Funktionelle Polysiloxane und Silane als Additive für Formaldehyd-Harze

Abstract

In dieser Arbeit wurden Verbindungen von Formaldehydharzen mit Silanen oder Polysiloxanen hergestellt, um Harze mit verbesserten Eigenschaften zu bekommen. Für diese Arbeit wurden zwei spezielle Fälle gewählt:<br />Der Erste war der Gebrauch von Polysiloxanen, um die hydrophoben Eigenschaften von dekorativen Schichtstoffenpressplatten zu vergrößern, welches sich aus Formaldehydharz-getränkten Papierschichten zusammensetzte. Um Qualitätsschichtstoffe zu bekommen, sollte das Siloxan kovalent mit dem Formaldehydharz verbunden werden. Deshalb wurden Siloxane mit reaktiven Hydroxyphenyl-Gruppen an End- und/oder Seitenpositionen synthetisiert.<br />Die Analyse der erhaltenen Schichtstoffe erfolgte durch Randwinkelmessungen auf der Oberfläche dieser modifizierten Schichtstoffe. Die Ergebnisse zeigten, dass kein Unterschied zwischen 2- oder 4-Hydroxyphenyl-Gruppen als reaktive Verbindung besteht. Die Verwendung von Polymethylphenylsiloxanen statt Polydimethylsiloxanes, die die Kompatibilität zwischen den Polysiloxanen und den Harzen verbessern sollten, hemmte allerdings das kovalente Verbinden. Es wurde gezeigt, dass längerkettige Polysiloxane besseren Ergebnissen lieferten und dass die reaktiven Hydroxyphenyl-Gruppen seitenständig angebracht sein müssen, damit die Polysiloxane kovalent mit dem Formaldehydharz verknüpft werden können.<br />Der zweite Bereich der Arbeit betraf Glas- oder Steinwolldämmmaterialien, wobei Phenolharze verwendet wurden, um die Glas- oder Steinwolle in bestimmten Formen (z.B: Matten) zu erhalten.<br />Für einen besseren Kontakt zwischen dem Phenolharz und den Isoliermaterialien wurden schon verschiedene Silane, besonders 3-Aminopropyl-triethoxysilan, verwendet. Nachteil dieser Verbindung ist ihre Schwäche bei Anwesenheit von Wasser. Es sollte daher ein neuer Haftvermittler hergestellt werden, der auch unter feuchten Bedingungen seine Haftvermittlungseigenschaften nicht verliert. Deshalb wurde 2-[3-Triethoxysilyl)propyl]-phenol synthetisiert und analysiert. Die Untersuchungen zeigten, dass diese Verbindung mit ihrer Phenolgruppe während des Härteprozesses im Phenolharz kovalent verknüpft wurde und dass der Gebrauch dieser Verbindung die Stabilität bei feuchten Bedingungen mehr als verdoppelte.

Aim of this work concerned the combination of formaldehyde resins with silans or polysiloxanes:<br />The first one is the usage of polysiloxanes to enlarge the hydrophobic properties of decorative laminates, which are based on formaldehyde-resin impregnated papers. To get high-quality laminates the siloxanes should be linked in a covalent way to the formaldehyde resin.<br />Therefore siloxanes with reactive hydroxyphenyl-groups in end- and/or side-positions have been synthesized.<br />The analysis of the achieved laminates has been executed by measuring the contact angle of water drops on the surface of these modified laminates. The results have proven, that there is no difference in the usage of 2- or 4-hydroxyphenyl-groups as reactive compound. The use of methylphenylsiloxanes instead of dimethylsiloxanes, which should improve the compatibility between the polysiloxanes and the resins, inhibited the covalent linking. It has been shown, that larger polysiloxanes give better results and that the reactive hydroxyphenyl-groups have to be side-groups of the polysiloxanes to be covalently linked to the formaldehyde resin.<br />The second area of application concerns glass or stone wool thermal insulating materials. Therefore phenolic resins are used to form glass or stone wool to insulating mats. For a better contact between the phenolic resin and the insulating materials, different silanes are already in use, especially 3-aminopropyl-triethoxysilane. The disadvantage of this coupling compound is its weakness in the present of water. So a new coupling compound should be synthesized, which also withstands moisture. Therefore, 2-[3-triethoxysilyl)propyl]-phenol was synthesized and analysed. The tests proved, that this compound with its phenol-group was integrated in the phenolic resin during the hardening process. It has also been shown that the usage of this coupling compound doubles the wet stability.