СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АМИНОПЛАСТОВ Российский патент 1995 года по МПК C08G14/73 

Изобретение относится к производству аминопластов на основе аминоальдегидных связующих и наполнителей и может быть использовано в химических производствах при изготовлении прессовочных и литьевых материалов, применяемых при производстве изделий электротехнического назначения, в приборостроении и др.

Известен способ получения пресс-композиции, суть которого заключается в том, что смешивают измельченную древесину с раствором уротропина и мочевины в формалине, нагревают в реакционном аппарате и ведут процесс поликонденсации. По окончании реакции отгоняют конденсационную воду и сушат полученный продукт [1]
Однако этот процесс многостадиен и длителен, он требует значительных трудо- и энергозатрат.

Известен также способ изготовления аминопластов, при котором осуществляют поликонденсацию аминов с альдегидами в смеси с наполнителями в обогреваемом реакторе, а затем полученный продукт сушат, формируют и потом измельчают [2]
Этот процесс многостадиен, длителен. Сушка проводится в отдельном специальном аппарате.

Цель изобретения интенсификация и упрощение процесса изготовления аминопластов при сохранении их свойств.

Для этого вначале компоненты предварительно смешивают, а формирование и сушку аминопласта совмещают со стадией поликонденсации при перемешивании и нагревании компонентов в реакторе при 90-140^оС. В качестве реактора используют экструдеp или вальцы.

В качестве аминов могут быть использованы меламин, мочевина, тиомочевина, триазин или их смеси.

В качестве альдегидов могут быть использованы параформ, триоксан, фурфурол или их смеси.

В качестве наполнителей могут быть использованы асбест, тальк, целлюлоза, стекловолокно, древесная мука, слюда, мел, их смеси и др.

В качестве специальных добавок могут быть смазки (стеарат, Са, Zn и др. ), катализаторы (щавелевая кислота, уротропин и др.), пигменты и красители (литопон, двуокись Ti и др.).

Процесс может осуществляться на двухшнековом экструдере типа СН, Бусс, Вернер-Пфлейдерер или на промышленных вальцах.

Способ осуществляется следующим образом.

Используемые в процессе сухие компоненты смешивают в определенных соотношениях, позволяющих получить аминопласт необходимого качества и назначения, и подвергают нагреванию или на вальцах, или в экструдере. При нагревании смеси химические реагенты, ответственные за получение аминоформальдегидной смолы, расплавляются и образовавшийся во всей массе расплав пропитывает наполнитель. При этом образуется однородная, пластичная и сначала легко перемешивающаяся масса, которая при дальнейшей выдержке при выбранной температуре становится более вязкой и с меньшей легкостью перемешивается за счет протекания реакций поликонденсации, приводящей к повышению вязкости образующейся смолы, а также удалению конденсационной воды из образующегося аминопласта. В реакторах открытого типа образующаяся конденсационная влага испаряется свободно, а из реактора закрытого типа принудительно (отсасывается через имеющиеся отверстия).

Готовность аминопласта достигается одновременно с удалением влаги и поэтому образовавшийся аминопласт не подвергается дополнительной сушке, в результате чего не происходит ухудшения технологических свойств, а значит, и эксплуатационных показателей изготовленного продукта. Совмещение стадий формирования и сушки со стадией поликоденсации аминоальдегидной смолы сокращает общее время приготовления аминопласта, в то время как в известных процессах получения аминопластов сушку проводят в отдельных специальных аппаратах. Именно на стадии сушки аминопласт, как правило, снижает свои качественные показатели. На стадии сушки происходит выделение формальдегида, что делает технологический процесс менее экологически защищенным.

Предлагаемый способ получения аминопластов позволяет сократить время по- лучения единицы готовой продукции (процесс проходит в течение 3-20 мин), снизить энергозатраты и уменьшить производственные площади за счет снижения стадийности и совмещения нескольких процессов в одном аппарате, а отсутствие водных растворов исключает проблему сточных вод.

П р и м е р 1. В лабораторный лопастной смеситель типа Вернер-Пфлейдерер объемом камеры смешения 3 л загружают, г: меламин 302,40, параформ 180, уротропин 30,24, тальк 153, коротковолнистый асбест 307, стеарат кальция 5, 13. В течение 10 мин компоненты перемешивают до образования однородной массы. Полученную смесь делят на три части и каждую последовательно высыпают на работающие вальцы со следующим рабочим режимом: температура горячего валка 130^оС, холодного 100^оС, зазор между валками 1,5 мм, скорость вращения около 60 об/мин. При попадании смеси на горячие вальцы происходит ее нагревание, плавление химических реагентов, пропитка наполнителя образующимся расплавом. Образовавшаяся пластичная масса, которая в начале процесса вальцевания распределяется на обоих валках, затем полностью переходит на один валок. Переход всей вальцуемой массы на один валок происходит через 1,0-1,5 мин. Этот момент свидетельствует о том, что в образовавшемся меламиноформальдегидном олигомере, который является связующим компонентом формирующегося аминопласта, поликонденсационные процессы вступили в завершающую стадию. Начались процессы структурирования и интенсивного удаления конденсационной воды и образующихся летучих. Через 1,2-1,5 мин вальцевание прекращают. Аминопласт срезают с валка, охлаждают, измельчают и анализируют. Свойства полученного аминопласта приведены в таблице.

П р и м е р 2. Соотношение компонентов и способ приготовления смеси как в примере 1. Образовавшуюся однородную смесь подают в бункер экструдера, откуда она поступает в первую зону зону питания, температура которой 40^оС. Смесь поступательно перемещается вдоль канала при скорости вращения шнека 50 об/мин и во второй зоне при температуре 100^оС (зона плавления) происходит плавление, гомогенизация смеси и начинается поликонденсация. Далее масса перемещается в третью зону дозирования, где при температуре 140^оС проходит более полно реакция по- ликонденсации и дальнейшая гомогенизация. Вакуумный отсос осуществляется на третьей стадии. Время пребывания материала в канале экструдера 10 мин. По выходе из экструдера готовый материал охлаждают, измельчают и испытывают. Свойства полученного аминопласта приведены в таблице.

П р и м е р 3. Процесс осуществляют как в примере 1, только в качестве амина используют мочевину. В этом случае компоненты берут в следующем количестве, г: мочевина 300, параформ 225, уротропин 21, порошковая целлюлоза 460, стеарат кальция 4,8, щавелевая кислота 10. Свойства полученного аминопласта приведены в таблице.

П р и м е р 4. Процесс осуществляют аналогично примеру 2, но при следующем соотношении компонентов, г: меламин 375, мочевина 120, параформ 310, уротропин 35, порошковая целлюлоза 533, стеарат кальция 7,8. Свойства полученного аминопласта приведены в таблице.

Использование: в производстве аминопластов на основе аминоальдегидных связующих и наполнителей и может быть использовано в химических производствах при изготовлении прессовочных и литьевых материалов. Сущность изобретения: вначале компоненты предварительно смешивают. Формирование и сушку аминопласта совмещают со стадией поликонденсации при перемешивании и нагревании компонентов в реакторе при 90 140°С. В качестве реактора используют экструдер или вальцы. 2 з. п.ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АМИНОПЛАСТОВ, при котором осуществляют поликонденсацию аминов с альдегидами в смеси с наполнителями в обогреваемом реакторе, а затем полученный продукт сушат, формируют и потом измельчают, отличающийся тем, что вначале компоненты предварительно смешивают, а формирование и сушку аминопласта совмещают со стадией поликонденсации при перемешивании и нагревании компонентов в реакторе при 90-140^oС. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве реактора используют экструдер. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве реактора используют вальцы.