Способ получения модифицированной фенолформальдегидной смолы

Способ получения модифицированной фенолформальдегидной смолы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ конденсацией фенола с формальдегидом и модифицирующим агентом в (целочной среде при нагревании, отличающий с я тем, что, с целью повышения времени желатинизации, стабильности при хранении и клеящих свойств, в качестве модифихщрующегр агента используют ВОДШ1Й экстракт др евесной коры, предстсшляющий собой смесь таннидов и нетаннидов в весовом соотношении 44-61:39-56 в количестве 15-40% от веса фенола при весовом соотношении смеси фенола с экстрактсмл древесной коры и формальдегида 100;70-80 соответственно.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

mO С 08 6 8 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСНОМЪ CNETEllhCTBV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ (21) 3374493/23-05 (22) 04.01.82 (46) 23.10.83. Бюл, В 39 (72) Ю-Ю.К.Блинас, .A.P.Þðãåëáíèòå, A.Ì.ÁàéHîðàâè÷þñ и Ю.И.Прапестис (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт теплоизоляционных и акустических строительных материалов и изделий (53) 678.632(088 8) (56) 1. Фенолоспирты марки б.

ТУ 6-05-1164-15.

2. Патент США М 4144205, кл. С 08 . 62/14, опублик. 1979.

3. Патент США 9 4169077, кл. 260-172, опублик. 1979 (прототип ...Su„„ 1049502 А (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ конденсацией фенола с формальдегидом и модифицирующим агентом в щелочной среде при нагревании, о т,л и ч а ю— щ и и с я тем, что, с целью повышения времени желатинизации, стабильности при хранении и клеящих свойств, в качестве модифицирующего агента используют водный экстракт древесной коры, представлякщий собой смесь таннидов и нетаннидов в весовом соотношении 44-61 ° 39-56 в количестве 15-40% от веса фенола при весовом соотношении смеси фенола с экстрактом древесной коры и формальдегида 100:70-80 соответственно. е

1049502

Изобретение относится к получению фенольных связующих, предназначенных для производства изоляционных волокнистых строительных материалов, в частности для произнодства иэделий из минеральной или стеклянной ваты. 5

Известен способ получения фенольного связующего, включающий конденсацию фенола и формальдегида при повышенных температурах н присутствии н качестве катализатора гидроокиси щелочного металла. По этому способу синтезируют отечественной промышленностью выпускаемые для производстна минераловатных плит фенолоспирты марки Б (1 ).

Недостатком полученного по этому способу фенольного связующего является короткое время желатинизации и знач тельное снижение водоразбавляемости при его хранении. Кроме того, в настоящее время производство минералонатных плит фенолоспиртами обеспечивается неполностью иэ-за дефицитности исходных материалов, в частности, фенола. Поэтому н нашей стране и за рубежбм проводятся работы по замене части фенола при синтезе фенолформальдегидных смол или замене части самих фенолформальдегидных смол.

Известен способ получения клеевой композиции, включающий смешение ще- 30 лочной фенолформальдегидной смолы с измельченной древесной корой (танни.дысодержащее вещество ), предварительно обработанной водным раствором щелочи (едким натром ) (2 ). 35

Однако клеевая композиция, полученная по этому способу, не обладает стабильной нодоразбавляемостью при ее хранении.

Наиболее близким к изобретению 4п по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения модифициронанной фенолформальдегидной смолы конденсацией фенола с формальдегидом и модифицирующим агентом в щелочной среде при нагревании, в качестве модифицирующего агента используется тонкоизмельченная древесная кора (3 ).

Недостатки полученной модифицированной фенолформальдегидной смолы являются короткое время желатинизации (гелеобразонания ), значительное снижение водоразбанляемости при ее хранении (в течение 3 мес ) и недостаточная прочность изделий, изготовленных с применением этого связующего (иэ-эа низких его клеяцих свойств ).

Целью изобретения является повышение времени желатинизации, стабильности при хранении и клеящих свойств 60 связуюцего.

Цель достигается тем, что согласно способу получения модифицированной фенолформальдегидной смолы конденсацией фенола с формальдегидом и моди- 65 фицирующим агентом н щелочной среде при нагревании, в качестве модифицируюцего агента используют водный экстракт древесной коры, прецставляюций собой смесь таннидов и нетаннидов в весовом соотношении 44-61:39-56 в количестве 15-40% от веса фенола при несоном соотношении смеси фенола с экстрактом древесной коры и формальдегида 100:70-80 соответственно.

Для получения модифицированной фенолформальдегидной смолы применяют фенол синтетический технический

ГОСТ-236-60 формалин технический

ГОСТ 1625-75, натр едкий ГОСТ 4228-66 и экстракт древесной коры.

Экстракцию древесной коры проводят в колбе с обратным холодильником, для чего и колбу загружают предварительно высушенную при 105+2 ОС древесную кору смешанных пород древесины (н том числе хноййых ), затем за3тинают воду в количестве, обеспечивающем весовое соотношение нодь. с корой, равном 10 (модуль 10), нагревают содержимое колбы до кипения и кипятят н течение 8 ч. Полученный экстракт фильтруют, выпаривают воду, высушивают до порошка и подвергают физико-химическому анализу, Состав применяемого экстракта древесной коры, вес.%:

Танниды 44-61

Нетанниды 39-56

В том числе: сахар, В 3-5 простейшие фенолы, % 9-17 органические кислоты, Ъ 17-26 неорганические вещества. Ъ, 6-8

Пример 1. В реактор, оснаценный глеханической мешалкой и паровой рубашкой, при перемешинании загружают 86,95 нес.ч. кристаллического фенола, 70 вес.ч. формальдегида в виде 37Ъ-ного формалина и 154 экстракта древесной коры от веса фенола (13,05 вес.ч.). .Реакционнук смесь нагревают до 43-45 С и вводят

4 вес.ч. гидроокиси натрия н ниде

45%-ного раствора (нсюду в пересчете на 100Ъ-ные вецестна). Затем реакционную с лесь нагревают до 72-74 С и выдерживают при этой температуре в течение 90 1лин. После чего реакционную смесь охлаждают до 25-30 С и выгружают в приемник.

Пример 2. Аналогично примеру 1 кристаллического фенола загружают 78,4 вес.ч., формальдегида

75 вес,ч. и экстракта коры древесины

27,53 от веса фенола (21,6 вес,ч,) .

Пример 3. Аналогично примеру

1 кристаллического фенола загружают

71,4 вес,ч,, фор лальдегида 80 вес.ч.

1049502

Компоненты

100 86,95 Г

81 5

71,4

78;4

Фенол

Формальдегид

Древесная кора

52,2

70,0

75,0

80,0

18,5

Экстракт древесной коры

13,05

21,6

28,6

4,0

Щелочь (((аОН г

4,0

31,2

4,0

"Фенолоспирты марки Б(ТУ-6-05-1164-75). и экстракта коры древесины 40% от веса фенола (28, 6 вес. ч. ), Для оценки водораэбавляемости Во» допроводной нодой 10 мл фенолформальдегидной смолы вводят в цилиндр емкостью 250 мл с последующим периодическим добавлением воды (температура воды 20t20C) и периодическим перемешинанием (встряхиванием } содержимого в цилиндре. Воду в раствор добавляют до первого появления мутности. 0

Мутность раствора определяют визуально н проходящем свете. Водоразбавляемость выражают обьемннгл соотношением фенолформальдегидная смола - вода (как среднее арифглетическое не менее двух определений).

Время желатинйэации фенолформальдегидных сглол при 150 С определяют по ГОСТ 20907-75. Для чего около

1,5 r смолы, нзнешенной с погрешностью не более 0,01 r, наносят на центральную часть плиты размером

160А160х20 мм, горизонтально укрепленной на электроподогревательном приборе и нагретой до 15012бС, и включают секундомер. Затем смолу равномерно распределяют стеклянной палочкой н пределах площади очерчен ного квадрата pasMepoM 50гг50 мм и непрерывно перемешивают. Когда смола начнет густеть, из нее периодически вытягивают нити на высоту не болвв

2 см. При дальнейшегл нагревании смола теряет пластичность и нити обрываются. В этот момент секундомер останавлинают. Время в секундах, прошедшее с,момента нанесения смолы на плиту до момента обрыва Митей, принимают эа время желатиниэации. 3а результат испытания принимают среднее арифметическое результатов трех параллельных определений, расхождения. между котогрыми не должны пренышать 5 с.

Для оценки клеющих свойстн фенОлформальдегидной смолы изготовляют лабораторные образцы и определяют их предельную прочность при изгибе.

Для .чего 97 вес.ч. кварцевого песка (ГОСТ 61-39-70 ) и 3 вес.ч. Фенолформальдегидной смолы (н пересчете на сухие вещестна ) перемешивают, полученную массу загружают н раэборные форгы, проводят их термоотверждение, после чего образцы вынимают из формы и испытгявают на прочность при изгибе.

Состав фенолформальдегидных смол и их свойства приведены соответственно, в табл.1 и 2.

Таблица 1

1049502

Таблица 2 редлагаемый.по примеру

Бодораэбавляемость

Бесконечная исходная после 3 месяцев хранения

1:10

l: (1-2) 1:10

110

1:3

Прочность лабораторных образцов, изготовленных на испытуемом связующем,кгс/см2 53

79

Время желатинизации при 150 С, с

106

147

"ФС-Б фенолоспирты марки Б (ТУ 6-05-1164-75) Составитель И.Гинзбург

Редактор Н.Джуган Техред С.Мигунова Корректор А,Тяско

Заказ 8355/26 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4

Из приведенных данных в табл. 2 видно, что модифицированная фенолформальдегидная смола, изготовленная по предлагаемому способу, обладает более длительным временем желатиниза ции, значительно повышенной водораэбавляемостью при длительном хранении 35 и повышенными клеящими свойствами по сравнению с фенолформальдегидными смолами, изготовленными по известным способам.

Более длительное время желатиниэа-4р ции способствует снижению той части потерь фенольного связующего в камере волокноосаждения, которая имеет место из-за преждевременного его отверждения (за счет короткого времени же- 45 латинизацииг до подпрессовки и терггообработки в камере поликонденсации минераловатного ковра. Повышенная водораэбавляемость при хранении фенольного связующего обеспечивает более длительный срок его пригодности:(гарантийный срок хранения,), чтс в конечном счете обеспечивает снижение технологических потерь связующего, имеющее место из-за недостаточной водоразбавляемости (менее чем 1:3).

Повышенные клеящие свойства позволяют получить более прочные ггинерапоили стекловатые иэделия.

Следовательно, синтез модифицированной фенолформальдегидной смолы по предлагаемому способу позволяет заменить 15-40 вес.Ъ дефицитного в настоящее время кристаллического фенола экстрактом древесной коры, в. применение этого связующего в прсиэводстве изделий иэ минеральной или стеклянной ваты позволит снизить технологические потери связующего и повысить прочностные свойства иэделий.