch flüssige Masse in die zu imprägnierenden Stoffe einführt und dann in diesen die Kondensation beendet.
3. Eine.Ausführungsform des Verfahrens." /jjach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensation von FormaYdchyd und Phenolen in dem zu imprägnie-.reriiien Stoff so weit geführt wird, bis das Konctensationsprodukt unschmelzbar und unlöslich geworden ist.
4. Eine Ausführungsform des Verfahreiis '85 nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensation von Formaldehyd und Phenolen in dem zu imprägnierenden Stoff unter gleichzeitiger Anwendung, von Hitze und Druck bewirkt wird. _go

.5. Eine Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch τ bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem'Fülle,-in welchem zur Herstellung der Kondensationsprodukte aus Formaldehyd und Phenolen wasserhaltige g$ Ausgangsmaterialicn verwendet werden, diese durch Zusatz Wassercntzichettdcr Salze entwässert werden. ■

Ergänzungsblatt zur Patentschrift 231148 ■ KLASSE 38h GRUPPE 2

Der Anspruch ι ist durch rechtskraftige Entscheidung des Reichspatentaiiits vom 2. März 1916 dadurch teilweise für nichtig erklärt worden, daß er wie folgt beschrankt worden ist:.. ,'.'.'■ : '..·.· ' . . ■■'.·■'.' :.·."'

Verfahreil zum Imprägnieren von Holz und anderen porösen stückigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Stoffe mit einer Mischung von Formaldehyd und Phenolen behandelt und die Kondensation beider Komponenten in den zu imprägnierenden Stoffen bewirkt. ;.