КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1998 года по МПК B01D39/04 C08L61/10 

Изобретение относится к получению пористых фильтрующих материалов, применяемых для очистки рабочих жидкостей и газов и может быть использовано в химической, газодобывающей, нефтехимической машиностроительной, автомобильной промышленности.

Известна комплексная смесь для фильтрующего элемента [1] включающая кварцевый песок, поваренную соль и порошок фенолоформальдегидной смолы, из которой холодным или горячим прессованием при 180-250^oC с удельным давлением 0,5-1,0 Тс/см получают заготовку, из которой после термообработки при 180-250^oC и вымывания порообразователя получают фильтрующий элемент.

Известен, также, состав для получения фильтрующего материала [2] включающий фторопласт с порообразователем, например, поваренной солью, из которого после прессования, термообработки при 380^oC и вымывании порообразователя получают фильтрующий материал.

Недостатком является медленное вымывание порообразователя из отвержденной заготовки. При этом высока вероятность неполного вымывания порообразователя из отдельных пор с очень узкими каналами и изолированных пор. Остатки порообразователя снижают фильтрующие характеристики материала при эксплуатации и могут вымываться рабочей средой, отрицательно влияя на ее характеристики.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является, композиция для изготовления фильтрующих материалов [3] включающая жидкую фенолоформальдегидную смолу в качестве связующего, фосфорную и бензосульфо-кислоты в качестве отвердителя и поваренную соль в качестве порообразователя. Отверждение композиции может осуществляться в диапазоне и температур 20-80^oC. Вымывание порообразователя осуществляется в течение 4 ч.

Недостатком является медленное и неполное вымывание порообразователя, химическое взаимодействие порообразователя с отвердителем, вследствие чего порообразователь при повторном использовании должен быть очищен, в противном случае, он ухудшит фильтрующие характеристики композиции. Времени, в течение которого готовая композиция сохраняет подвижность, необходимую для формования, мало, около 4 мин, это ограничивает возможность получения больших объемов масс. К такому же ограничению приводит и значительная экзотермичность процесса отверждения.

Целью предлагаемого изобретения является ускорение процесса, повышение фильтрующих характеристик, регулирование пористости материала.

Указанная цель достигается тем, что композиция для фильтрующего материала содержит жидкую фенолоформальдегидную смолу в качестве связующего и порошкообразную щавелевую кислоту в качестве порообразователя и отвердителя при следующем соотношении компонентов, мас.

Жидкая фенолоформальдегидная смола 25-55
Порошкообразная щавелевая кислота 45-75
Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом и другими техническими решениями позволило сделать вывод, что оно неизвестно из уровня техники, а следовательно соответствует критерию "новизна".

Предлагаемую композицию изготавливают следующим образом. Жидкую фенолоформальдегидную смолу например, СФЖ 3032 ГОСТ 20907-75 тщательно перемешивают с порошкообразной щавелевой кислотой с необходимой дисперсностью частиц. Полученная смесь обладает большой продолжительностью подвижности до 2-3 ч, это дает возможность формования больших объемов масс. Затем смесь заливают в форму и отверждают при температуре 20-90^oC.

В процессе термообработки происходит полимеризация связующего с переходом его в резитное состояние. Частицы щавелевой кислоты и окружающий эти частицы насыщенный раствор щавелевой кислоты удаляют из отвержденной заготовки растворением в воде, лучше проточной и горячей. Ввиду высокой растворимости щавелевой кислоты в горячей воде (120 г кислоты на 100 г воды при 100^oC), растворение 98% порообразователя происходит за 20-30 мин. В результате растворения порообразователя в фильтрующем материале образуется сложная развитая и жесткая поровая структура с определенным средним размером поровых каналов, в основном регулируемых дисперсностью частиц щавелевой кислоты. Влажные отвержденные заготовки помещают в закрытые формы с газоотводной трубкой и нагревают до 150-160^oC. В процессе нагрева из заготовки удаляют влагу и остатки щавелевой кислоты, которая возгоняется и разлагается до воды и углекислого газа даже в закрытых порах, вскрывая их.

Закрытая форма предохраняет фильтрующий материал заготовок от интенсивного окисления воздухом в нагретом состоянии. Заготовки охлаждают до 100-110^oC в закрытой форме, а затем на воздухе.

Использование предполагаемого изобретения обеспечивает:
1. формование изделий любой формы путем заливки композиции в формы, исключая механическое воздействие, например, прессование.

2. Полное удаление порообразователя из фильтрующего материала и повторное его использование без очистки.

3. Сокращение времени удаления порообразователя до 20-30 мин.

4. Возможность регулирования в широком диапазоне размера пор.

5. Увеличение до 2-3 ч времени подвижности композиции.

В таблице приведены характеристики 7 примеров образцов фильтрующего материала, полученных на основе фенолоформальдегидной смолы СФЖ-3031 со щавелевой кислотой при различном соотношении масс.

В примерах 2,3,4,5,6 получены качественные образцы с широкой вариацией свойств.

В примере 1 на стадии растворения порообразователя образец сохраняет высокую прочность.

Однако в материале есть закрытые поры с трудновымываемой щавелевой кислотой. При нагреве таких образцов до 150-160^oC, они разрушаются при сушке за счет значительных внутренних напряжений.

В примере 7 образец на стадии растворения порообразователя представляет собой рыхлую губчатую массу, непригодную для формования.

Использование: композиция для фильтрующего материала относится к получению пористых фильтрующих материалов, применяемых для очистки рабочих жидкостей и газов, и может быть использована в химической, газодобывающей, нефтехимической, машиностроительной, автомобильной промышленности. Сущность: композиция включает жидкую фенолоформальдегидную смолу и порошкообразную щавелевую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: фенолоформальдегидная смола 25-55, щавелевая кислота 45-75. Указанную композицию тщательно перемешивают и загружают в форму и отверждают при 20-90^oC. После вымывания порообразователя заготовки помещают в закрытые формы и нагревают до 150-160^oC. 1 табл.

Композиция для фильтрующего материала, включающая в качестве связующего материала фенолоформальдегидную смолу, отвердитель и порообразователь, отличающаяся тем, что содержит жидкую фенолоформальдегидную смолу, порошкообразную щавелевую кислоту в качестве отвердителя и порообразователя при следующем соотношении компонентов, мас.

Жидкая фенолоформальдегидная смола 25 55
Порошкообразная щавелевая кислота 45 75ч