Способ получения мочевиноформальдегидных смол Советский патент 1983 года по МПК C08G12/12 

Целью настоящего изобретения яв ляется интенсификация процесса и уменьшение времени желатинизации смол. Эга цель достигается тем, что в известном способе 2j мочевину и гексаметилентетрамин берут в мольном соотношении соответственно ,002 - 0,01 и конденсацию прово дят с постепенным изменением рН сре от 7-9 до 4,5-5,5 с последующей доконденсацией с мочевиной в щелочной среде до конечных мольных соотношений мочевина:формальдегид 1:1,3-1,6, Предлагае2иый способ заключается в следующем. В первый реактор каска да непрерывно поступает смесь мочевины, формалина и гексаметилентетрамина ( ГМТА ) в молярном соотношении 1:1,9 - 2,2:0,002 - 0,01 с рН 7,0-9,0, уменьшающимся до 5,54,5 во втором реакторе,. Во втором реакторе реакция ведется до достижения вязкости конденсационного раствора 170-360 СП. Далее нейтрализованный до рН 7,2-7,8 смоляной раствор непрерывно поступает в трубча тый теплообменник или выпарной аппарат типа труба в трубе, где при 90-105 С происходит его концентрирование до достижения коэффициента рефракции 1,455-1,462. В случае при менени я концентрированного формалин с содержанием формальдегида не менее 53% стадия концентрирования не проводится. Смоляной раствор с коэффициентом рефракции 1,455-1,462 непрерывно поступает вследующий реактор на доконденсацию с дополнительным количеством мочевины при 50-65°С до конечного молярного соотношения мочевины с формальдегидом 1:1,3-1:1,6. .Для стабилизации можно применять тетраборат натрия в количестве 0,10,05%, 25%-ный водный аммиак 0,5-1% от веса смолы. Общее время конденса ции в обоих реакторах 10-40 мин в зависимости от количества катализатора и первоначального рН реакционного раствора. Метод может быть как периодический, так и непрерывный. Формальдегид применяют в виде 45-б5%-ного водного раствора, мочевину - кристаллическую, гранулированную или в виде плава (70-90%-ног водного раствора мочевины). Гексаметилентетрамин (ГМТА) можно применять в кристаллическом виде а также получаемый в момент образования при прибавлении аммиака (в количестве 0,008-0,04 моля на моль первоначально загруженной мочевины) в формалин. Пример 1. В первый реактор каскада непрерывно поступает реакционная смесь мочевины (гранулированной), формальдегида (50%-ный формалин) и ГМТА в молярном соотношении 1:1,95:0,0043 с рН смеси 8,0, где процесс ведется при 96-100 0 при перемешивании и постепенно уменьшающемся рН среды от 5,3 в первом реакторе до рН - 4,90 во втором реакторе. Во втором реакторе реакция ведется до достижения вязкости 170200 СП. Далее смоляной раствор, нейтрализованный до рН 7,2-7,4, непрерывно поступает в трубчатый теплообменник, где при 100°С и атмосферном давлении происходят дальнейшая конденсация и концентрирование до достижения коэффициента рефракции 1,455-1,462. Затем смоляной раствор непрерывно поступает в следующий реактор на конденсацию при 50-65с с дополнительной мочевиной, количество которой обеспечивает молярное отношение мочевины к формальдегиду 1:1,3 в готовой смоле. Для стабилизации может быть применен тетраборат натрия. Время пребывания в каждом реакторе конденсации 9 мин. Общее время конденсации 18 мин. Пример 2. Условия конденсации и дополнительной конденсации с мочевиной как в примере 1; концентрирование смоляного раствора в этом случае не проводится. Реакционная смесь имеет молярное соотношение мочевина (кристалличе7 екая):формальдегид (53%-ный формалин): ГМТА 1:2,2:0,01; рН смеси 8,6; рН смеси в первом реакторе 5,25, во втором - 4,85; вязкость 350-380 сп, конечное молярное соотношение мочевины и формальдегида в смоле 1:1,38. Общее время конденсации 22 мин. Для стабилизации применен тетраборат натрия. Пример 3. Процесс протекает как в примере 1. Реакционная смесь имеет соотношение в молях мочевина (кристаллическая): формальдегид (55%-ный формалин) и аммиак (25%-ный водный раствор) 1:2,1:0,022; рН смеси 8,95; рН среды в первом реакторе 5,2, во втором реакторе - 4,8. Концентрирование смолы в этом случае не проводится. Конечное молярное соотношение в готовой смоле мочевины к формальдегиду 1:1,38. Общее время конденсации 15 мин. Пример 4. Процесс протекает как в примере 1. Реакционная смесь имеет соотношение в молях мочевина (кристаллическая}:формальдегид (48%-ный формалин) : аммиак ( водный раствор) 1:2,0:0,036, рН смеси 9,0; рН смеси в первом реакторе 5,4j во втором - 5,05, вязкость 250 СП. Конечное молярное соотношение мочевины и формальдегида в гото вой смоле 1:1,6. Общее время конден сации 40.мин. Для стабилизации применен 25%-ный водный аммиак (1% от веса смолы). Пример 5. В реактор, снабженный мешалкой, термометром, обрат ным холодильником, помещают 2 моля формальдегида б5%-ный формалин, нейтрализованный IN раствором едког натра до рН 4,5), 0,01 моля ГМТА и 1 моль мочевины (75%-ный водный раствор) . Реакционную смесь (рН - 8, нагревают до 95-98 с и конденсируют в течение 30 мин, рН среды при этом постепенно уменьшается. Время Температура рН 12 мин 18 мин 30 мин

Сравнительная характеристика смол

Т а б л и

г а Полученную смолу нейтрализуют IN раствором едкого натра до рН 7,45 и конденсируют с дополнительным количеством мочевины при 50-65 С в течение 30 мин. Молярные соотношения мочевины и формальдегида в готовой смоле 1:1,33. Концентрирование смолы в этом случае не проводится. Смола стабилизируется тетраборатом натртя. Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с прототипом являются: получение смол, пригодных для применения в качестве связующего для древесностружечных плит и клеев для древесины, стабильных при хранении при нормальной температуре не йенее двух месяцев. Получаемые по предлагаемому способу смолы имеют лучшую скорость желатинизации при 100°С что дает значительный эффект при переработке смол в изделия.

1 Молярные соотношения мочевины:формальдегида: гексаметилентетра- 1:1,3-1,6: мина:0,002-0,01

2 Температура реакции, С

3 Время конденсации, мин

4 Концентрация водородных ионов рН среды) 7-9-5,5-4,5

5 Содержание свободного

формальдегида0,08-0,5

6 Продолжительность хра- Не менее нения при 20+1°С 60 суток

7 Отщепление формальдегида при отверждении 0,014

1:1,1-1,2:

1:1,5-1:1,8 :0,0032-0,021

90-98

90-105

23-65

60-240

90

10-40

5,2-4,9

7-9,0

0,9

4-6 ч при

Не менее 50-55 С 60 суток

0,15

(О

a s с;

to d E

о cs

о o

о

го

о ч

и

«

n

H

о

« 0 n и

CN

(N

00

VO

9100230510

Формула изобретения0,1 и конденсацию проводят с постеСпособ получения мочевиноформаль-до 4,5-5,5 с последующей докондендегидных смол конденсацией мочеви-сацией с мочевиной в щелочной среде

ны, концентрированного раствора фор-до конечных мольных соотношений момальдегида и гексаметилентетрамина 5чевины и формальдегида, равных

при нагревании в среде с переменной1:1,3-1,6. кислотностью, отличающий-Источники информации,

с я тем, что, сцелью интенсифика-принятые во внимание при экспертизе ции процесса и уменьшения времени 1. Авторское свидетельство СССР

желатинизации смол, мочевину и гекса-10№ 562095, кл. С 08 G 12/12, 1973. метилентетрамин берут в мольном со- 2. Патент С1ЧА № 3996190, . .

отношении соответственно 1:0,002 -кл. С 08 .G 12/12, опублик. 1976. пенным изменением рН среды от 7-9