Способ получения фенолформальдегидного связующего

Способ получения фенолформальдегидного связующего

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1952868 (61) Дополнительное к авт. свид-ву4 (22) Заявлено 2%1280 (21)3225663/23-05 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М.Кл з

С 08 G, 8/.10//

С 08 L 61/10 (осударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230882. Бюллетень ¹ 31 (531 УДК 678.632 (088 ..8) Дата опубликования описания 230882

P.Þ.Ïoøþíàñ, Ю.A.Æèëþêåíå, Д.Б.И.Маткена(те и И.-З.М.Капачаускас т

1 (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт теплоизоляционных и акустических строительных материалов и изделий (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНОГО

СВЯЗУЮЩЕГО

Изобретение относится к получению синтетических связующих, предназначенных для производства теплоизоляционных материалов из минеральной или стеклянной ваты.

Известен способ получения водорастворимой фенолформальдегидной смолы путем конденсации фенола с формальдегидом в присутствии гидроокиси каль- 10 ция с последующей сатурацией продукта реакции газообразной двуокисью углерода и отделением образовавшегося карбоната кальция центрифугированием(1) .

Однако полученная по данному способу смола при хранении быстро теряет водораэбавляемость (в течение

2-3 недель), что ограничивает возможность ее применения в .качестве связующего при производстве теплоизоляционных материалов, особенно на предприятиях, отдаленных на значительные расстояния от завода-изготовителя смолы. Кроме того, процесс сатурации является длительным, а необходимость отделения образовавшегося углекислого кальция, который быстро выпадает в осадок и может закупорить трубопроводы, требует дополнительно специального оборудования и значительно осложняет получение смолы.

Известен также способ получения фенолформальдегидного связующего, включающий конденсацию фенола и формальдегида в присутствии окиси кальция с последующей нейтрализацией щелочного катализатора серной кислотой или сернокислым аммонием ° с добавкой водного аммиака(2 .

Полученные по данному способу связующие также не отличаются стабильностью при хранении. Кроме того, при нейтрализации серной кислотой вязкость связующего возрастает. до такой степени, что оно трудно перемешивается.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фенолформальдегидной смолы, включающий конденсацию фенола и формальдегида в присутствии окиси или гидроокиси кальция с последующей нейтрализацией продукта реакции ортофосфорной кислотой Е3 3.

Однако в процессе нейтрализации ортофосфорной кислотой сильно возрастает вязкость смолы, а после нейтрализации она переходит в гелеоб952868 разное состояние с потерей текучести, что осложняет ее транспортировку и применение в производстве минераловатных теплоизоляционных материалов.

Цель изобретения — снижение вяз- 5 кости связующего и повышение стабильности при хранении.

Цель достигается тем, что сог" ласно способу получения фенолформальдегидного связующего, включающему кон1р денсацию фенола с формальдегидом в присутствии окиси или гидроокиси кальция, охлаждение и нейтрализацию кислотой, нейтрализацию проводят смесью угольной и ортофосфорной кислот при их мольном соотношении равном (0,3:1) †?7:1).

Полученное связующее характеризуется умеренной вязкостью и высокой стабильностью при хранении. Образовавшиеся при нейтрализации соли кальция остаются во взвешенном состоянии и не выпадают в осадок при хранении, поэтому отпадает необходимость их отеделения. Связующее обладает высокой прочностью склеивания и влагостойкостью после отверждения.

Технология изготовления фенолформальдегидного связующего следующая.

Пример 1. В реактор, оснащенный механическОй мешалкой и обратным холодильником> загружают 100 вес.ч. кристаллического фенола, 255 вес.ч.

37Ъ-ного формалина и 6,7 вес.ч. гидроокиси кальция (или 5 вес.ч. 35 окиси кальция) и при непрерывном пере" мешивании нагревают реакционную смесь до 50-52ОС, выдерживают при этой температуре 1,5 ч, затем температуру повышают до 60-62 С и продол- 4р жают конденсацию до содержания сво-. бодного формальдегида 4,5-6,0Ъ (примерно в течение 2-2,5 ч), после чего реакционную смесь охлаждают до 25-30 С. Содержание гидроокиси 4 кальция в смеси 1,6В, величина рН 8,8.

B 100 г реакционной смеси при интенсивном перемешивании одновременно начинают подачу газообразной двуокиси углерода и 20%-ной ортофосфорной кислоты. Для получения мольного соотношения прореагировавших угольной и ортофосфорной кислот

0,38:1 в 100 r реакционной смеси вводят 5,8 r 20%-ной ортофосфорной кислоты с такой скоростью, чтобы всю кис- 5 лоту ввести при величине рН > 7. Подачу углекислоты прекращают по достижении величины рН 6,8.

Пример 2. Аналогично примеру 1 для получения мольного соотношения прореагировавших угольной и ортофосфорной кислот 1:1 в 100 г реакционной смеси вводят 4,2 г

20Ъ-ной ортофосфорной кислоты с такой скоростью, чтобы всю кислоту ввести при величине рН ) 7. Подачу углекислоты прекращают по достижении величины рН 6,8.

Пример 3. Аналогично примеру 1 для получения мольного соотношения прореагировавших угольной и ортофосфорной кислот 6,6:1 в 100 r реакционной смеси вводят 1,3 г

20%-ной ортофосфорной кислоты с такой скоростью, чтобы ее ввод закончить при величине рН не ниже 7. Подачу углекислоты. прекращают по достижении величины рН 6,8.

При использовании изготовленного по предлагаемому способу связующего в производстве теплоизоляционных материалов на 100 вес.ч. связующего при перемешивании добавляют 10-15 вес.ч. 25Ъ-ной аммиачной воды (для связывания свободного формальдегида) и смесь наносят на минеральное или стеклянное волокно любым известным способом. Режим тепловой обработки пропитанного связующим минераловатного или стекловатного ковра аналогичен .обычно применяемому йрй изготовлении теплоизоляционных материалов с применением выпускаемых промышленностью фенолоспиртов.

Для оценки клеящих свойств связующего 97 вес.ч. песка перемешивают с 3 вес.ч. (в пересчете на сухой остаток) связующего, полученную массу загружают в разборные формы и проводят термоотверждение в течение 30 мин при 180 С. После этого формы охлаждают до комнатной температуры, образцы вынимают иэ форм и испытывают на статический изгиб.

При оценке влагостойкости связующего наряду с определением исходной прочности образцов определяют их прочность после 15-суточного выдерживания в условиях 98+2Ъ-ной относительной влажности при 20+2 C.

Вязкость связующего определяли согласно инструкции, прилагаемой к вискоэимеру, стабильность при хранении оценивали по смешиваемости.

Результаты исследования вязкости, стабильности при хранении и клеящих свойств связующих, полученных по предлагаемому и известному способам, приведены в таблице.

952868

1

1

1

1

1 с! . О \

LD 1О I

1

1

I

Ф 1

Ц 1

Е 1

O 1

1

1 !

1

1 о .о

Г- I Г

1 1 ! A

1 6

Ф Ф х х е сч о в о о сЧ! о н m

1ОХЭ

Х И!0 !II

I Н Х! 66O Р

1 g g& Fd х1:-и ед10

1 6$

60ХО

I B 6 Х 1л жхо фоех

1 Я Х

1 с 9 О чехо

1хНнИ1 хяоие

Ф о х

amos

IЕМ Х

0,Д д х

Х И 9 хоод

01 1 u асора

1сэадд с

I

v о

1 Х Г

m o

1 М 1 (б ъ д и о

v x ! иц

ro o с

fd

Х н о н о и х о

cl с м Ф

I !О

1 Х

1 1ч

1 Д

) х

I Ф х

1 ф о

1 !

I mc4

1 9 Е аи

1 О о и

1 4

1 д Х

1 и о х

1 Р о

1 0

4 И

I!

1

1

I

1 а! 4

1 Е

1 И

О!

1 й

1 Д и

I Х

1 Я

I ах е о

c(х

1 д

I,Н д

I ь и о ф ! а

1

I 9 х

1 Ц

v Ф ! o„ ,д

I ИK

1 с

1 Э

1 9 1 Е

Я, Ъ

1 Д и ъ

1 9 0 ое х Е

1 Ц Х

Х 0! ч И

I 6

ct o д и

1!!$9

0. х о х

1 &Е

1 о: х К ео

I eh р. -! 1с с с м т! (с! с-! -! LA с с с м с! с3 с;Р е о

Ц д

Ц

ld

0 о"

ere ц4 о

Х 6 е 9

& 8

1

1

I

О 1 !

1

1

1

1

1

1

I

1

1

1

1

1

1

1

I .О I с

С0 1

I ! !

I а 1

1 и1 I

1

I

1

I х д о о

Ц х

5 а ол

Я % ! 4Л о х е е5

952868

Формула изобретения

Составитель Н.Космачева

Редактор Н.Егорова Техред Ж.Кастелевич Корректор N.немчик

6203/38 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

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

Из приведенных в таблице данных видно,что предлагаемый способ получения связующего, включающий нейтрализацию смесью угольной и ортофосфорной кислот, позволяет снизить вязкость связующего, по сравнению 5 с известным, нейтрализованным ортофосфорной кислотой, в 3,5-13 раз, не ухудшая его стабильности при хранейии,клеящей сйособности и влагостойкости после отверждения. Снижение вязкости связующего и предотв" ращение его ге теообразования позволит перекачивать связующее насосами по трубопроводам и использовать для его транспортировки обычно приме- 15 .няемые железнодорожные цистерны, что будет способствовать широкому его применению в минераловатной промышленности. Связующее по предлагаемому способу можно изготовлять на за- ур водах, выпускающих фенолоспирты, и поставлять потребителям в готовом для употребления (нейтрализованном) виде, что будет способствовать значительному улучшению эксплуатационных свойств минераловатных теплоизо.ляционных иэделий, поскольку нейтрализация фенолоспиртов непосредственно на заводах минераловатных изделий в настоящее время мало где проводится.

Способ получения фенолформальдегидного связующего, включающий конденсацию фенола с формальдегидом в присутствии окиси или гидроокиси кальция, охлаждение и нейтрализацию кислотой, отличающийся тем,.что, с целью снижения вязкости связующего и повышения стабильности при хранении, нейтрализацию проводят смесью угольной и ортофосфорной кислот при их мольном соотношении равном (О,ЗФ1)— — (7:1) . ,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ПНР Р 89649, кл. С 08 С 8/10, опублик.1977.

2. Патент Англии 9 1285038, кл. С 2 С, опублик. 1977.

3. Патент США Р 3932334, кл. 260-29,3, опублик. 1977 (прототип) .