Способ непрерывного получения пресс-материалов

Способ непрерывного получения пресс-материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ НЕПРЕРЬВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕСС-МАТЕР1{АЛОВ на основе фенолформальдегидных смол новолачного и резольного типов путем поликонденсации смолы из фенола или его гомологов с формальдегидом в виде его водного раствора в присутствии соответствующего катализатора при нагревании, смешения смолы и смеси сыпучих компонентов (наполнителя, отвердите'ля, красителя), гомогени- . зации и пластификации полученной пресс-массы, вакуум-сушки с последующим гранулированием или измельчением полученного пресс-материала.отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, улучшения качества получаемого прессматериала, повышения стабильности его свойста, сокращения потерь сырья и уменьшения вредных выбросов в атмосферу, сначала проводят поликонденсацию фенола и формальдегида при 140-180°С под давлением 16- 25 ати в течение 1-6 мин в присутствии соответствующего катализатора, затем на полученную водноэмульсионную смолу, охлажденную ,до 80- 8.4°С и распределенную тонким слоем, наносят при атмосферном давлении смесь сыпучих компонентов', после чего проводят смешение, гомогенизацию и пластификацию в течение 0,5-1,5 мин, повышая постепенно температуру до 130-160°С и давление до 20-30 ати, вакуум-сушку при мгновенном снижении давления, термообработку при 80-120''С и гранулированные массы с температурой 85+3 С . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения новолачных пресс-материалов, фенол, формальдегид и катализаторкислоту берут в весовом соотношении 100:26-32:0,4-0,6.4:^ 4^ СЛО9

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„445311

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 1677526/23-05 (22) 12.07.71 (46) 30.04.83. Бюл. Р 16 (72) В.A. Зайцев, В.И. Попов, Т.П. Чуянова, E.Д. Сахарова, А.М. Егоров, Т.П. Чижова, Г.Ф. Смоленцев, Н.И. Мурзин, A.A. Дегтярев, В.А. Окунев, М.П. Ничков, Е.С.. Цветков, Г.И. Березин, И.Я. Криворучко, A.T. Еремин и Н.И. Агапеев (71) Кемеровский научно-исследовательский институт химической промышленности (53) 678.632(088..8) (54 ) (57 ) 1. СПОСОБ НЕПРЕРЬ ЗНОГО

ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕСС-МАТЕРИАЛОВ на основе фенолформальдегидных смол новолачного и резольного типов путем поликонденсации смолы из фенола или его гомологов с формальдегидом в виде его водного раствора в присутствии соответствующего катализатора при нагревании, смешения смолы и смеси сыпучих компонентов (наполнителя, отвердителя, красителя ), гомогенизации и пластификации полученной пресс-массы, вакуум-сушки с последующим гранулированием или измельчением полученного пресс-материала, З(5П С 08 1. 61/10; С 08 0 8/10 отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, улучшения качества получаемого пресс материала, повышения стабильности его свойств, сокращения потерь сырья и уменьшения вредных выбросов в атмосферу, сначала проводят поликонденсацию фенола и формальдегида при 140-180 С под давлением 1625 ати в течение 1-6 мин в присутствии соответствующего катализатора, затем на полученную водноэмульсионную смолу, охлажденную до 8084 С и распределенную тонким слоем, наносят при атмосферном давлении смесь сыпучих компонентов, после чего проводят смешение, гомогени- Я зацию и пластификацию в течение

0,5-1,5 мин, повышая постепенно температуру до 130-160 С и давление до 20-30 ати, вакуум-сушку при мгно- С венном снижении давления, термообработку при 80-120 С и гранулиро- 9 ванные массы с температурой 85+3 C

2. Способ по п. 1, о т л и ч а- ф ю шийся тем, что, с целью получения новолачных пресс-материалов, фенол, формальдегид и катализатор- (Д кислоту берут в весовом соотношении

100:26-32:0,4-0,6.

445311

Предлагаемый способ относится к производству термореактивных пресс-материалов на основе фенол.формальдегидных смол.

Известен способ непрерывного по лучения пресс-материалов на основе фенолформальдегидной смолы путем поликонденсации смолы из фенола или его гомологов с формальдегидом в виде его водного раствора в присутствии соответствующего катализатора 1Î при йагревании, смешения смолы и смеси сыпучих компонентов (наполнителя, отвердителя и красителя ), гомогенизации и пластификации полученной пресс-маесы с одновременной вакуумсушкой и последующей грануляцией или измельчением полученного пресс» матерчала.

Цель изобретения — интенсификация процесса, повышение качества получаемого пресс-материала, стабильности его свойств, улучшение условий труда, сокращение потерь сырья и уменьшение вредных выбросов в атмосферу.

Для этого проводят процесс при повышенном давлении температуре в герметично закрытом оборудовании.

Исходные компоненты: фенол (или его гомологи ), формалин (формальдегид ) и соответствующий катализатор (дигидрат щавелевой кислоты, соляная кислота иди другие неорганические кислоты, аммиак и гидроокиси металлов ) непрерывно в виде реакци- 35 онной смеси или раздельным непрерывным дозированием каждого компонента подаются в реактор непрерывного действия, где происходит реакция поликонденсации при 140-180 С и дав- 4() лении 16-25 ати в течение 1-6 мин.

Полученные продукты высокой степени поликонденсации (условный мол.вес 8001000 ) охлаждают до 80-84 С и выводят из реактора (возможно частичное отделение надсмольной воды ).

Полученная водоэмульсионная смола, имеющая при 80 С вязкость в пределах

250-1000 спз (в зависимости от температуры и времени поликонденсации ), непрерывно поступает в герметичное реакционное пространство и распределяется тонким слоем, на который непрерывно, наносят смесь сыпучих компонентов, содержащую органический или минеральный наполнитель, отвердитель (гексаметилентетрамин или другие амины ), краситель (минеральный или органический ), смазывающие или пластифицирующие вещества.

В течение 0,5-1,5 мин проводят не- 60 прерывное смешение, гомогенизацию и пластификацию массы в замкнутом реакционном объеме при постепенном

О повышении температуры до 130-160 С и давления до 20-30 ати. В этих условиях влага и летучие компоненты не испаряются.

Влажную массу, нагретую до 130- . о

160 С, непрерывно подают в зону вакуумной сушки с температурой 140160 С и вакуумом 200-600 мм рт.ст.

3а счет мгновенного спада давления и высоких температур в зоне вакуумной сушки происходит быстрое удаление основной части влаги. Подсушенный материал поступает в зону термообработки, где прОисходит окончательная сушка материала и его термообработка при температуре 80120 С. После этого материал при темО пературе 85+3 С формуют в виде жгутов диаметром 1-4 мм и непрерывновыводят из реакционного пространства, разрезают на гранулы и охлаждают. Готовый материал содержит

35-55% веществ, экстрагируемых ацетоном, и 1,5-2% летучих.

В,случае получения пресс-материа-, лов на основе новолачной смолы фенол, формальдегид и катализатор— кислоту берут в весовом соотношении

100:26-32:0,4-0,6. Смола содержит повышенное, число ортосвязей (52-70%) и 1-6Ъ свободного фенола. В случае

t получения пресс-материалов на основе реэольной смолы исходные вещества берут в обычных для этого типа смол соотношениях.

П р и и е р 1. В реактор непрерывно подают фенол, формалин и раствор дигидрата щавелевой кислоты в формалине в молярном соотношении фенола, формальдегида и дигидрата, равном 1:1:0,0033. Полученную смесь транспортируют непрерывно в замкнутом реакционном пространстве через три температурные эоны, где вначале она нагревается за 1, 5 мин от 20 до .140 С, затем в течение последующих 2 мин температура поднимается до 170 С, за счет тепла экэотермической реакции поликонденсации и полученная в результате смола охлаждается в течение 1-1,5 мин до

80 С. В реакторе поддерживают давление до 20 ати. Охлажденную до 80 С смолу непрерывно выводят из реактора, частично отделяют надсмольную воду и смолу, содержащую 20+5Ъ остаточной влаги с вязкостью 500+50 спз при 80 С, и непрерывно со скоростью

250 г/мин (15 кг/ч )подают в герметичное реакционное пространство.

На распределенную тонким слоем смолу непрерывно наносят смесь сыпучих компонентов со скоростью 240 г/мии (14,4 кг/ч ). Состав смеси сыпучих компонентов следующий, вес.ч.: древесная мука 40

Минеральные добавки (известь, 445311

46,3

60 каолин, слюда) б

Отвердитель (гексаметилентетрамин ) 5,5

Смазывающие 5 вещества (стеарат кальция ) 1,5

Краситель 1,0

В течение 1 мин проводят непре- (О рывное смешение, гомогенизацию и пластификацию массы в замкнутом реакционном объеме и постепенным увеличением давления до 25 ати и температуры до 130-160 С. Далее массу 15 подвергают сушке при температуре о

150 С и вакууме 400 мм рт. ст. в течение 30-40 с и термообработке при 90 С в течение 30-20 с. Затем о материал при 85+3 С формуют в виде жгутов диаметром 1-4 мм и непрерывно выводят из реакционного пространства, режут на гранулы и охлаждают.

Готовый материал содержит 52-55Ъ веществ, экстрагируемых ацетоном, и не более 2 летучих.

По физико-механическим показателям материал может быть отнесен к группе электроизоляционных прессматериалов с повышенной ударной вязкостью (и/м 6 кгс см/см )и пределом прочности при статическом изгибе (и/м 750 кгс/см 2).

Пример 2. Поступают, как в примере 1, используя молярное соотношение фенола, формальдегида и ди- З5 гидрата, равное 1:0,9:0,0043, и следующий состав сыпучих компонентов, вес.ч.:

Древесная мука

Минеральная 40 добавка 5,2

Гексаметилентетрамин 6,0

Краситель 1,5 .Смазку — олеиновую кислотj B Ko личестве 0,8 вес.ч. на 100 вес.ч. фенола вводят вместе с фенолом и формалином.

Сушку проводят при 160ОС и вакууме 300 мм рт.ст. в течение 30-40 с.

Готовый материал содержит 45-48Ъ веществ, экстрагируемых ацетоном, и не более 2Ъ летучих.

Пресс-материал может быть отнесен к группе фенопластов общего назначения и имеет повышенную скорость отверждения (н/б 40 с по стандартному конусному стаканчику с предварительным подогревом током высокой частоты или н/б 70 с без предварительного подогрева ).

Пример 3. В реактор непрерывно подают фенол, формалин и раствор дигидрата щавелевой кислоты в формалине в весовом соотношении фенола, формальдегида.и дигидрата щавелевой кислоты, равном 100:36:0,45.

Смесь транспортируют в замкнутом реакционном пространстве последовательно через три температурные зоны, где вначале она нагревается за 1,5 мин от 20 до 140 С, затем в течение последующих 1,5 мин температура поднимается до 175 С за счет тепла экзотермической реакции поликонденсации и полученная в результате смола охлаждается до 80 С.

В реакторе поддерживают давление

20-25,ати.

Охлажденную до 80 С смолу непрео рывно выводят из реактора и отделяют от надсмольной воды.

Смолу высокой степени поликонденсации, содержащую 7-10% метилольных групп и имеющую вязкость 2000030000 спз и влажность 10-15%, направляют в герметичное реакционное пространство со скоростью 15,015,9 кг/ч и распределяют тонким слоем, на который непрерывно наносят древесную муку со скоростью

15,7 кг/ч (в пересчете на сухой вес), В течение 1 мин проводят непрерывное смешение, гомогенизацию и пластификацию массы в замкнутом реакционном объеме с постепенным увеличением давления до 25 ати и,температуры до 140-160ОC. Затем проводят вакуумную сушку и термообработку при температуре 120-80оС. Во время вакуум-сушки в массу вводят краситель и смазку в виде пасты. Время вакуум-сушки, термообработки и охлаждения до 80 С составляет о

30-40 c ..

Материал формуют в жгуты диаметром 1,5-2,5 мм, охлаждают до 2030 С и измельчают.

Полученный пресс-материал резольного типа может быть отнесен к электроизоляционным пресс-материалам группы 32 и отличается от выпускаемых марок повышенной механической прочностью (удельная ударная вязкость н/м б кгс см/см ; предел прочности при статическом изгибе н/м 750 кгс/см ).

Пример 4. В реактор непрерывно подают фенол, формалин и водный раствор аммиака (20-25% ) в весовом соотношении фенола, формальдегида и безводного аммиака, равном

100:37:0,375.

Смесь транспортируют в замкнутом реакционном пространстве через три температурные зоны, где вначале она нагревается за 2 мин от 20 до 120 С, затем в течение последующих 2 мин температура поднимается до 150 С за счет тепла реакции поликонденсации и полученная в реэульо тате смола охлаждается до 80 С. В реакторе поддерживают давление до

20 ати.

445311

Редактор Е.Зубиетова ТехредМ Надь

Корректор С.Шекмар

Тираж 494 Подпнс ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6760/5

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

Охлажденную до 80 С смолу непрерывно выводят из реактора и отделяют надсмольную воду.

Смолу, содержащую 12- 14% фенола, 10-20% воды и имеющую вязкость

15000-20000 спз (при 20 С ), со ско- ростью 15-18 кг/ч подают в герметичное реакционное пространство и распределяют тонким слоем, на который непрерывно наносят смесь древесной муки со слюдой в. нужном соотношении. г

В течение 1 мин проводят смешение, гомогениэацию и пластификацию массы в замкнутом реакционном объеме с постепенным увеличением давления до 25 ати и температуры до 140160 С. Затем проводят вакуумную суш0 ку и термообработку при температуре

120-80 С. Во время вакуум-сушки в массу вводят краситель и смазку в виде пасты.

Время вакуум-сушки термообработки и охлаждения до 80 С составляет

30-,40 с. Материал формуют в жгуты диаметром 1,5-2,5 we, охлаждают до 20-30 С. и измельчают.

Полученный пресс-материал ре® зольного типа может быть отнесен к влектроиэоляционным пресс-материалам группы Э2 и отличается от выпускаемых марок повыаенной механической прочностью (ударная вязкость 5 н/м 6 кгс.см/см, предел прочности при статическом изгибе н/м 750 кгс/свР)