Способ получения мочевиноформальдегидных олигомеров Советский патент 1987 года по МПК C08G12/12 

10

15

20

25

11301832

Изобретение относится к получению мочевиноформальдегидных олигомеров, применяемых в качестве связующего при изготовлении аминопластов и древесностружечных плит.

Известен способ получения мочеви- ноформальдегидных олигомеров конденсацией кристаллической мочевины с газами формалинового производства, содержащими 20-24 мас.% формальдегида, нагретыми до 100-120°С, при скорости подачи его в реакционную среду 0,2- 0,8 мз/ч.

Однако известный способ достаточно трудоемкий.

Целью изобретения является интенсификация и ускорение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что конденсацию проводят в присутствии аммиака при мольном соотношении мочевина:аммиак 1:0,2-0,3, 20-60 мин

Пример 1. Реакционный аппарат для синтеза представляет собой колонну с одной тарелкой, снабженную тубусами для ввода газообразных формальдегида и аммиака, вывода отходящих газов, продуктов реакции и загрузочным отверстием для подачи мочевины.

На тарелку колонны загружают 60 г (1 моль) порошкообразной мочевины с размером частиц 0,3-0,7 мм, взятой при . Через тубус (под тарелку) подают формальдегид, нагретый до , с расходом 0,2. (6 моль). Контроль за температурой в ходе синтеза осуществляют с помощью хромель- копелевой термопары и вторичного показывающего прибора. Расход газообразного аммиака и формальдегида замеряют с помощью стеклянных ротаметров. Через второй тубус (под тарелку) подают газообразный аммиак с расходом 4,5 л/ч (0,2 моль). Избыточное давление в системе 0,2 атм. Общее время синтеза 60 мин. После прекращения подачи газообразных реагентов продукты реакции с содержанием сухого остатка 94-95% стекают в приемник. В дальнейшем они подвергаются досушке в вакуум- супшльном шкафу приостаточном давлении 50 мм рт.ст, и температуре 60 - 65 С в течение 4 ч.

Сухие порошкообразные олигомеры представляют собой смесь продуктов линейной и циклоцепной структуры, содержащую, %: метилольиые группы 26-28; свободный формальедгид 0,8-0,9; сухой остаток 98-99.

ц з п п с о л в г с ю н с ш л

п н д с

о 35 н п ч т 0. д м

п т с г к с н т

30

45

50

55

н т

5

0

5

832

2

Пример 2. На тарелку реакционной колонны через BepxFiee загрузочное отверстие загружают 60 г (1 моль) порошкообразной мочевины с размером частиц 0,3-0,7 мм, взятой при 20 С. Через тубус (под тарелку) подают формальдегид, нагретый до lOOt с расходом 0,2 (6 моль). Контроль за температурой в ходе синтеза осуществляют с помощью кромель-копе- левой термопары и вторичного показывающего прибора. Расход газообразного аммиака и формальдегида замеряют с помощью стеклянных ротаметров. Через второй тубус (под тарелку) подают газообразный аммиак с расходом 4,5 л/ч (0,2 моль). Избыточное давление в системе - 0,2 атм. Общее время синтеза 60 мин. После прекращения подачи газообразных реагентов продукты реакции с содержанием сухого остатка 94-95% стекают в приемник. В дальнейшем они подвергаются досушке в вакуум-сушильном шкафу при остаточном давлении 50 мм рт.ст. и температуре 60- 65°С в течение 4 ч.

Сухие порошкообразные олигомеры представляют собой смесь продуктов линейной и циклоцепной структуры, содержащую, %: метилольные группы 26- 28; свободный формальдегид 0,8-0,9; сухой остаток .

-П р и м е р 3. На тарелку реакционной колонны через верхнее загрузоч- 5 ное отверстие загружают 60 г (1 моль) порошкообразной мочевины с размером частиц 0,4-0,5 мм. Через тубус (под тарелку) подают формальдегидсодержа- щие газы, HarpeTijie до 120°С, с расхо- 0. дом 4 (в пересчете на чистый формальдегид 0,8 ).

Конструкция аппарата описана в примере 1. Через второй тубус (под тарелку) подают газообразный аммиак с расходом 13,5 л/ч (0,3 моль) при 20-25°С. За счет теплоты формальде- гидсодержащих газов и экзотермического характера реакции температура реакционной смеси повьшгается до 60 - 70°С. Подачу аммиака и формальдегид- содержащих газов через слой мочевины, взятой для синтеза при 25°С, ведут непрерывно в течение 30 мин. Остаточное давление в системе 0,8 атм. После прекращения подачи газообразных реаг ентов в приемник стекает прозрач0

5

0

5

ныи олигомер с содержанием сухого остатка 86-90%. По данным ЯМР С моль

иое соотношение мочевина: аммиак:формальдегид в олигомере составляет 1:2- 2,1:0,16, Лосушку олигомера проводят в вакуум-сушильном шкафу при 60 С в течение 5 ч и при остаточном давле- НИИ 50 мм рт.ст.

Сухие порошкообразные мочевинофор- мальдегидные олигомеры с мол,м.210 содержат 27-29% метилольных групп, 98-99% сухого остатка, 0,6-0,9% свободного формальдегида.

ПримерД. На тарелку реакционной колонны через верхнее загрузочное отверстие засыпают 60 г (1 моль) гранулированной мочевины с размером частиц 1,5-2 мм. Через тубусы под тарелку подают формальдегид содержащие газы с расходом 2,5 (в пересчете на чистый формальдегид 9 моль), нагретый до 110°С и газооб- разный аммиак с расходом 9 л/ч (0,3 моль) в течение 40 мин. Остаточное давление в системе составляет 660 мм рт.ст. Конструкция аппарата, температурный режим синтеза, контрольно-измерительные приборы описаны в примере 1. По истечении времени синтеза мочевиноформальдегидные олигомеры в виде сиропообразной массы

сливают на противень и сушат в вакуум-сушильном шкафу при 60-65°С, остаточном давлении 60 мм рт.ст. в течение 4-5 ч.

Редактор С. Пекарь Заказ 1191/26

Составитель М. Друзин

Техред В.Кадар Корректор и, Эрдёйи

Тираж 438Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученные мочевиноформальдегидные олигомеры содержат не более 2-3% влаги, 26-28% метилольных групп и 0,6-0,9% свободного формальдегида. Они имеют температуру каплепадения по Убеллоде 93-95 0.

Синтезированные олигомеры опроби- рованы в качестве связующего при получении древесностружечных плит по сухому способу. Физико-механические показатели древесностружечных плит не уступают показателям плит на основе порошкообразного мочевиноформаль- дегидного олигомера марки УКС, полу- , чаемого распылительной сушкой водньгх растворов смол.

Предлагаемый способ получения мо- чевиноформальдегидных олигомеров обеспечивает по сравнению с известным осуществление синтеза в одну стадию и исключение стадии подготовки (смешение, дробление) исходных компонентов (мочевины и уротропина), что упрощает технологическую схему получения сухих порошкообразных карбидных и удешевляет готовый продукт. Кроме того, способ обеспечивает сокращение количества сточных вод в 2,5-3 раза по сравнению с освоенными в промьшшенности способами получения мочевиноформальдегидных олигомеров.