Способ получения твердых неплавких и нерастворимых продуктов уплотнения формальдегида с фонолами Советский патент 1925 года по МПК C08G8/30 

Давно известно, что при смешении формальдегида с фенолом имеет место сложная и малоисследованная реакция, в результате которой образуются твердые смолообразные продукты, которые в последнее время находят широкое применение в технике. Продукты эти чрезвычайно разнообразны по своим физическим и химическим свойствам и их технической ценности. В зависимости от качества и относительных количеств исходных материалов, конденсирующих реагентов, температурных и других условий реакции получаются или кристаллические или аморфные плавящиеся при нагревании и растворимые в спирту и щелочах материалы, или же неплавкие и нерастворимые, различной степени твердости и хрупкости массы. В предлагаемом способе имеется в виду получение исключительно неплавких и не растворимых продуктов уплотнения. Применяемые в технике и опи.. санные в различных привилегиях способы их получения состоят из двух последовательных операций: сначала получается так называемый начальный или промежуточный продукт уплотнения, который затем, посредством нагревания в различных условиях, превращается в конечный материал. Обыкновенная смесь фенолов и альдегида в присутствии различных катализаторов нагревается до начала реакции; вследствие саморазогревания смесь бурно вскипает, н из нее выделяется и оседает жидкая смолистая масса. Этот первоначальный продукт реакции по отделении верхнего водного слоя при нагревании до температуры выше 100° превращается в конечный твердый и неплавкий материал. При таком нагревании первичного продукта внутри его всегда образуются и выделяются летучие и газообразные вещества, отчего конечный продукт имеет вид не сплощной, а пористой или губчатой массы, мало пригодной для промышленных целей. Поэтому Л. Г. Бэкеланд (Рус. прив. № 21450, от 30 апреля 1912г.) предлагает вторую стадию процесса уплотнения вести под давлением. При этом, однако, конечный продукт хотя и по-лучается в виде однородной, компактной массы без пор и трещин, но все же он остается недостаточно эластичным - легко крошится и ломается и вообще с трудом поддается механической обработке, а при хранении изменяется в цвете и часто обладает неприятным специфическим запахом. Кроме того, осуществление этого способа требует сравнительно сложных механических приспособлений.

Изобретателем установлено, что эти недостатки как в самом продукте, так и в способе его получения легко устраняются, если - 1) уплотнять фенол и альдегид вместе с некоторыми другими веществами - именно: скипидаром, пихтовым маслом и другими жидкими продуктами терпенного ряда или с древесным и каменноугольным дегтем и 2) вести начальный процесс уплотнения в присутствии щелочей и других основных веществ при температуре ниже кипения смеси конденсируемых материалов (не выще 90 - 92°). При этом материал по своей однородности, твердости и пластичности получается более высокого качества, и самый способ его получения слагается из простых операций, не требующих ни разреженного пространства, ни давления, ни атмосферы инертных газов. Реакция уплотнения протекает соверщенно гладко в любых сосудах и формах, масса не расслаивается и потому нет необходимости разделять процесс на 2 фазы.

Смесь из формальдегида и фенолов со скипидаром или дегтем и щелочью в виде однородного водного раствора осторожно подогревается до начала реакции. Так как она идет с большим выделением тепла, то применяются меры, чтобы температура не поднималась выще 90° - 92°, и смесь не закипала и вследствие этого не расслаивалась. Часть летучих продуктов, главным образом воды, при этом испаряется и смесь заметно густеет, оставаясь, однако, совершенно гомогенной. Когда реакция останавливается и саморазогревание более не наблюдается, температура посредством подогревания медленно повыщ ется до 100- и более градусов, при чем вся смесь постепенно твердеет. Нагревание продолжается, пока она не превратится в твердый, неплавящийся и ни в чем нерастворимый материал в виде соверщенно однородной - без трещин и пузырьков, прозрачной или непрозрачной массы. Он обладает высоким диэлектрическим свойством и не изменяется при действии различных химических реагентов. Приготовление из него различных предметов и поделок можно производить двумя способами: - или готовый материал подобно дереву обрабатывается острым инструментом, или посредством отливки и штампования. В последних случаях употребляется не конечный продукт уплотнения, а промежуточный, не утративший еще способности плавиться и размягчаться при нагревании; он превращается Б конечный продукт уже после того, как ему придана желаемая форма.

Уплотнение производится в присутствии основных веществ минеральных или органических, употребление которых для этих целей давно известно. В предлагаемом способе имеется в виду применение их лишь, в описанных выще условиях, т. е. в присутствии скипидара и пр. и при низкой температуре начального процесса уплотнения. .Для этого особенно пригодны едкие щелочи, аммиак и их углекислые соли, а также амины и другие органические основания.

Цвет и степень прозрачности получаемых продуктов зависит не только от исходных материалов, но и от качества и количества щелочных катализаторов. При введении сравнительно больших количеств щелочей получаются преимущественно прозрачные материалы. Часто окраска материала с течением времени изменяется, становится более темной в поверхностных слоях его. Замечено, что при употреблении для конденсации аммиака, или лучще смеси его с едкими щелочами, цвет продуктов уплотнения при хранении их соверщенно не изменяется .

Для уплотнения пригодны фенол и его ближайщие гомологи: крезол и пр. как в сыром, так и в чистом виде;