Способ получения углеводородфенол-формальдегидных смол

Способ получения углеводородфенол-формальдегидных смол

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистически в

Веслублик

462475

{61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлеио30.1173 (21) 1972386/23-05 с присоединением заявки ¹â€”

-51)M. Кл.

С 08 G 5/18

С 08 G 7/00 (23) Приоритет—

Госуяарственный комнтет (.(;ÑР по везем ныбретенпй н отарыгнй

Опубликовано 2303.81. БюллетеиЬ № 11 (53) УДК S78. 899. .32(088.8) Дата опубликования описания 230381 (72) Авторы изобретения

P. 3. Павликов, Н.В. Шорыги на, В. А. Струпи нский, A. A. Кругликов, Ю. Г.Фарбштейн и И.Л. Клипиницер (7! ) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ

СМОЛ

ИэобрЕтение относится к способам получения смол на основе ароматических углеводородов, фенола и формальдегида. Углеводородфенолформальдегидные смолы и материалы на их основе являются одними из новых типов термостойких реактопластов. Наличие в структуре этих смол фрагментов ароматических углеводородов различной, полицикличности обеспечивает образование в процессе пиролиза значительного коксового остатка, что имеет большое практическое значение при эксплуатации материалов в условиях длительного теплового воздействия. 15

Известен однофазный способ получения углеводородфенолформальдегидных смол на основе искусственных бинарных эвтектических смесей и эвтектических технических смесей ароматичес- 20 ких углеводородов. В качестве таких смесей используют нафталинфенантрен, пиренфлуорантен пиренкоронен, нафталеантрацен и сырой антрацен. По этому способу .синтез смолы осуществля-, ют периодически путем совместной конденсации эвтектических смесей ароматических углеводородов, фенола и формелвдегида в присутствии катализатора кислотного типа — соляной кис- 30 лоты, содержание которой в реакционной массе 1Ъ от веса компонентов.

Однако для такого способа получения углеводородфенолформальдегидных смол характерны низкая производительность основного технологического оборудования нз-за периодичности производства, невысокая скорость отверждения, вероятность бурного вскнпания смеси из-за одновременного введения катализатора в реакционную массу, что осложняет управление процессом, низкий выход целевого продукта, обусловленный, недостаточной конверсией исходных компонентов смеси.

Цель изобретения — получение быстроотверждающихся смол, повышение выхода целевсй о продукта, увеличение конверсии исходных компонентов реак,ционной смеси и интенсификация технологического процесса синтеза смолы.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу полнконденсацию антраценовой фракции с фенолом и формальдегидом проводят прн нх весовом соотнсеяении 1:3-4:1-1,2 в системе последовательно соединенных не менее двух пространственно разобщенных.реакционных эон, представляющих собой реакторы смешения. Процесс осуществ462475 лянь при ступенчатом ввоДе катализатора в каждую реакционную зону, причем в первую зону вводят 10-15% катализатора от всего рассчитанного количества, а во все остальные — 85-90% катализатора в равных количествах.

Общее содержание катализатора в реакционной смеси составляет 0,5-1,2 вес.%

Перед сушкой от смолы отделяют надсмольную воду.

Антраценовая фракция каменноуголь- t0 ной смолы является звтектической смесью ароматических углеводородов и отличается сравнительно низкой температурой кристаллизации — 4060 С. В ее состав входят антрацен, о фенантрен,. карбазол, нафталин, аценафтен, флуорен, дифиниленоксид и сопровождающие их углеводороды.

Установлено, что антраценовая фракция каменноугольной смолы хораао растворима в смеси фенола с формали- 20 ном и имеет высокую реакционную способность при конденсации с формальдегидом в присутствии незначительных количеств кислот. Использование антраценовой фракции, хорошо раст- 25 воримой в реакционной смеси, позволяет существенно повысить скорость реакции ароматических углеводородов с фенолом и формальдегидом.

Выбранные соотношения между компо- З нентами определяют свойства готовой

30 смолы. Соотношение между антраценовой фракцией и фенолом 1:3-4 оптимально для получения быстроотверждающихся смол. Соотношение между антраценовыми фракциями, фенолом и формальдегидом

1: 3-4:1-1,2 обеспечивает получение смол с вязкостью, оптимальной для дальнейшей переработки смол. В качестве катализатора может быть использована серная кислота и другие кислоты. 40

Однако предпочтительно использование соляной кислоты — дешевого и наиболее энергичного катализатора.

При раздельном дозировании катализатора предотвращается желатиниза- 45 ция реакционной массы в аппарате, наблюдающаяся при дозировании всего колмчества катализатора в первую реакционную зону. Такая желатинизация неизбежно наступает из-за бурной реакции фенола и реакционноспособных углеводородов с формальдегидом в присутствии больших количеств катализатора. В качестве реакционного аппарата целесообразно использовать многосекционную колонну или отдельные последовательно соединенные реакторы..

После проведения стадий поликонденсации сырую смолу отделяют от надсмольной воды. Эта операция извест- еО на и при производстве фенольноформальдегидных смол, и при получении у гл е водородф е нолформальде гид ных смол. Эффект состоит в том, что смола, полученная по предлагаемому способу, содержит 8-10% влаги, тогда как смола, полученная периодическим способом на основе сырого антрацена, содержит обычно 18-20% влаги.

Сушку смолы проводят любым известным способом в трубчатом реакторе или реакторе смешения. Вследствие более низкого содержания влаги в смоле, полученной на основе антраценовой фракции по предложенному способу, снижаются энергетические затраты в ходе технологического процесса.

Предлагаемый способ получения углеводородфенолформальдегидных смол имеет следукщие преимущества: смолы характеризуются более.,высокой скоростью отверждения, исходные компоненты реакционной смеси претерпевают в ходе синтеза более полное химическое превращение, благодаря. чему увеличивается выход целевого продукта, повышается производительность основного технологического оборудования, существенно упрощаются транспортировка, приготовление и дозировка исходного сырья, упрощается управление технологическим процессом получения смолы, полученная смола отличается меньшим содержанием влаги, благодаря чему сокращается длитель- ность сушки.

Пример. В расходную емкость загружают 6 кг фенола, 1,5 кг антраценовой фракции, 4,55 кг формалина (37%-ного ).

Компоненты перемешивают и с помощью насоса непрерывно подают со скоростью 0,550 кг/ч на, стадию поликонденсации. Реакцию поликонденсации осуществляют в четырехсекционной колонне при температуре кипения смеси

99 С в присутствии соляной кислоты, которую непрерывно дозируют в каждую секцию колонны в виде 15%-ного раствора с помсщью дозаторов. . Расход соляной кислоты составляетг в первую секцию 0,003 кг/ч, во вторую 0,006 кг/ч, в третью 0,006кг/ч, в четвертую 0,007 кг/ч.

Колонна обогревается жидким теплоносителем. Выделяющиеся при кипении реакционной массы пары летучих веществ конденсируются в холодильнике и конденсат возвращается в первую секцию колонны. Время пребывания реакционной массы в колонне 2,5 ч.

Из четвертой секции колонны реакционная масса поступает в отстойник.

В отстойнике отделяют смолу от надсмольной воды.

Смолу сушат в реакторе, снабженном прямым холодильником, при 160 С и давлении 500 мм рт.ст.

В таблице приведены сравнительные характеристики смол, полученных по предлагаемому и известному (на основе сырого антрацена) способам.

462475

Способ

Показатель длагаемий известный

Температура каплепадення, по Уббеллоде, С

103

102

Вязкость 50%-ного спиртового раствора смолы,, спэ

120

110

Содержание свободного фенола, %

2,5

3,0

Время отверждения при

150 С, с

Коксовое число

Степень отверждения,%

97.97

Выход готовой смолы на сумму антраценовой ,фракции и фенола,%

104

109

МПримечани е:

Составитель О.Цыпкина

Редактор Т.Колодцева ТехредН.Майорош Корректорй.демчик

Заказ 1637/44 Тираж 530 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 выход на сумму сырого антрацена и.фенола

Формула и зобрет ения са синтез,а смолы, реакцию поликонденсации проводят при весовом соотноше1. Способ получения углеводород- нии антраценовой фракции, фенола фенолформальдегидных смол .путем и формальдегида, равном 1: 3-4:1-1,2, совместной ноликонденсации антраце- 40 в системе последовательно соединен новой фракции, каменноугольной смолы, - ных не менее двух реакционных зон фенола и формальдегида s присутствии и ступенчатом вводе катализатора, прикислого катализатора, взятого s ко- чем в первую зону вводят 10-15% личестве 0,5-1,2% от веса реакцион- каталиэатора от всего рассчитанного ной смеси, с последующей сушкой, о T- количества, а во все остальные л и ч а ю щ и .й с я тем,. что, с це- " 85-90% катализатора в равных колилью получения быстроотверждающихся чествах. смол, повышения выхода целевого продукта, увеличения конверсии исходных, 2. Способ но п .1, о т л и ч а юкомпонентов реакционной смеси и ин- шийся тем, что перед сушкой тенсификации технологического процес- от смолы отделяют надсмольную воду.