DE2600887A1

DE2600887A1 - Modifizierungsmittel fuer phenolharze

Info

Publication number: DE2600887A1
Application number: DE19762600887
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dr Schedlitzki; Holger Wacker
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Casco AB
Priority date: 1976-01-12
Filing date: 1976-01-12
Publication date: 1977-07-21
Also published as: DE2600887B2; FI64614B; GB1527451A; FI763774A7; FR2337745B1; SE425316B; DE2600887C3; SE7700158L; FR2337745A1; FI64614C; IT1069581B

Description

Th. Goldschmidt AG, Essen

Modifizierungsmittel für Phenolharze

Als Betonschalungsplatten werden Holzwerkstoffplatten, insbesondere Sperrholz- oder Stabmittellagenplatten, verwendet, welche mit einem Kunstharz beschichtet werden, um eine wiederholte Verwendung dieser Platten zu ermöglichen. Die Kunstharzbeschichtung hat dabei die Aufgabe, den Holzuntergrund gegen die Einwirkung des alkalisch reagierenden Betons zu schützen und eine glatte Oberfläche zu bilden und auch bei mehrmaligem Gebrauch zu erhalten.

An die Gebrauchseigenschaften solcher Harze für die Beschichtung werden hohe Anforderungen gestellt. Sie müssen dem Angriff des alkalisch reagierenden Betons widerstehen. Sie müssen dabei den Untergrund möglichst wasserdicht absperren und diese Eigenschaft auch bei erhöhter Temperatur aufweisen, da derartige Schalplatten auch zur Herstellung von Bauteilen aus heißem Beton bis zu 70 C verwendet werden.

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Als brauchbare Harze haben sich Phenolformaldehydharze erwiesen. Entsprechend dem Stand der Technik (z.B. in der Zeitschrift "Goldschmidt informiert", 1969, Nr. 4) werden Trägerbahnen, vorzugsweise aus Papier, mit der wäßrigen Lösung eines Phenolformaldehydvorkondensats getränkt, getrocknet und unter Aushärtungsbedingungen auf Holzwerkstoffplatten aufgepreßt. Üblicherweise verwendet man Phenolformaldehydharze mit einem Verhältnis Phenol : Formaldehyd von 1 : 1,3 bis 1 : 2,5, die durch Katalyse mit Alkali- oder Erdalkalihydroxiden in Mengen von 0,02 - 0,2 Mol Katalysator je Mol Phenol erhalten worden sind. Mit diesen Lösungen tränkt man hauptsächlich Natronkraftpapier eines

Papiergewichtes von 20 - 180 g/m , wobei das Fertigprodukt 50 - 75 Gew.-% Harz, bezogen auf beharzten Film, aufweisen soll.

Bei der praktischen Anwendung dieser Filme hat sich gezeigt, daß ein besonders wichtiges Merkmal darin besteht, daß die verpreßten Schalungsfilme keine Oberflächenrisse aufweisen dürfen, da in diese Risse sonst aus der wäßrigen Betonaufschlämmung alkalisch reagierendes Wasser in die Platte eindringt. Die Folge hiervon ist eine Quellung und schließlich Zerstörung der Schalplatte. Gleichzeitig können durch diese Risse auch Holzinhaltstoffe in die Betonoberfläche eindiffundieren und diese verfärben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Rißanfällig-703829/0849

keit der beschichteten Oberfläche in ausgehärtetem Zustand zu verringern bzw. ganz auszuschalten.

Es sind zwar dem Fachmann eine Reihe von Modifizierungsmitteln zur Modifizierung von Phenolformaldehyd- oder Harnstoff- bzw. Melaminformaldehydharzen bekannt. Ein Teil dieser Modifizierungsmittel dient jedoch der Modifizierung von Preßmassen, in denen die Harze praktisch wasserfrei vorliegen. Da im vorliegenden Fall zur Tränkung der Papiere aber wäßrige Harzlösungen verwendet werden, müssen auch die Modifizierungsmittel wasserlöslich sein. Es sind ferner an sich bekannte Modifizierungsmittel ungeeignet, welche z.B. infolge ihrer hochmolekularen Struktur die Durchtränkung der Trägerbahn mit Harzlösung beeinträchtigen. Hierzu kommt als besonders wichtige Forderung, daß trotz der Modifizierung der Harze diese im ausgehärteten Zustand gegenüber der Betonaufschlämmung stabil bleiben müssen, damit keine, etwa durch das Phenolformaldehydharz bedingte, Verfärbungen des Betons auftreten können, was insbesondere bei der Verwendung derartiger Platten für Sichtbetonbauteile äußerst störend wäre.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch die Verwendung von Verbindungen der allgemeinen Formel

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in der R ein aliphatischer oder cycloaliphatischer Rest mit 4 bis 6 Kohlenwasserstoffatomen oder der Phenylrest ist und χ einen Wert von 1 bis 2 aufweist, als Modifizierungsmittel gelöst werden kann.

Besonders bevorzugt ist als R-Rest der Butyl- oder Isobutylrest. Ist R ein cyclcaliphatischer Rest, ist der Cyclohexylrest bevorzugt. Besonders bevorzugt ist für den Rest R der Phenylrest.

χ ist eine beliebige Zahl zwischen 1 und 2, wobei 1 und 2 eingeschlossen sind. Bevorzugt hat χ einen Wert von 1 bis 1,5. Hat χ einen Wert zwischen 1 und 2, handelt es sich um Gemische von Verbindungen, wobei der Wert χ ein Mittelwert ist.

Die erfindungsgemäßen Modifizierungsmittel können während einer beliebigen Stufe der Herstellung des Phenolformaldehydvorkondensats zugesetzt werden, d.h. sie können dem Reaktionsansatz von Anfang an zugegeben werden oder während eines beliebigen Zeitpunktes der Herstellung auch dem fertigen Vorkondensat zugegeben werden. Bei der Aushärtung werden diese Modifizierungsmittel aufgrund einer endständigen Hydroxylgruppe in das Harz einkondensiert.

Die Zusatzmenge dieser Modifizierungsmittel beträgt 3 bis 709829/0849

20 Gew.-%, bezogen auf Festharz, dabei ist ein Bereich von 5 bis 15 Gew.-% bevorzugt.

Tränkt man Papiere in an sich bekannter Weise mit derartigen modifizierten Phenolharzen und preßt sie auf Holzwerkstoff platten auf, erhält man bei gleichen Aushärtungsgeschwindigkeiten Oberflächen mit erheblich verbesserter Rißbeständigkeit. Es war dabei für den Fachmann besonders überraschend, daß trotz der relativ hohen Zusätze an Modifizierungsmitteln die Betonbeständigkeit nicht verschlechtert wird.

Mit dem erfindungsgemäß modifizierten Phenolharz ist es möglich, auch verhältnismäßig rißanfällige Sperrholzplatten, z.B. solche mit Deckfurnieren aus Nadelhölzern, zu beschichten und als Betonschalungsplatten für wiederholten Einsatz gebrauchsfähig zu machen. Damit ist es dem Fachmann möglich, auch Platten minderer Qualität für die Herstellung von wiederholt verwendbaren, harzbeschichteten Betonschalplatten zu verwenden.

In den folgenden Beispielen wird die Modifizierung von Phenolharzen beschrieben, gleichzeitig werden anwendungstechnische Ergebnisse berichtet.

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Beispiel 1

Ein hochsaugfähiges, gefülltes, aus Sulfatzellstoff her-

gestelltes Papier mit einem Flächengewicht von 80 g/m wird mit wäßrigem Phenolformaldehydvorkondensat in bekannter Weise getränkt und beschichtet und danach bei 150 C getrocknet bzw. vorkondensiert. Das Endgewicht des

erhaltenen Filmes beträgt 200 g/m , der Gehalt an flüchtigen Anteilen, zu bestimmen durch 5 Min. Darr'en des Filmes bei 160°C, ca. 7,5 Gew.-%.

Das wäßrige, handelsübliche Phenolformaldehydvorkondensat ist auf üblichem Wege durch alkalische Kondensation von 1 Mol Phenol, 1,5 Mol Formaldehyd und 0,05 Mol Natriumhydroxid bei 80 - 90°C entstanden. Die Viskosität beträgt bei 20 C ca. 50 Sek., gemessen mit dem Auslaufbecher nach DIN 53 211 (4 mm-Düse).

Im Falle a) wird das Harz unmodifiziert eingesetzt;

bei b) werden 10 Gew.-% eines Gemisches aus 95 % Phenylglykol C₆H₅-O-CH₂-CH₂-OH und 5 % Phenyldiglykol C₆H₅-(0-CH₂-CH₂)₂~0H, bezogen auf Feststoff, zu Beginn der Phenolharzsynthese zugesetzt;

und bei c) wird die gleiche Menge des Modifizierungsmittelgemisches nach Beendigung der Phenolharzsynthese zugesetzt.

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Die erhaltenen Phenolharzfilme werden danach bei 135°C unter einem Druck von 150 N/cm während 15 Min. auf 20 mm starke Tischlerplatten gepreßt, die aus einer Stabmittellage und beidseitig Meranti-Furnieren mit einer Stärke von 2,5 mm bestehen.

Zur Prüfung auf Rißbeständigkeit werden die beschichteten Platten 3 Tage bei 70 C gelagert und nach Abkühlung auf Risse untersucht. Die Platten mit dem unmodifrzierten Phenolharz a) weisen in größerem Umfang in Faserrichtung der Deckfurniere zentimeterlange Risse auf, während die Platten mit den modifizierten Harzen b) und c) rißfrei bleiben.

Zur Prüfung auf Betonbeständigkeit wird auf beschichtete Platten in Behältern frisch angerührter Beton, bestehend aus 1 Gew.-Teil Zement, 3 Gew.-Teilen Sand und 1 Gew.-Teil Wasser, aufgesetzt und während 16 Std. bei 90 C belassen. Danach werden die ausgehärteten Betonproben abgenommen, und es wird der Angriff am Film sowie Verfärbungen an der Betonoberfläche beurteilt.

In allen drei Fällen sind die Betonoberflächen nicht verfärbt und normal ausgehärtet. Der Angriff am Film ist bei allen Platten vergleichsweise gering. Beide Ergebnisse bestätigen, daß die Aushärtung des Phenolharzes durch das eingesetzte Modifizierungsmittel nicht verzögert wird.

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Beispiel 2

Ein hochsaugfähiges, ungefülltes, ungebleichtes Natron-

kraftpapier mit einem Flächengewicht von 40 g/m wird ähnlich Beispiel 1 mit Phenolformaldehydvorkondensat auf ein Endgewicht von 105 g/m gebracht. Der Gehalt an flüchtigen Anteilen beträgt 6,5 Gew.-%. Für die Tränkung des Papiers wird das gleiche Phenolharz wie in Beispiel 1 eingesetzt und zwar:

a) unmodifiziert;

b) dem Phenolharz werden nachträglich 7,5 Gew.-%, bezogen auf Feststoff, Butylglykol C₄H₉-O-CH₂-CH₂-OH zugesetzt;

c) dem Phenolharz werden nachträglich 7,5 Gew.-% eines Gemisches aus 85 Gew.-% Butylglykol und 15 Gew.-% Butyldiglykol C₄H₉-(0-CH₂-CH₂)₂~0H zugesetzt.

Die Phenolharzfilme werden bei 135 C unter einem Druck von

150 N/cm während 10 Min. beidseitig auf 5 mm starke Furnierplatten gepreßt. Die Furnierplatten bestehen aus drei kreuzweise verklebten Douglas-Fir-Furnieren.

Zur Prüfung auf Rißbeständigkeit werden die beschichteten Furnierplatten 3 Tage bei 70 C gelagert und nach Abkühlung auf Risse untersucht.

Die Platten mit dem unmodifizierten Phenolharz a) weisen

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in erheblichem Maße größere Risse auf, während auf den Platten mit den modifizierten Harzen b) und c) nur in geringem Umfang kleine Risse erkennbar sind.

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Claims

Patentanspruch

Verwendung von Verbindungen der allgemeinen Formel

wobei R ein aliphatischer oder cycloaliphatischer Rest mit 4 bis 6 Kohlenwasserstoffatomen oder der Phenylrest ist und
χ einen Wert von 1 bis 2 aufweist,

als Modifizierungsmittel für Phenolharze, die in Verbindung mit einem Träger zur Herstellung phenolharzbeschichteter Betonschalungsplatten bestimmt sind.

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