СПОСОБ полу*1Ёния ПЁНОПЛАСТОВ Советский патент 1973 года по МПК C08L61/10 C08J9/08 C08K5/16 

1

Изобретение относится к области получения пеноматериала на основе фенолформальдегидной смолы резольного типа. ,

Известен способ получения пенопластов на основе фенолформальдегидпой смолы резольнего типа в присутствии отвердителя, вспениваюш,его агента и других целевых добавок. При этом в качестве отвердителя и вспенивающего агента используют продукты конденсации сульфофеполмочевины с формальдегидом,

Предлагается в качестве отвердителя и вспенивающего агента использовать продукты совместной конденсации формальдегида, ароматических моносульфокпслот и органических азотсодержащих соединений из класса аминов, амидов, цианамидов, нитрилов и их производных, содержащих, по крайней мере, одну функциональную группу. Продукты конденсации лучше смешивать с резольной смолой в соотношении 5-50 вес. ч., предпочтительно 15-25 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы. Для интенсификации процесса вспенивания в состав исходной композиции можно вводить поверхностно-активные вещества и дополнительные вспенивающие агенты, например фреоны, .с т. кип. 20--80°С. i

Получаемые новым способом пенопласты характеризуются пониженной коррозионной активностью.

В соответствии с изобретением пепопласты получают на основе композиции, образующейся в результате смешения двух основных компонентов: жидкой фенолформальдегидной смолы резольного типа (компонент I) и продукта совместной конденсации формальдегида, ароматических моносульфокислот и упомянутых выше органических азотсодержащих соединений (компонент II). При этом компонент I изготовляют обычным способом, конденсируя 1 моль фенола с 1-3 моль формальдегида в присутствии каталитических количеств соеди.нений основного характера до получения продукта с заданными свойствами.

Для получения пенопласта по предлагаемому способу смешивают компоненты I и II в весовом соотношении 100:5-50, предпочтительно 100:15-25, и заливают образовавшуюся жидкую композицию в полость или форму, где происходит последующее вспенивание и отверждение с выходом жесткого пенопласта с об. весом порядка 0,24 г/сл.

С целью повышения интенсивности процесса вспенивания и получения пенопластов с более низкими значениями объемного веса и более однородной микроячеистой структурой, в компонент I или II целесообразно вводить поверхностно-активные вещества и газообразующие (вспенивающие) агенты. ,.

В качестве поверхностно-активных веществ

могут применяться, например, неионогенные поверхностно-активные вещества типа продукта окиси этилена и алкилфенолов. Эти веш,ества можно включать в равной мере как в смолу, так и в компонент II в количестве 0,1 - 10 вес. ч. из расчета на каждые 100 вес.ч. Наилучшие результаты достигаются при введении их в количестве 1-5 вес. %.

В качестве газообразующих (вспенивающих) агентов можно применять, например, тонкодисперсные порощки металлов, стоящих в ряду напряжений выще водорода, (магний, цинк, железо, алюминий и т. п.), а также фреоны с т. кип. 20-80°С.

При использовании порошков металлов последние вводят в смолу (комионент 1) в количестве 0,1-5 вес. ч., предпочтительно 0,5- 2 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы. Действие металлических порошков усиливается при введении в компонент II на каждые 100 вес. ч. 0,5- 10 вес. ч. кислоты, способной взаимодействовать с ними с выделением газообразных продуктов. При этом выбор кислоты определяется в каждом конкретном случае, в основном, требуемыми свойствами конечного пенопласта, а ее точное количество легко поддается расчету .в соответствии с уравнениями реакций.

Фреоны можно вводить в количестве 0,5- 100 вес. %, предпочтительно 5-50 вес. % как в компонент И, так и в смолу. Первый вариант предпочтительнее, поскольку с компонентом И фреоны образуют значительно более стабильные при хранении продукты.

За счет использования упомянутых выше газообразующих (вспенивающих) агентов удается снизить объемный вес получающихся в соответствии с изобретением пенопластов вплоть до величины порядка 0,02 г/см. В своем наиболее рациональном с технологической точки зрения варианте предлагаемый способ позволяет получать фенолформальдегидные пенопласты на основе двухкомпонентной композиции заливочного типа и без внешнего подогрева. Такие пенопласты могут найти широкое применение в строительстве холодильной техники и судостроении, а также для теплоизоляции трубопроводов различных назначений.

Пример 1. В этом и всех последующих примерах используют резольную смолу, полученную конденсацией 1 моль фенола с 1,6 моль формальдегида (37%-ный водный раствор) в присутствии 0,048 моль гидроокиси натрия. Продукт конденсации при 70-75°С нейтрализуют кислотой до рП 7 и сушат под вакуумом до достижения вязкости в пределах 3500-4500 спз (20-С) и содержания твердых веществ порядка 80 вес. %. Полученная таким образом смола в дальнейшем называется «компонент I.

В качестве второго компонента вспенивающейся композиции применяют продукт совместной конденсации .1 моль tt-фенолсульфокислоты, 0,4 моль пиридина и 0,25 моль формальдегида, имеющий кислотное число 170 мг кон/г.

Компоненты I и II смешивают в весовом соотпошении 5 : 1 и заливают в картонную коробку, где происходит последующее вспенивание и отверждение с выходом жестко1о пенопласта, имеющего об. вес. порядка 230 кг/м.

Пример 2. Пенолласт получают, как описано в примере 1, с тем отличием, что компонент II после его изготовления обрабатывают 20 вес. % фреона-113 в присутствии 3 вес. ч. (считая на 100 вес. ч. компонента II) продукта ОП-7 (аддукт окиси этилена и алкилфенолов). Пенопласт имеет однородную микроячеистую структуру с об. весом 55-60 кг/м.

Пример 3. Компонент II представляет собой кислотный продукт совместной конденсации 0,5 моль бутиламина, 0,3 моль формальдегида и 1 моль /г-фенолсульфокислоты. После смешивания его с компонентом I в весовом соотношении 1 ; 4 получают пенопласт с об. весом около 250 кг1м, который снижают до 60-70 KeJM за счет использования компонента II, обработанного на стадии его изготовления 30 вес. % фреона-И в присутствии 3 вес. % продукта ОП-7. i

Пример 4. Для получения пенопласта с об. весом 90 кг1м смешивают 100 вес. ч. резольной смолы с 20,4 вес. ч. продукта совместной конденсации 1 моль л-фенолсульфокислоты, 0,3 моль циклогексиламина и 0,5 моль формальдегида. Продукт на стадии изготовления обрабатывают 7 вес. % фреона-И в прпсутствии поверхностно-активного вещестза типа О|П-7.

Пример 5. Рецептура, вес. ч.: компонент 1-100, компонент П-40. ,

Компонент II представляет собой продукт совместной конденсации 1 моль /г-фенолсульфокислоты, 0,2 моль бензидина и 0,3 моль формальдегида. Перед использованием его обрабатывают из расчета на 100 вес. ч. 70 вес. ч. фреона-113 и 10,5 вес. ч. продукта ОП-7. После смешения компонентов 1 и II в указанном выше соотношении и завершения процессов вспенивания и отверждения композиции получают жесткий пенопласт с об. весом порядка 42 кг/м.

Пример 6. Получают пенопласт (у 250- 260 кг/м) за счет смешения 100 вес. ч. компонента 1 с 22 вес. ч. продукта совместной конденсации 1 моль л-толуолсульфокислоты, 0,2 моль оксамида и 0,4 моль формальдегида.

Лример 7. Компонент II готовят обрабоской 1 моль п-фенолсульфокислоты последовательно 0,8 моль М,Ь -диметилформальдегида и 0,7 моль формальдегида. Затем 100 вес. ч. полученного продукта конденсации в присутствии 3 вес. ч. ОП-7 смешивают с 25 вес. ч. фреона-113. При смешивании подготовленного таким образом кислотного продукта, COBMI щающего функции вспенивающего и отверждающего агентов, с компонентом I в весовом соотношении 1:8 образуется композиция, на основе которой при 30°С получают пенопласт с Y 75-80 кг/м. Пример 8. Весовое соотношение компонентов I и II при получении пенопласта составляет 6:1. Компонент II - продукт соконденсации 1 моль п-фенолсульфокислоты, 1 моль акрилонитрила и 0,5 моль формальдегида. По данным испытаний, полученный пенопласт имеет Y 280-300 кг/м. При использовании компонента II, обработанного фреоном (40 вес. ч.) в присутствии продукта ОП-7 (6 вес. %) об. вес пенопласта снижают до 40-45 кг/м. Пример 9. Исходными соединениями для получения кислотного продукта конденсации служат бензолсульфокислота, дициандиамид и формальдегид в молярном соотношении I: 0,2 : 0,4. Далее кислотный продукт конденсации из расчета на 100 вес. ч. обрабатывают 5 вес. ч. фреона-113 в присутствии 0,5 вес. ч. продукта ОП-7 и получают в конечном счете компонент II. Пенопласт с у 110-120 кг/м готовят смешением компонентов 1 и И композиции в весовом соотношении 4:1. Пример 10. Как и в предыдуш.их примеpax, для получения пенопласта смешивают два компонента. Компонент I берут в количестве 2,5 кг. Расчетное количество компонента IIсоставляет 0,435 кг. Композицию вспенивают и отверждают в деревянной орме размером 0,9X0,6X0,1 м. при комнатной температуре. Получается плита жесткого пенопласта, имеющего средний об. вес (с учетом внешней поверхностной корки) порядка 60 кг/м. В данном примере в компонент II вводят 20 вес. % фреона-113 и 3 вес. % продукта ОП-10. Собственно кислотный продукт конденсации получают последовательной обработкой 1 моль п-фенолсульфокислоты сначала 0,15 моль анилина, а затем 0,3 моль формальдегида. Увеличение процентного содержания фреона в кислотном продукте конденсации цо 40 позволяет довести пенопласта до 30-35 кг/м. Все образцы пенопластов, полученных, как описано, в примерах 1 -10, характеризуются кислотным числом, снятым на водном экстракте 1 г/100 мл и дистиллированной воды, не выше 10, что соответствует рН не ниже 4. Указанные пенопласты не вызывают коррозии в контакте с легированными сталями, алюминием и его сплавами, бетоном, а также практически не оказывают коррозионного воздействия на незащищенную поверхность черных сталей. Предмет изобретения 1.Способ получения пенопластов на основе фенолформальдегидной смолы резольного типа в присутствии отвердителя и вспенивающего агента, отличающийся тем, что, с целью получения материала с пониженной коррозионной активностью, в качестве отвердителя и вспенивающего агента используют продукты совместной конденсации формальдегида, ароматических моносульфокислот и органических азотсодержащих соединений из класса амшюв, амидов, циаиамидов, нитрилов и их етроизводных, содержащих, ло крайней мере, одну функциональную группу. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что продукты конденсации смешивают с резольной смолой в соотношении 5-50 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы, предпочтительно 15- 25 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса вспенивания, в состав исходной композиции вводят поверхностно-активные вещества и дополнительные вспенивающие агенты. 4.Способ по п. 3, отличающийс.ч тем, что в качестве дополнительных вспенивающих агентов используют фреоны с т. кип. 20-80°С,