WO1993003086A1 - Phenolic-resin binder - Google Patents

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WO1993003086A1
WO1993003086A1 PCT/DE1992/000651 DE9200651W WO9303086A1 WO 1993003086 A1 WO1993003086 A1 WO 1993003086A1 DE 9200651 W DE9200651 W DE 9200651W WO 9303086 A1 WO9303086 A1 WO 9303086A1
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Wolfgang Erb
Harald Rusche
Jutta Meyer
Wolfgang Seelbach
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Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH
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Abstract

The binder described is a novolak which can be cured with an ordinary accelerator and which is liquefied by the addition of a reactive liquefying agent in the form of phenol or alkyl-substituted phenols (having side chains containing up to 10 C-atoms). The liquefying agent does not behave like an ordinary solvent, but takes part in the curing of the novolak and is - at least for the greater part - bound into the molecular structure. The invention thus makes a binder available which, in contrast to liquid resols, has excellent storage stability, can be converted easily to anhydrous form, does not have to contain any alkaline components and can be produced simply and reliably.

Description

Bindemittel auf Phenolharzbasis Phenolic resin based binder
In weiten Bereichen der Technik werden Phenolharze für Holzwerk¬ stoffe, in der Wärmedämmung und in der Schallisolation, bei Elektrolaminaten und anderen Schichtpreßstoffen, zur Papierimprägnierung, in der Gießerei¬ industrie, in der Schleifmittelindustrie, sowie für Brems- und Kupplungs¬ beläge eingesetzt, um nur einige typische Beispiele zu nennen.In wide areas of technology, phenolic resins are used for wood-based materials, in thermal insulation and in sound insulation, in electrolaminates and other laminates, for paper impregnation, in the foundry industry, in the abrasive industry, and for brake and clutch linings just to name a few typical examples.
Zum Einsatz kommen in vielen Fällen dabei die Phenolharze vom Typ der Resole, also der selbsthärtenden Kondensationsprodukte aus Phenolen und Aldehyden, die in der Regel mit einem molaren Unterschuß an Phenol konden¬ siert sind. Diese Resole liegen normalerweise als wasserhaltige flüssige Harze vor. Allerdings weisen diese Resole einige Nachteile auf,,von denen ein gravierender Nachteil darin besteht, daß sie nicht lagerstabil sind. Alle Resole können, auch bei niedrigen Temperaturen, nachkondensieren. Dadurch ändern sich die wichtigsten Kenndaten dieser Harze laufend, so daß ihre Anwendung in einem kontrollierten Prozeß problematisch ist. Insbesondere nimmt die Viskosität von Resolen ständig zu, wodurch die Wasserverträglich¬ keit ebenso abnimmt wie z.B. das Anlösever ögen für Novolake oder die Benet- zungsfähigkeit für zu bindende Werkstoffe. Ein anderer Nachteil ist darin zu sehen, daß der verbleibende Alkalirestgehalt zu einer relativ hohen Hygro¬ skopizität der Resole im ausgehärteten Zustand führt. Dadurch kann es nach längerer Lagerung der unter Verwendung von Resolen hergestellten Produkte zu Qualitätseinbußen kommen.In many cases, phenol resins of the resole type, that is to say the self-curing condensation products of phenols and aldehydes, are used, which are generally condensed with a molar deficit of phenol. These resoles are usually in the form of aqueous liquid resins. However, these resoles have some disadvantages, one serious disadvantage of which is that they are not stable in storage. All resols can condense even at low temperatures. As a result, the most important characteristics of these resins change continuously, so that their use in a controlled process is problematic. In particular, the viscosity of resols is constantly increasing, which means that water compatibility also decreases, e.g. the dissolving power for novolaks or the wettability for materials to be bound. Another disadvantage is that the residual alkali content leads to a relatively high hygroscopicity of the resols in the hardened state. This can lead to a loss of quality after prolonged storage of the products manufactured using resols.
Der Wassergehalt der Resole hängt von der gewünschten Viskosität ab, und ist meistens verhältnismäßig hoch. In manchen Anwendungsbereichen soll aber der Wassergehalt der Harze möglichst niedrig sein, denn durch das Austreten des Wasserdampfes während des Aushärtungsvorganges können die Harzbrücken zwischen den zu bindenden Materialien geschwächt werden. Die Produktion wasserarmer oder wasserfreier Resole ist jedoch recht problema¬ tisch. Die Harzlösung muß bei einem sehr guten Vakuum und bei Temperaturen bis zu 90"C entwässert werden, wobei naturgemäß das Harz weiter kondensiert. Dies läßt sich abmildern, wenn die Entwässerung in kleinen Ansätzen vor¬ genommen wird, aber dann wird die Produktion beinahe unw rtschaftlich.The water content of the resols depends on the desired viscosity and is usually relatively high. In some areas of application, however, the water content of the resins should be as low as possible, because the escape of water vapor during the curing process can weaken the resin bridges between the materials to be bound. The However, the production of low-water or water-free resols is quite problematic. The resin solution must be dewatered under a very good vacuum and at temperatures up to 90 ° C., whereby the resin naturally condenses further. This can be mitigated if dewatering is carried out in small batches, but then the production becomes almost uneconomical .
Phenolharze vom Typ der Novolake sind lagerstabil und praktisch wasserfrei herstellbar. Novolake sind die sauer katalysierten Kondensations¬ produkte aus Phenolen und Aldehyden, die normalerweise mit einem molaren Überschuß an Phenol kondensiert sind. Sie zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß sie nicht selbsthärtend sind, so daß das bei der Kondensations¬ reaktion entstehende Wasser ohne unerwünschte Nachkondensation entfernt werden kann. Zur Aushärtung werden Formaldehydspender, z.B. Hexamethylen- tetramin, oder methylolgruppenhaltige -Verbindungen als Härter zugesetzt. Novolake liegen allgemein in fester (stückiger oder pulvriger) Form vor, meistens mit bereits eingearbeitetem Härter.Phenolic resins of the novolak type are stable in storage and practically water-free. Novolaks are the acid-catalyzed condensation products from phenols and aldehydes, which are normally condensed with a molar excess of phenol. They are characterized in particular by the fact that they are not self-curing, so that the water formed in the condensation reaction can be removed without undesired post-condensation. Formaldehyde donors, e.g. Hexamethylene tetramine, or compounds containing methylol groups added as hardeners. Novolaks are generally in solid (lumpy or powdery) form, mostly with hardener already incorporated.
Novolake werden überwiegend zur Herstellung von Produkten einge¬ setzt, die im weitesten Sinne als Preß- und Formmassen bezeichnet werden können. Es ist bisher aber noch nicht gelungen, Novolake dort zum Einsatz zu bringen, wo ein flüssiges Bindemittel benötigt wird. Resole, die aufgrund ihrer Herstellungsweise als wäßrig-flüssiges Harz anfallen, bieten sich als flüssiges Bindemittel geradezu an. Novolake hingegen müssen zunächst in einem Lösungsmittel wie z.B. Ethanol oder Aceton gelöst werden. Um das Lösungs¬ mittel anschließend zu entfernen, muß ein weiterer Arbeitsschritt mit zusätz¬ l chen Kosten in Kauf genommen werden, zumal in der Regel dann auch Maßnahmen zum Umweltschutz erforderlich werden. Bei leichtflüchtigen Lösungsmitteln ist zudem die Arbeitsplatzbelastung erhöht, da gerade bei Prozessen, die eine erhöhte Temperatur erfordern, das Lösungsmittel ständig abdampft. Weiterhin kann es auch geschehen, daß der Novolak vor Ende des Arbeitsvorganges auf¬ grund der geringer werdenden Lösungsmittelkonzentration vorzeitig ausfällt, mit der Folge, daß der Novolak zu diesem Zeitpunkt möglicherweise erst ungenügend eingearbeitet ist und sich damit Produkte ergeben, die nicht die erforderlichen Qualität besitzen.Novolaks are mainly used for the production of products that can be referred to in the broadest sense as molding and molding compounds. However, it has not yet been possible to use novolaks where a liquid binder is required. Resoles, which are produced as an aqueous-liquid resin due to the way they are produced, almost offer themselves as liquid binders. Novolaks, on the other hand, must first be in a solvent such as Ethanol or acetone can be dissolved. In order to subsequently remove the solvent, a further work step has to be accepted with additional costs, especially since measures to protect the environment are generally also required. In the case of volatile solvents, the workload is also increased, since the solvent evaporates continuously, especially in processes that require an elevated temperature. Furthermore, it can also happen that the novolak fails prematurely before the end of the work process due to the decreasing solvent concentration, with the result that the novolak may not be sufficiently incorporated at this point in time and products may result which do not have the required quality .
Es besteht also nach wie vor ein Bedarf an einem Bindemittel auf Phenolharzbasis, das die vorteilhaften Eigenschaften eines Novolaks hat und anstelle von wäßrig-flüssigen Resolen eingesetzt werden kann. Mit der Erfin¬ dung wird der Praxis ein solches Phenolharz zur Verfügung gestellt.There is therefore still a need for a phenolic resin-based binder which has the advantageous properties of a novolak and can be used instead of aqueous-liquid resols. In practice, such a phenolic resin is made available with the invention.
Das erfindungsgemäße Bindemittel auf Phenolharzbasis kennzeichnet sich dadurch, daß das Phenolharz ein mit einem üblichen Härter härtbarer Novolak ist, der durch Zusatz eines Reaktivverflüssigers in Form eines Phenols verflüssigt worden ist. Als Phenole kommen dabei (unsubstituiertes) Phenol und/oder alkylsubstituierte Phenole in Betracht, wobei das Gewichts- Verhältnis von Novolak zu Reaktivverflüssiger dabei im Bereich von 4:1 bis 1:4 variieren kann und bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 3:1 liegt.The phenolic resin-based binder according to the invention is characterized in that the phenolic resin is a novolak curable with a customary hardener, which has been liquefied by adding a reactive plasticizer in the form of a phenol. Suitable phenols here are (unsubstituted) phenol and / or alkyl-substituted phenols, the weight ratio of novolak to reactive plasticizer being able to vary in the range from 4: 1 to 1: 4 and preferably in the range from 1: 1 to 3: 1 lies.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß Mischungen aus Novolaken und Phenol bzw. alkylsubstituierten Phenolen (selbst wenn die.zugrundeliegenden Phenole von Hause aus nicht flüssig sind, sondern für die Herstellung der Mischung zunächst aufgeschmolzen werden müssen) flüssig sind und daß die Phenole sich hierbei nicht wie ein einfaches Löse¬ mittel verhalten, sondern an der Aushärtung des Novolaks teilnehmen und - zumindest überwiegend - in den Molekülverband eingebaut werden. Aufgrund dieser für den Erfolg der Erfindung entscheidenden Eigenschaft werden die Phenole hier auch als Reaktivverflüssiger bezeichnet.The invention is based on the surprising finding that mixtures of novolaks and phenol or alkyl-substituted phenols (even if the phenols on which they are based are not inherently liquid but must first be melted for the preparation of the mixture) and that the phenols are liquid do not behave like a simple solvent, but participate in the curing of the novolak and - at least predominantly - are incorporated into the molecular structure. Because of this property, which is decisive for the success of the invention, the phenols are also referred to here as reactive plasticizers.
Ein spezieller Novolak ist für das erfindungsgemäße Bindemittel nicht erforderlich. Es können alle üblichen Novolake eingesetzt werden. Wenn alkylsubstituierte Phenole als Reaktivverflüssiger eingesetzt werden, können diese eine oder mehrere aliphatische Seitenketten mit bis zu 10 C-Atomen aufweisen. Längere Seitenketten sind zwar nicht grundsätzlich ausgeschlossen, aber unzweckmäßig, weil sich mit zunehmender Kettenlänge die Viskosität des erhaltenen Bindemittels erhöht. In Fällen von mehreren Seitenketten ist zusätzlich zu fordern, daß mindestens zwei der drei ortho- und para-Stellen des Alkylphenols nicht besetzt sind. Natürlich kann der Reaktivverflüssiger auch aus Mischungen aus Phenol und/oder Alkylphenolen bestehen.A special novolak is not required for the binder according to the invention. All common novolaks can be used. If alkyl-substituted phenols are used as reactive plasticizers, these can have one or more aliphatic side chains with up to 10 carbon atoms. Longer side chains are not excluded in principle, but are not practical because the viscosity of the binder obtained increases with increasing chain length. In the case of several side chains, it is additionally required that at least two of the three ortho and para positions of the alkylphenol are not occupied. Of course, the reactive plasticizer can also consist of mixtures of phenol and / or alkylphenols.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Bindemittels ist an keine Vorschrift gebunden. Es ist möglich, einen fertigen Novolak anschließend mit dem Reaktivverflüssiger zu versetzen, aber ebenso kann auch die Herstellung des Novolaks in Gegenwart des Reaktivverflüssigers vorgenommen werden. Wei¬ terhin kann das Bindemittel in bestimmten Fällen auch in situ gebildet wer- den, indem Novolak und Reaktivverflüssiger getrennt den zu bindenden Materia¬ lien zugesetzt werden.The preparation of the binder according to the invention is not tied to any regulation. It is possible to subsequently add the reactive liquefier to a finished novolak, but the novolak can also be prepared in the presence of the reactive liquefier. In certain cases, the binder can also be formed in situ. by adding novolak and reactive liquefier separately to the materials to be bound.
Die Härtung des erfindungsgemäßen Bindemittels erfolgt durch Zugabe der üblichen Härter, die bereits in der Mischung aus Novolak und Reaktivverflüssiger enthalten oder nachträglich zugesetzt sein können. Wenn das erfindungsgemäße Bindemittel zusammmen mit gemahlenen Novolaken (sog. Pulverharzen ) eingesetzt wird, kann der Härter auch über das Pulverharz eingebracht werden. Durch Variation der Zugabemengen des Härters läßt sich die Reaktivität des Bindemittels problemlos steuern.The binder according to the invention is cured by adding the customary curing agents which may already be present in the mixture of novolak and reactive plasticizer or may be added subsequently. If the binder according to the invention is used together with ground novolaks (so-called powder resins), the hardener can also be introduced via the powder resin. The reactivity of the binder can be easily controlled by varying the amount of hardener added.
Das erfindungsgemäße Bindemittel besitzt praktisch die gleiche gute Lagerstabilität, wie sie übliche Novolake aufweisen. So wurde in einem Beispiel gefunden, daß die Viskosität des erfindungsgemäßen Bindemittels nach einem Jahr Lagerung nur von 2.340 auf 2.350 mPa.s/20°C angestiegen war, während übliche flüssige Resole nach dieser Zeit stichfest sind. Daneben besitzt das erfindungsgemäße Bindemittel aber noch weitere offensichtliche Vorteile, nämlich die problemlose Einstellung niedriger Wassergehalte, die Möglichkeit zur Vermeidung alkalischer Bestandteile sowie die einfache und sichere Produktion.The binder according to the invention has practically the same good storage stability as that of conventional novolaks. In one example it was found that the viscosity of the binder according to the invention had risen from 2,340 to 2,350 mPa.s / 20 ° C. after one year of storage, while conventional liquid resoles are puncture-resistant after this time. In addition, the binder according to the invention has other obvious advantages, namely the problem-free setting of low water contents, the possibility of avoiding alkaline components and the simple and safe production.
Im übrigen sei noch darauf hingewiesen, daß auch das Einbringen der bei Phenolharzen gebräuchlichen Modifizierungsmittel, wie Härtungsbe¬ schleuniger, Elastifizierungs- und Plastifizierungskomponenten problemlos möglich ist.In addition, it should also be pointed out that the modifiers customary in phenolic resins, such as curing accelerators, elasticizing and plasticizing components, can also be introduced without problems.
Die Erfindung wird nachstehend in Beispielen erläutert.The invention is illustrated below in examples.
HERSTELLUNG DES NOVOLAKSMANUFACTURE OF NOVOLAK
Es wurden zwei unterschiedliche Novolake A und B hergestellt, und zwar folgendermaßen:Two different novolaks A and B were produced, as follows:
Novolak ANovolak A
In einem Rührwerk wurden 120 kg Phenol und 1,7 kg 5-%-ige Salzsäure vorgelegt. Die Mischung wurde auf 100"C gebracht. Dann wurden in- nerhalb von 4 Stunden 37,9 kg 30-%-iges Formalin zudosiert, wobei die Tempe¬ ratur auf 100°C gehalten werden mußte. Anschließend wurde zur Vervollständi¬ gung der Reaktion noch 2 Stunden unter Druck bei 120°C nachgerührt. Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches erfolgte nach den üblichen Methoden, und man erhielt 60,5 kg eines festen Novolaks mit den folgenden Kennwerten:120 kg of phenol and 1.7 kg of 5% strength hydrochloric acid were placed in a stirrer. The mixture was brought to 100 ° C. Then 37.9 kg of 30% strength formalin were metered in over the course of 4 hours, the temperature having to be kept at 100.degree. The mixture was then stirred for a further 2 hours under pressure at 120 ° C. to complete the reaction. The reaction mixture was worked up by the customary methods, and 60.5 kg of a solid novolak with the following characteristics were obtained:
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Novolak BNovolak B
In einem Rührwerk wurden 300 kg Phenol und 1,4 kg 16-%-ige Salzsäure vorgelegt. Die Mischung wurde auf 100°C gebracht. Dann wurden in¬ nerhalb von 4 Stunden 247 kg 50-%-iges Formalin zudosiert, wobei die Tempera¬ tur auf 100°C gehalten werden mußte. Anschließend wurde zur Vervollständigung der Reaktion noch zwei Stunden unter Druck bei 120°C nachgerührt. Die Auf¬ arbeitung des Reaktionsgemisches erfolgte nach den üblichen Methoden, und man 'erhielt 287 kg eines festen Novolaks mit den folgenden Kennwerten:300 kg of phenol and 1.4 kg of 16% strength hydrochloric acid were placed in a stirrer. The mixture was brought to 100 ° C. Then 247 kg of 50% formalin were metered in within 4 hours, the temperature having to be kept at 100.degree. The mixture was then stirred under pressure at 120 ° C. for a further two hours. The reaction mixture was worked up by the customary methods, and 287 kg of a solid novolak were obtained with the following characteristics:
Fließstrecke/10 % Hexa 41 mmFlow distance / 10% Hexa 41 mm
Wassergehalt 0,13 % freies Phenol 3,3 %Water content 0.13% free phenol 3.3%
Viskosität in Methanol 50:50 45 mPa.s/20'CViscosity in methanol 50:50 45 mPa.s / 20'C
HERSTELLUNG DES BINDEMITTELSPRODUCTION OF THE BINDING AGENT
Die Novolake A und B wurden mit einigen ausgewählten Reaktivver- flüssigern und mit Hexamethylentetramin ("Hexa") als Härter versetzt. Das Gewichtsverhältnis von Novolak plus Hexa zu Reaktivverflüssiger betrug 1:1. Die jeweils eingesetzten Reaktivverflüssiger und die Kennwerte der sich damit ergebenden Bindemittel sind in den beigefügten Tabellen 1 und 2 zusammen¬ gefaßt.Novolaks A and B were mixed with some selected reactive plasticizers and with hexamethylenetetramine ("Hexa") as a hardener. The weight ratio of novolak plus hexa to reactive plasticizer was 1: 1. The reactive liquefiers used in each case and the characteristic values of the binders thus obtained are summarized in the attached Tables 1 and 2.
Es ist zu erkennen, daß sich in jedem Fall Bindemittel mit technisch brauchbaren Gelierzeiten ergeben, und mit einer Ausbeute an Fest¬ stoff (bezogen auf die ursprüngliche flüssige Mischung), die oberhalb des "theoretischen" Wertes von 50 % liegt. Dies zeigt, daß offenbar ein ent¬ sprechender Teil des Reaktivverflüssigers während des Härtungsvorgangs mit dem aus dem Hexa stammenden Formaldehyd in situ zu einem Harz reagiert, das dann zusammen mit dem ursprünglichen Harzanteil (Novolak) ausgehärtet wird, also im Ergebnis ein Teil des Reaktivverflüssigers in das gehärtete Binde¬ mittel eingebaut worden ist. Der restliche Teil des Reaktivverflüssigers dürfte während des (ja bei erhöhten Temperaturen ablaufenden) Härtungsvor¬ ganges insbesondere durch Verdunstung verloren gegangen sein, jedenfalls enthält das ausgehärtete Bindemittel keine störenden Mengen an freiem Reak¬ tivverflüssiger mehr (Gehalte an freiem Reaktivverflüssiger normalerweise deutlich unter 5 %).It can be seen that in any case binders with result in technically usable gelling times and with a yield of solids (based on the original liquid mixture) which is above the "theoretical" value of 50%. This shows that apparently a corresponding part of the reactive plasticizer reacts in situ with the formaldehyde derived from the hexa during the curing process to form a resin which is then cured together with the original resin component (novolak), that is to say a part of the reactive plasticizer in the hardened binder has been installed. The remaining part of the reactive plasticizer is likely to have been lost during the curing process (which takes place at elevated temperatures), in particular due to evaporation; in any case, the hardened binder no longer contains any disruptive amounts of free reactive plasticizer (contents of free reactive plasticizer normally well below 5%) .
Die Feststoff-Ausbeuten und die Gelierzeiten hängen, wie die Tabellen 1 und 2 erkennen lassen, von den eingesetzten Novolaken bzw. Reaktivver- flüssigern ab. Diese Werte lassen sich überdies, wie die beigefügte Tabelle 3 ausweist, durch Variation des Hexagehalts zusätzlich steuern und damit dem jeweiligen Anwendungsfall anpassen. Eine größere Menge an Härter führt infolge eines steigenden Formaldehyd-Angebotes zu steigenden Feststoff- Ausbeuten und sinkenden Gelierzeiten. Dabei nähern sich 'der Anstieg der Feststoff-Ausbeuten und die Verminderung der Gelierzeiten allerdings an Grenzwerte an, so daß eine optimale Menge an Härter existiert, die sich für jede Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Bindemittels leicht durch einfache Handversuche finden läßt. Im Beispiel der Tabelle 3 liegt diese optimale Menge an Hexa bei etwa 15 % (Phenol) bzw. 10 % (Kresol), wobei sich generell sagen läßt, daß bei dem erfindungsgemäßen Bindemittel vorzugsweise eine etwas größere Menge an Härter eingesetzt werden sollte, als sie allein für den zu¬ grundeliegenden Novolak erforderlich wäre.The yields of solids and the gelling times depend, as can be seen in Tables 1 and 2, on the novolaks or reactive plasticizers used. These values can also be controlled, as shown in Table 3, by varying the hexa content and thus adapting them to the respective application. A larger amount of hardener leads to increasing solids yields and decreasing gel times due to an increasing supply of formaldehyde. Here 'the rise of the solid yields and the reduction of gel times but are converging on limits so that an optimum amount of hardener exist, which can be found easily for each composition of the binder of the invention by simple tests. In the example in Table 3, this optimal amount of hexa is about 15% (phenol) or 10% (cresol), although it can generally be said that a slightly larger amount of hardener should be used in the binder according to the invention than it is would only be necessary for the underlying novolak.
Die Viskositäten der sich ergebenden Bindemittel steigen, wie schon eingangs erwähnt, mit der aliphatischen Kettenlänge der Alkylphenole an. Wenn sie in einzelnen- Anwendungsfallen zu hoch sein sollten, ist es ohne weiteres möglich, durch Verdünnen mit üblichen nicht-reaktiven Lösemitteln (wie Methano , Ethanol, Isopropanol, Aceton u. dgl. ) niedrigere Viskositäten einzustellen, wenngleich es bevorzugt wird, ohne solche Lösemittel auszukom¬ men. Damit begrenzt sich aus Gründen der. Praxis die aliphatische Kettenlänge der Alkylphenole.As already mentioned at the beginning, the viscosities of the resulting binders increase with the aliphatic chain length of the alkylphenols. If they are too high in individual application cases, it is readily possible to set lower viscosities by dilution with conventional non-reactive solvents (such as methano, ethanol, isopropanol, acetone and the like), although it is preferred, without such Solving solvents. This is limited for reasons of. Practice the aliphatic chain length the alkylphenols.
ANWENDUNGSBEISPIELAPPLICATION EXAMPLE
Das nachfolgende Anwendungsbeispiel möge die vorteilhafte Wirkung der .reaktivverflüssigten Novolake gegenüber flüssigen Resolen verdeutlichen:The following example of use may illustrate the advantageous effect of .reactively liquefied novolaks over liquid resols:
Bei der Herstellung von Schleifscheiben ist es üblich, flüssige Resole als Benetzungsmittel einzusetzen. Sie haben die Funktion, das Schleif¬ korn (Korund) so weit zu befeuchten, daß es eine innige Bindung zum Binde¬ mittel eingehen kann. Das Bindemittel ist üblicherweise ein Pulverharz (Novo¬ lak mit Hexamethylentetramin). Hierbei mußte man bislang die eingangs ge¬ schilderten Nachteile der flüssigen Resole in Kauf nehmen, von denen beson¬ ders erschwerend zum Tragen kam, daß vor dem Aushärtungsprozeß das Wasser aus dem Benetzungsmittel ausgetrieben werden mußte. Die reaktivverflüssigten Novolake hingegen, die lagerstabil und wasserfrei sind, können das Korn ebenfalls sehr gut benetzen, und es kann nach dem Verpressen der Masse sofort mit dem Aushärtungsprozeß begonnen werden. Vorteilhaft ist es auch, daß es keine Grenzen mehr zwischen Resol und Novolak gibt, da als Benetzungsmittel der gleiche Novolak eingesetzt werden kann, der auch als Bindemittel benutzt wird. Die mit reaktivverflüssigtem Novolak hergestellten Schleifscheiben hatten einen um 50% höheren Leistungsfaktor als die mit den Resolen herge¬ stellten.When manufacturing grinding wheels, it is common to use liquid resols as wetting agents. They have the function of moistening the abrasive grain (corundum) to such an extent that it can form an intimate bond with the binder. The binder is usually a powder resin (novolak with hexamethylenetetramine). Up to now, one had to accept the disadvantages of the liquid resols described at the outset, which made it particularly difficult that the water had to be expelled from the wetting agent before the curing process. The reactive liquefied novolaks, on the other hand, which are stable in storage and water-free, can also wet the grain very well, and the curing process can be started immediately after pressing the mass. It is also advantageous that there are no longer any boundaries between resol and novolak, since the same novolak that is also used as a binder can be used as the wetting agent. The grinding wheels made with reactive liquefied novolak had a 50% higher power factor than those made with the resols.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Bindemittels bei der Schleif- scheibenherstellung ist nur ein Beispiel. Grundsätzlich lassen sich die reaktivverflüssigten Novolake als Bindemittel überall dort einsetzen, wo bislang flüssige Resole oder gelöste Novolake zum Einsatz gekommen sind. Tabelle 1: Bindemittel auf Basis Novolak AThe use of the binder according to the invention in the manufacture of grinding wheels is only one example. In principle, the reactive liquefied novolaks can be used as binders wherever liquid resols or dissolved novolaks have been used up to now. Table 1: Novolak A based binder
5.5 GT Reaktivverflüssiger5.5 GT reactive condenser
5.0 GT Novolak A5.0 GT Novolak A
0.5 GT Hexamethylentetramin0.5 pbw of hexamethylenetetramine
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Tabelle 2: Bindemittel auf Basis Novolak BTable 2: Novolak B based binder
5.5 GT Reaktivverflüssiger5.5 GT reactive condenser
5.0 GT Novolak B5.0 GT Novolak B
0.5 GT Hexamethylentetramin0.5 pbw of hexamethylenetetramine
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Tabelle 3: Abhängigkeit der Gelierzeit vom Hexagehalt
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Table 3: Dependence of the gelling time on the hexa content
5.5 GT Reaktivverflüssiger 5.0 GT Novolak A5.5 GT reactive condenser 5.0 GT Novolak A
Reaktivverf!üssigerReactive liquefier
Phenolphenol
Kresol
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Cresol
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Claims

Patentansprüche Claims
1.) Bindemittel auf Phenolharzbasis, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenolharz ein mit einem Formaldehyd-Spender als Härter härtbarer Novolak ist, der durch Zusatz eines Reaktivverflüssigers in Form eines Phenols verflüssigt worden ist.1.) Binder based on phenolic resin, characterized in that the phenolic resin is a novolak curable with a formaldehyde dispenser as hardener, which has been liquefied by adding a reactive plasticizer in the form of a phenol.
2.) Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Novolak zu Reaktivverflüssiger im Bereich von 4:1 bis 1:4 liegt.2.) Binder according to claim 1, characterized in that the ratio of novolak to reactive plasticizer is in the range from 4: 1 to 1: 4.
3.) Bindemittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Novolak und der Reaktivverflüssiger in etwa gleichen Gewichtsanteilen vorl egen.3.) Binder according to claim 2, characterized in that the novolak and the reactive plasticizer are present in approximately equal parts by weight.
4.) Bindemittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Novolak gegenüber dem Reaktivverflüssiger im Überschuß vorliegt.4.) Binder according to claim 2, characterized in that the novolak is in excess of the reactive liquefier.
5.) Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß als Reaktivverflüssiger Phenol eingesetzt ist.5.) Binder according to one of claims 1 to 4, characterized gekenn¬ characterized in that phenol is used as reactive plasticizer.
6.) Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß als Reaktivverflüssiger ein alkylsubstituiertes Phenol mit Seitenketten bis zu 10 C-Atomen eingesetzt ist. 6.) Binder according to one of claims 1 to 5, characterized gekenn¬ characterized in that an alkyl-substituted phenol with side chains of up to 10 carbon atoms is used as a reactive plasticizer.
PCT/DE1992/000651 1991-08-06 1992-08-06 Phenolic-resin binder WO1993003086A1 (en)

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