Способ получения водорастворимого синтетического связующего

Патент 1016311

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОГО СИНТЕТИЧЕСКОГО СВЯЗУЮЩЕГО конденсацией азотсодержащего соединения , формальдегида и поливинилового спирта в водно-спиртовом растворе при нагревании, отличающийс я тем, что, с целью улучшения прочностных свойств связующего и обеспечения его стабильности во влажных условиях, в качестве азотсодержажего соединения в реакцию вводят дициандиамид и дополнительно вводят . органическук) кислоту, выбранную из группы: каприновая, стеариновая, олеийовая, в количестве 0,7-1,,5% от массы реакционной смеси при мольном g соотношении формальдегида, поливи- s нилового спирта и дициандиамида со (Л ответственно 1:0,76:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3370074/23 05 (22) 28,12 ° 81 (46) 07.05.83. Бюл. 9 17 (72) Г.Б. Ластаускене, Э.Л. Грибаускене и К.И. Ярушявичюс (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт теплоизоляционных и акустических строительных материалов и изделий (53) 678.652(088.8) (56) 1. Патент Франции 9 2291994 кл. С 08 G 12/12 1976»

2. Патент ФРГ Р 2448474, кл» С 08 G 12/12, 1976»

3. Патент ФРГ Р 2915018, кл С 08 G 12/36, 1979..

4. Патент США Р 3629177, кл. 260-29.4,. 1972 (прототип) .

Взамен ранее изданного

„„SU.„1016311 А

3(59 С 08 G 12 12 С 08 G 12/40 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ. ВОДОРАСТВОРИМОГО СИНТЕТИЧЕСКОГО СВЯЗУЮЩЕГО конденсацией азотсодержащего соединения, формальдегида и поливинилового спирта в водно-спиртовом растворе при нагревании, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения прочностных свойств связующего и обеспечения его стабильности во влажных условиях, в качестве азотсодержажего соединения в реакцию вводят дициандиамид и дополнительно вводят органическую кислоту, выбранную из группы: каприновая, стеариновая, олеийовая, в количестве 0,7-1,5% от массы реакционной смеси при мольном соотношении формальдегида, поливи- I нилового спирта и дициандиамида соответственно 1:0,76:(0,18-0,5).

1016311

Изобретение относится к синтетическим связующим для производства минераловатных (стекловатных) изделий.

Известны связующие для минераловатных изделий - водорастворимые мочевино-формальдегидные смолы, получаемые путем конденсации формальдегида с аминные группы содержащим соединением вЂ” мочевиной. Минераловатные изделия, получаемые с использованием таких связующих, не содержат в своем составе фенольных соединений.

Известен способ получения. мочевино-формальдегидной смолы путем конденсации реакционной смеси, содержащей формальдегид и мочевину при мольном соотношении 1,8:1 при

70 90оС

Полученная смола не термостойкая, а отвержденные пленки не стойкие к действию воды.

Известен способ получения мочевино-формальдегидных смол с увеличенной водо- и термостойкостью путем конденсации формальдегида с мочевиной при мольном соотношении компонентов 1,5-2,5:1. 1-ую стадию конденсации проводят при 70-95 С в течение 10-30 мин в присутствии

0,2-1,0 ммоль аминосульфокислоты.

На 2-ой стадии конденсации добавляют еще 0 8-10 ммоль аминосульфокислоты и 0,02-0,1 ммоль третичногб амина и при той же температуре конденсируют в течение 10-25 мин.

В 3-ей стадии добавляют еще 0 10,3 моль мочевины и конденсацию при той же температуре продолжают еще в течение 15-45 мин. Введение аминосульфокислоты позволяет повысить температуру термообработки от. 130 до 155 С без разложения связующего.

Кроме того, повышается водостойкость отвержденных пленок 12 1.

Недостатком этого связующего является низкая покрывающая способность и недостаточная водостойкость отвержденных пленок.

Известен также способ получения .цочевино-формальдегидных смол путем конденсации формальдегида с мочевиной (мольное соотношение компонентов ,1, 5-2, 5:1) в присутствии бензогуанамина в количестве 1-4В от суьмарного содержания формальдегида и мочевины. Добавка бензогуанамина улучшает влаго- и кислотоатойкость отвержденных пленок и позволяет сократить время термообработки (3) .

° Однако такое связующее в производстве минераловатных плит нельзя использовать из-за заниженного времену желатинизации (10-20 с при

150 С). Специфика изготовления.минераловатных плит требует употребле5

40 ния связующего с временем желатиниэации не менее 60 с при 150 С, чтобы до поступления в камеру поликонденсации оно не теряло вяжущих свойств.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ получения водорастворимого синтетического связующего конденсацией азотсодержащего соединения, формальдегида и поливинилового спирта в водно-спиртовом растворе при нагревании.

Для уменьшения поверхностного натяжения и увеличения смачивающей способности во время синтеза смолы вводят натриевую соль диалкилсульфоянтарной кислоты, а для увеличения водостойкости отвержденных пленок добавляют кремнийорганические соединения. Перед применением связУющего в качестве катализатора отверждения добавляют .нитрат аммония, который способствует достаточно быстрому твердею смолы, обеспечивает не менее чем трехчасовую жизнеспособность смолы и не уменьшает водостойкости отвержденных пленок (4 1.

Полученное связующее применяют в качестве отделочного и пропитывающего материала для деревянных, бумажных, картонных и др . изделий. Отвер- жденные пленки эластичны, устойчивы к механическим поврежденйям, водостойки, но не стойки к действию влаги.

Прочность на изгиб образцов, изготовленных иэ кварцевого песка и связующего, выдержанных 3 сут в атмосфере повышенной влажности сос2

1 тавляет 4-5 кгс/см . Уакое связующее не может быть применено для изготовления минераловатных иэделий, так как они быстро разрушаются во влажных условиях эксплуатации. При термической обработке этого связующего выделяется большое количество (4550%) летучих веществ, обладающих неприятным запахом. Применение связующего, выделяющего такое количество летучих веществ, нецелесообразно, так как ухудшает условия труда, загрязняет окружающую среду и приводит к увеличению расхода связующего.

Цель изобретения вЂ” улучшение прочностных свойств связующего и обесйечение его стабильности во влажных условиях.

Эта цель достигается тем, что согласно способу получения водорастворимого синтетического связующего конденсацией аэотсодержащего соединения, формальдегида и поливинилового спирта в водно-спиртовом растворе при нагревании в качестве азотсодержащего соединения в реакцию вводят дициандиамид и .дополнительно вводят органическую кислоту, выбранную иэ группы: каприновая, стеариновая, олеиновая, в количестве 0,7-1,5% от

1016311 пература 20+2 C) Содержание связующего в образцах ЗВ. Термообработка связующего проведена при 200 С в течение 30 мин.

Прочностные показатели отвержденного связующего; изготовленного предлагаемым способом, лучше показателей связующего, изготовленного известным способом, особенно образцов, выдержанных во влажных условиях, Прочность

10 образцов, изготовленных на связующем, синтезированном предлагаемым способ, после выдержки во-влажных условиях в 2-5 раэ больше, чем прочность образцов, изготовленных на из)5 вестном связующем.

Содержание компонентов по примерам

Компонент

Формалин 3?%-ный, r (моль) 49,2 (О, 61) 20, 4 (0,463) 20,4 (0,463) 20,4 (0,463) 20,4 (О;463) Поливиниловый спирт, г(моль) 25,0 (0,298) 9,5 (0 113) l8,9 (0,225) Дициандиамид, r (моль) 18,9 (О, 225) 1,8

1,8

15,8

16,2

1,5

60 массы реакционной смеси при мольном соотношении формальдегида, поливинилового спирта и дициандиамида соответственно 1:0,76:(0,18-0,5).

II p и м е р ы 1-4.В круглодонную колбу, снабженную механической мешалкой, холодильником и термометром, загружают в соответствии с рецептурой, приведенной в табл. 1, воду, формальдегид в виде 37%-ного водного раствора (формалина), низший одноатомный спирт, аммиачную воду

25%-ной концентрации и поливиниловый спирт ° Реакционную смесь при постоянном перемешивании нагревают до 8590 С и выдерживают в течение 10 мин.

Затем добавляют дициандиамид, перемешивают при той же температуре в течение 30 мин, после -чего добавляют органическую кислоту и перемешивают еще в течение 10-20 мин. По окончании конденсации реакционную смесь охлаждают до 20 С.

В табл. 2 приведены показатели, характеризующие связующее, полученное предлагаемым способом.

Для определения прочностных свойств связующего были изготовлены лабораторные образцы на основе связующего и кварцевого песка фракции ф

0,5-0,8 мм и определена их прочность на изгиб начальная и после выдерживания в течение 3 сут во влажных условиях (влажность 98+2%, тем-

Аммиак водный 25%-ный,r

Метиловый спирт, r

Бутиловый спирт, г

Вода, мл

Каприновая кислота, г

Стеариновая кислота, r

Олеиновая кислота, r

Время конденсации, мин

При термической обработке полученного связующего летучих веществ выделяется в два раза меньше, чем при обработке связующего, полученного известным способом. Количество летучих веществ, выделяющихся при ,термообработке не превышает 25%.

При предлагаемом способе получения связующего неприятный запах отсутствуе. как при изготовлении, так и при эксплуатации изделий. Это позволит применять изделия для утепления и отделки жилых, общественных и производственных зданий.

Кроме того, срок пригодности смолы, изготовленной предлагаемым способом, увеличивается в 1,5 раза.

Т а б л и ц а 1

49,2(0,61) 49,2(0,61) 49,2(0 61) 1016311

Т а блица 2

Известное связующее

Показатель

67,3

92,4

98,0

72,3

68,0

4,4

22,3

23,6

12,1

10,9

Количество летучих веществ, Ъ

47,9

21,0

25 0

22,4

20 4

Составитель И. Гинзбург

Редактор Г. Волкова Техред Л.Коцюбняк Корректор И, Шарошн

Векаэ 706 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35,. Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пригодность связующего к использованию, мес

Прочность образцов, изготовленных на основе связующего, кгс/см начальная после выдерживаиия 3 сут во влажной среде

Связующее, изготовленное по предлагаемому способу, по примерам