Способ получения модифицированной фенол-формальдегидной смолы

Способ получения модифицированной фенол-формальдегидной смолы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ц664971

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕЧИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реснублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.07.75 (21) 2162446/23-05 (51) M. Кл.2

С 08G 8/28 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет

СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень № 20 (53) УДК 678.632 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.05.79 (72) Автор изобретения

В. Ф. Мищенко (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ

ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ

Изобретение относится к технике получения быстр оотверждающихся фенолформальдегидных смол и может быть использовано в производстве пресс-композиций, пропиточных материалов, пенопластов, клеев, покрытий.

Известен способ получения фенолформальдегидных смол, модифицированных полиизоцианатами (1).

По известному способу модификации подвергают непосредственно высокополимеры, представляющие собой продукты конденсации фенола или его производных с форм альдегидом.

Однако такой способ модификации ограничивает область применения модифицированных смол, так как вследствие чувствительности полиизоцианатов к воде и влаге воздуха модификатор необходимо добав- 20 лять к полимеру непосредственно перед его употреблением. Кроме того, требуется применение «сухих» полимеров и растворителей. Если указанные требования не будут соблюдены, то полиизоцианаты после взаи- 25 модействия с водой превратятся в неактивные, немодифицирующие полиамины по схеме

R — (N=C=O)„+nH,O- R — (NH,)„+пСО,. 30

Это обстоятельство делает модифицированные полимеры непригодными, например, в производстве пресс-композиций, пропиточных материалов и т. д.

Целью изобретения является получение быстроотверждающейся модифицированной фенолформальдегидной смолы, которая была бы нечувствительна к воде и влаге воздуха.

Цель достигается путем совместной конденсации фенола, альдегида и полиизоцианата при нагревании. Причем сначала проводят взаимодействие полиизоцианата, например гексаметилендиизоцианата, толуилендиизоцианата (с соотношением изомеров 2,4: 2,6=80: 20) и других с фенолом при соотношении 1: 2 — 10 соответственно, затем конденсируют полученный продукт с формальдегидом, взятым в количестве 1,1—

2,5 моль на 1 моль фенола при 98 — 160 С.

Формальдегид может быть использован как в виде 40%-ного водного раствора (формалина), так и в виде твердого низкомолекулярното полимера параформа.

Благодаря тому, что полиизоциайат находится в полимере в химически связанном состоянии, нет опасности дезактивации его в процессе переработки, при хранении I: транспортировке. Это делает полимер технологичным и универсальным.

664971

Пример 1. Смесь 16,8 г (0,1 моль) гексаметилендиизоцианата, 56,4 г (0,6 моль) фенола и 2,5 мл триметиламина нагревают при 60 С 2 ч, затем при перемешивании добавляют 21,6 г (0,72 моль) формальдегида в виде водного раствора (формалина).

Добавлением едкой щелочи, например KOH (можно NaOH и другие), доводят до рН

8,5 — 9. Температуру смеси повышают до

98 — 100 С и нагревание продолжают в течение 6 ч. Добавлением 0,1 н. раствора НС1 доводят рН до 6 — 7. После четкого расслоения реакционной смеси на 2 слоя верхний водный слой сливают, нижний смоляной обрабатывают острым паром в течение 1,5ч и сушат при 55 — 60 С в вакуум-сушильном шкафу.

Пример 2. Поступают по примеру 1, только берут формальдегид в виде параформа. Температуру реакционной смеси повышают до 160 С и выдерживают в течение

3 ч. После того, как раствор станет прозрачным, нагревание прекращают.

Свойства модифицированной фенолформальдегидной смолы:

Плотность, г/см 1,18 — 1,20

Температура каплепадения, ОС

Вязкость 50 /О -ного раствора в ацентоне при 20 С, сПз 12 — 20 З0

Время желатинизации на притке при 150 С, с 32 — 40

Содержание фенола, 3

Степень отверждения по

Сокслету, /О

Гарантийный срок хранения при 20 С, мес. 9

88 — 110

94 96 35

Свойства модифицированной смолы в значительной мере зависят от соотношения 40 реагирующих веществ, Если на 1 моль полиизоцианата берут минимальное количество фенола — 2 моль, то при любом количестве формальдегида получают низкомолекулярные аддукты, ко- 45 торые в отвержденном состоянии образуют хрупкие полимеры, не имеющие практического применения. Если берут максимальное количество фенола — 10 моль, то при любом количестве формальдегида содержа- 50 ние уретановых грулп относительно массы фенольных ядер будет настолько мало, что интенсифицирующий эффект будет мал.

Скорость отверждения смолы определяется содержанием метилольных групп 55 и:принимает значения 180 — 210 с при количестве формальдегида 1,5 — 2,4 моль на

1 моль фенола и 230 — 300 с при количестве формальдегида 1,1 — 1,4 моль на 1 моль фенола. 60

Скорость отверждения модифицированной смолы, полученной при соотношении интредиентов (в молях) гексаметилендиизоцианата, фенола и формальдегида 1; 2:

: 2,5 — 3,2 составляет 20 — 25 с при 150 С, а 65

6,5

6,5

4 при соотношении 1: 10: 13 — 18 — 70 — 80 с при 150 С.

Модифицированные фенолформальдегидные смолы были использованы для приготовления пресс-композиции и непроницаемого графита.

Пр им е р 3. На основе модифицированной фенолформальдегидной смолы готовят пресс-композицию. Иопользуют ингредиенты и технологию приготовления пресс-порошка Э-2-330-02, Физико-механические показатели пресскомпозиции на основе модифицированной фенолформальдегидной смолы.

Плотность, г/см 1,4

Разрушающее напряжение, кгс/см" при сжатии 1400 †18 при статическом изгибе 800

Удельная ударная вязкость, — кгс см/см

Твердость по Бринелю, кгс/мм 25 — 30

Теплостойкость по Мартенсу, Ос 120

Водопоглощение за 24 ч, О/О 0,01 — 003

Бензостойкость за 24 ч, Р/О 0,03

Удельное электрическое сопротивление: поверхностное, Ом :,5 10" объемное, Ом см 5 ° 10"

Диэлектрическая проницаемость: при 50 Гц 8,0 — 9,0 при 10 Гц 4,0 — 5,0

Тангенс угла диэлектрических потерь: при 50 Гц 0,08 при 10 Гц 0,03

Электрическая прочность, кВ/мм 15

Образцы готовят методом компрессионного прессования.

Режим прессования:

Давление прессования, кгс/см 220

Предварительный подогрев:

Температура, С 100

Продолжительность, мин 5

Температура прессования, С 195+5

Выдержка при прессовании, мин/мм толщины изделия 0,1

Пример 4. Непроницаемый графит. Графитовые пластины 150)(150)(10 мм пропитывают модифицированной фенолформальдегидной смолой и отверждают при 160 С в течение 50 мин.

Физико-механические показатели непроницаемого графита:

Плотность, г/см 1,8

Разрушающее напряжение, кгс/см . при растяжении 240 †2 при сжатии 1100 †12 при изгибе 260 †3

Удельная ударная вязкость, кгс см/см

Удельная теплоемкость, ккал/гс С . 0,25 — 0,30

664971

80 — 100

3 10 — — 4 10 —

0,1 — 0,2

Составитель В. Мищенко

Техред Н. Строганова

Редактор Т. Никольская

Корректор А. Галахова

Заказ 1128/16 Изд. № 322 Тираж 591 Подписное

1.1ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Коэффициент теплопроводности, ккал/м ч С

Термический коэффициент линейного расширения, 1/ С

Водопоглощение, r/äì

Воздухопроницаемость, кгс/смз Непроницаема до 5

Температура эксплуатации, С от — 25 до +150

Формула изобретения

Способ получения модифицированной фенол формальдегидной смолы, включающий конденсацию фенола, альдегида и азотсодержащего модификатора при нагревании, отличающийся тем, что, с целью получения быстроотверждающейся смолы, в ка5 честве азотсодержащего модификатора берут полиизоцианаты, причем сначала проводят взаимодействие полиизоцианата сфенолом при соотношении 1: 2 — 10 соответственно, а затем конденсируют полученный

10 продукт с формальдегидом, взятым в количестве 1,1 — 2,5 моль на 1 моль фенола при

98 — 160 С.

Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 2349756, 260 †, 1944.