Способ получения фенолформальдегидного связующего

Способ получения фенолформальдегидного связующего

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советснмх

Соцмалист1 ческмх

Республик

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМХ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1» 859386 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл.

C 08 G 8/28 (22)Заявлено 03.07.78 (21) 2636881/23-05 с присоединением заявки,%

Гооудеротееииый комитет

СССР по делам изобратеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.08.81 Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 01.09.81 (53) УДК 678.632 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. А. Негодова, А. М. Юферов, Т. А. Чернова и (71) Заявитель

Кемеровский научно-исследовательский институт химической промышленности (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНОГО

СВЯЗУЮЩЕ ГО

Изобретение относится к способу получения фенолформальдегидного связующего, предназначенного для пропитки хлопчатобумажных и синтетических материалов, применяемых в производстве фильтрпатронов, Известные органические связующие на основе фенолформальдегидных и мочевиноформальдегидных смол, применяемые для. пропитки волокон, не обеспечивают получение изделий с высокими прочностными свойствами и водостойкостью.

Известно связующее для минерало- и стекловатных изделий, содержащее фенолоспирты в виде 48 — 52,9Я-ного водного раствора, бориую кислоту и уротропин или аммиак 11) .

Уротропин или аммиак в данном случае вводят в состав связующего для эффективного ускорения процесса поликонденсации.

Использование борной кислоты для нейтрализации свободной щелочи позволяет несколько повысить водостойкость фенолоспиртов в отвержденном состоянии. однако в результате нейтрализации получается система нестабильная при хранении, а в случае добавления аммиака система расслаивается через несколько дней после приготовления. Кроме того, повышенное содержание свободных мономеров при переработке создает повышенную загазованность, 5

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения связующего, предназначенного для пропитки минераловатного ковра, содержащего в своем составе фенолмоче1О вино-формальдегидный олигомер, борную кислоту и воду. Процесс поликонденсации проводят в 2 стадии. Исходные компоненты для реакции берут в соотношении фенол: формальдегид: мочевина 50 — 85; 60 — 120: 15 — 50 вес.ч.

Борную кислоту вводят в количестве 1,5—

1,6% от веса реакционной смеси. На первой стадии проводят конденсацию фенола и формальдегида.в присутствии щелочи при 70 — 75 С

sтечение 1,,5 ч. На второй стадии вводят

60%-ный раствор мочевины и продолжают кон20 денсацию при 70 — 75 C до достижения содеро жания сухого состава 50 + 2%. Готовый продукт охлаждают, вводят борную кислоту и перемешивают в течение 10 — 15 мин.

859386

2 — 2,5

Таблица 1

Наименование сырья

100

100

100

Фенол

Формалин в пересчете на формальде гид

65

1-я стадия

I I-я — "20

45

Гидроокись натрия

l-я стадия

1,3

3,5

11-я — 25

50

Мочевина

7,2

Борная кислота

Полученное связующее характеризуется сле. дующими показателями:

Содержание сухого остатка% 50 t 2

Содержание свободного фенола,%

Содержание свободного формальдегида,% 3,5 — 4

Содержание щелочи,% 0,45

Прочность при статическом изгибе, кгс/см в исходном состоянии 25

После кипячения в течение 4 ч 1,8

Связующее обладает хорошей водорастворимостью и низкой щелочностью. (2). 15

Однако указанное связующее содержит большое количество свободных мономеров н изделия на его основе имеют недостаточную прочность и водостойкость. Наличие в связующем большого количества фенола и формальдегида в свободном состоянии, обладающих токсическим действием, затрудняет его использование и требует значительнь|х затрат на дополнительные вентиляционные системы, обеспечивающие безопасную концентрацию паров фенола и формальдегида в производственных помещениях.

Цель изобретения — повышение прочности и водостойкости связующего в отвержденном состоянии.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем поликонденсацию фенола с формальдепщом в присутствии гидроокиси натрия с последующим вводом в реакционную массу мочевины и борной кислоты, поликонденсацию проводят при ступенчатом вводе формальдегида и гидроокиси натрия, причем первую стадию проводят при 96-100 С и весовом соотношении фенол: формальдегид:

: лщроокись натрия 50 — 85: 20 — 55 . 0,5 — 2,6 в течение 5 — 35 мин, на второй стадии вводят

7,5-40 вес.ч. формальдегида и 1.— 3,4 веся. гидроокиси натрия и продолжают конденсацию в течение 1 — 5 ч, затем добавляют

7,2 — 42,5 вес.ч. мочевины, 1,25 — 6,5 вес.ч. борной кислоты и реакционную массу выдерживают при 40 — 65 С в течение 10—

30 мин.

Пример ы 1 — 3. 1-я стадия. В аппарат, снабженный мешалкой и холодильником, загружают в соответствии с рецептурой, приведенной в табл. 1, фенол, первую порцию формальдегида и перемешивают. Затем вводят первую порцию гидроокиси натрия и нагревают при непрерывном иерем ешивании до температуры кипения. Реакцию проводят до получения фенолформальдегидного олигомера с вязкостью

12 — 22 мПа с.

Таблица 2 мерам

Фенолформальдегиднь и олигомер

45,86

49,82

42,8

Метилольные производные мочевины

9,44

8,78

16,1

Тетраборат

1,7

0,6

1,3 .

43,0

40,8

39,8

Качество полученного водорастворимого фе- 15, зуется показателями, приведенными в нолформалъдегнцного связующего характери- табл, 3.

Таблица 3

Прозрачная жидкость темно-коричневого цвета

Внешний вид

Содержание нелетучих веществ,%

51.3

52,6

52,9

Содержание свободного фенола, %

0,72

0,35

0,53

Содержание свободного формапьдегида, %

0,48

0,7

0,16

0,47

0,8

0,28

Щелочность, %

20,2

24,5

37,1.

Вязкость, мПа.. с.

20

Число осаждения, мл

В табл. 4 приведены показатели, характеризующие прочность и водостойкость предлагаемого связующего в отвержденном состоянии по сравнению с известным.

На основе связующего, полученного предлагаемым способом, приготовлены образцы для проведения лабораторных испытаний.

5 859386

Н-я стадия. К фенолформальдегицному олигомеру, полученному на 1-й стадии, добавляют вторую порцию формальдегида и гидроокиси натрия и проводят реакцию при 55—

75 С в течение 1,5 — 6 ч до достижения вязкости фенолформальдегидного олигомера б

8-40 мПа с. Затем в реакционную массу при

40 — 65 С вводят мочевину и борную кислоту, выдерживают при указанной температуре в течение 10 — 30 мин и охлаждают.

В табл. 2 приведен.. состав готового связующего.

859386

Таблица 4

Показатель в исходном состоянии

48,3

22-25 после кипячения в течение 4 ч

10,5

1,8 — 4

Показа

6,5

5,1

Прочность на разрыв, кг/см2

0,122

0,120

9,66

10,5 Сжимаемость, %

Относительное изменение сжимаемости, %

34,9

Прочность при статическом изгибе, кгс/см

Высокая клеящая способность связующего, полученного предлагаемым способом, подтверждается также свойствами минераловатных плит.

Расход связующего, кг/м

Как видно из табл, 5 при снижении рас- хода связующего на 21 — 23% прочностные свойства плит на его основе находятся на уровне с известными, а по некоторым показателям превосходят их. Минераповатные плиты, изготовленные на основе связующего по известному способу, которое взято в том количестве, что и предлагаемое, не отвечают требованиям ГОСТа, предъявленным к плитам указанных марок, и непригодны к эксплуатации.!

Формула изобретения

Способ получения фенолформальцепщного связующего, включающий пониконденсацию феВ табл. 5 представлены данные, характеризующие свойства минераловатных плит, изготовленных на основе связующего по предлагаемому способу в сравнении с известным (по ГОСТ 9573 — 72) .

Таблица 5 пола с. формальдегидом в присутствии гидроокиси натрия с последующим вводом в реакционную массу мочевины и борной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и водостойкости в отвержденном состоянии, поликонденсацию проводят при ступенчатом вводе формальдегида и гидроокиси натрия, причем первую стадию проводят при 96 — 100 C и весовом соотношении фенол: формальдегид: гидроокись натрия

50 — 85: 20 — 55: 0,5 — 2,6 в течение 5 — 35 мин, на второй стадии вводят 7,5 — 40 вес.ч. фор.лальдегида и 1 — 3,4 вес.ч. гидроокиси натрия и продолжают конденсацию в течение 1 — S ч, затем добавляют 7,2 — 425 вес.ч. мочевины, 1,25 — 6,5 вес.ч. борной кисло1ы и реакцион10

859386

Составитель Н. Космачева

Техред М. Рейвес

Корректор Е. Рошко

Редактор В. Петра1п

Подписное

Тираж 530

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва; Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Закаэ 7466/40

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ную массу вьц,ерживавт при 40 — 65 С в течение 10-30 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 422752, кл. С 08 1 61/10, 1974.

2. Производство фенолоспиртов периодическим методом. Технологический регламент Кемеровского завода "Карболит". Ч 11 — 133-72.