Способ непрерывного получения пресс-материалов Советский патент 1983 года по МПК C08L61/10 C08G8/10 

Предлагаемый способ относится к производству термореактивных пресс-материалов на основе фенолформальдегидных смол. Известен способ непрерывного по лучения пресс-материалов на основе фенолформальдегидной смолы путем поликонденсации смолы из фенола ил его гомологов с формальдегидом в виде его водного раствора в присутствии соответствующего катализатор при йагревании, смешения смолы и смеси сыпучих компонентов (наполни теля, отвердителя и красителя), го могенизации и пластификации получе ной пресс-массы с одновременной ва куумсушкойи последующей грануляцией или измельчением полученного пресс материсша. Цель изобретения - интенсификация процесса, повышение качества получаемого пресс-материала, стабил ности его свойств, улучшение услови труда, сокращение потерь сырья и уменьшение вредных выбросов в атмосферу. Для этого проводят процесс при повышенном давлении температуре в герметично закрытом оборудовании. Исходные компоненты: фенол (или его гомологи ), формалин (формальдегид ) и соответствующий катализатор (дигидрат щавелевой кислоты, соляная кислота или другие неорганические кислоты, аммиак и гидроокиси металлов )непрерывно в виде реакционной смеси или раздельным непрерыв ным дозированием каждого компонента подаются в реактор непрерывного действия, где происходит реакция поликонденсации при 140-180с и дав лении 16-25 ати в течение 1-6 мин. Полученные продукты высокой степени поликонденсации (условный мол.вес 80 1000 ) охлаждают до 80-84°С и выводят из реактора (возможно частичное отделение надсмольной воды ). Полученная водоэмульсионная смол имеющая при вязкость в предела 250-1000 спз (в завиЬимости от температуры и времени поликонденсации ) непрерывно поступает в герметичное реакционное пространство и распределяется тонким слоем, на который непрерывно .наносят смесь сыпучих компонентов, содержащую органически или минеральный наполнитель, отвердитель (гексаметилентетрамин или другие амины ), краситель ( минеральный или органический /, смазьгоакмцие или пластифицируквдие вещества. В течение 0,5-1,5 мин проводят непрерывное смешение, гомогенизацию и пластификацию массы в замкнутом реакционном объеме при постепенном повышении температуры до 130-160 С и давления до 20-30 ати. В этих усЛо ВИЯХ влага и летучие компоненты не испаряются. Влажную массу, на17ретую до 130160 С, непрерывно подают в зону вакуумной сушки с температурой 140160°С и вакуумом 200-600 мм рт.ст. За счет мгновенного спада давления и высоких температур в зоне вакуумной сушки происходит быстрое удаление основной части влаги. Подсушенный материал поступает в зону термообработки, где происходит окончательная сушка материала и его термообработка при температуре 80120 С. После этого материал при температуре 85+3°С формуют в виде жгутов диаметром 1-4 мм и непрерывно выводят из реакционного пространства, разрезают на гранулы и охлаждают. Готовый материал содержит 35-55% веществ, экстрагируемых ацетоном, и 1,5-2% летучих. В.случае получения пресс-материа-. лов на основе новолачной смолы фенол, формальдегид и катализатор кислоту берут в весовом соотношении 100:26-32:0,4-0,6. Смола содержит повышенное .число ортосвязей (52-70%) и 1-6% свободного фенола. В случае получения пресс-материалов на основе резольной смолы исходные вещества берут в обычных для этого типа смол соотношениях. Пример 1.В реактор непрерывно подают фенол, формалин и раствор дигидрата щавелевой кислоты в формалине в молярном соотношении фенола, формальдегида и дигидрата, равном 1:1:0,0033. Полученную смесь транспортируют непрерывно в замкнуTCW реакционном пространстве через три тe mepaтypныe зоны, где вначале она нагревается за 1,5 мин о-т 20 до 140°С, затем в течение последующих 2 мин температура поднимается до 170°С, за счет тепла экзотермической реакции поликонденсации и полученная в результате смола охлаждается в течение 1-1,5 мин до 80°С. В реакторе поддерживают давление до 20 ати. Охлажденную до смолу непрерывно выводят из реактора, частично отделяют надсмольную водуи смолу, содержащую 20+5% остаточной влаги с вязкостью 500±50 спз при 80°С, и непрерывно со скоростью 250 г/мин (15 кг/ч ) подают в герметичное реакционное пространство. На распределенную тонким слоем смолу непрерывно наносят смесь сыпучих компонентов со скоростью 240 г/мин (14,4 кг/ч К Состав смеси сыпучих компонентов следующий, вес.ч.: древесная мука 40 Минеральные добавки (известь.

каолин,

слюда 16

Отвердитель

(гексаметилентетрамин I5,5

Смазывающие

вещества

(стеарат

кальция )1,5

Краситель1,0

В течение 1 мин проводят непрерывное смешение, гомогенизацию и пластификацию массы в замкнутом реакционном объеме и постепенным увличением давления до 25 ати и температуры до ISO-ieO C. Далее массу подвергают сушке при температуре : 150 С и вакууме 400 мм рт.ст. в течение 30-40 с и термообработке при 90°С в течение 30-20 с. Затем материал при 85±3с формуют в виде жгутов диаметром 1-4 мм и непрерывно выводят из реакционного пространства, режут на гранулы и охлаждают. Готовый материалсодержит 52-55% веществ, экстрагируемых ацетоном, и не более 2% летучих.

По физико-механическим показателям материал может быть отнесен к группе электроизоляционных прессматериалов с повышенной ударной вязкостью (н/м б кгс-см/см)и пределом прочности при статическом изгибе (,н/м 750 кгс/см).

.Пример 2. Поступают, как в примере 1, используя молярное соотношение фенола, формальдегида и дигидрата, равное 1:0,9:0,0043, и следующий состав сыпучих компонентов, вес.ч. :

Древесная мука 46,3

Минеральная

добавка. 5,2

Гексаметилентетрамин6,0

Краситель1,5

.Смазку- олеиновую кислоту в количестве 0,8 вес.ч. на 100 вес.ч. фенола вводят вместе с фенолом и формалином.

Сушку проводят при и вакууме 300 мм рт.ст. в течение 30-40 с Готовый материал содержит 45-48% веществ, экстрагируемых ацетоном, и не более 2% летучих.

Пресс-материал может быть отнесен к группе фенопластов общего назначения и имеет повышенную скорость отверждения (и/б 40 с по стандартному конусному стаканчику с предварительным подогревом током высокой частоты или н/б 70 с без предварительного подогрева ).

Пример З.В реактор непрерывно подают фенол, формалин и раство дигидрата щавелевой кислоты в формалине в весовом соотношении фенола, формальдегида.и дигидрата щавелевой кислоты, равном 100:36:0,45. Смесь транспортируют в замкнутом реакционном пространстве последовательно через три температурные зоны, где вначале она нагревается

за 1,5 мин от 20 до , затем в течение последующих 1,5 мин letmeратура поднимается до 175°С за счет тепла экзотермической реакции поликонденсации и полученная в результате смола охлаждаетря до 80°С. В реакторе поддерживают давление 20-25 .ати.

Охлажденную до смолу непрерывно выводят из реактора и отделяют от надсмольной воды.

Смолу высокой степени поликояденсации, содержащую 7-10% метилольных групп и имеющую вязкость 2000030000 спз и влажность 10-15%, наQ правляют в герметичное реакционное пространство со скоростью 15,015,9 кг/ч и распределяют тонким слоем, на котррый непрерывно наносят древеснуюмуку со скоростью

5 15,7 кг/ч (в пересчете на сухой вес Л

В течение 1 мин проводят непрерывное смешение, гомогенизацию и пластификацию массы в замкнутом реакционном объеме с постепенным увеличением давления до 25 ати и .температуры до 140-1бО°С. Затем проводят вакуумную сушку и термообработку при температуре 120-80с. Во время вакуум-сушки в массу вводят краситель и смазку в виде пасты. Время вакуум-сушки, термообработки и охлаждения до 80°С составляет 30-40 с.

Материал формуют в жгуты диаметром 1,5-2,5 мм, охлаждают до 200 30°С и измельчают.

Полученный пресс-материал резольного типа может быть отнесен к электроизоляционным пресс-материалам группы 32 и отличается от выпускаемых марок повышенной механической прочностью (удельная ударная вязкость н/м 6 кгс см/см ; предел прочности при статическом изгибе н/м 750 кгс/см К

Q Пример 4.В реактор непрерьшно подают фенол, формалин и водный раствор аммиака (20-25% ) в весовом соотношении фенола, формальдегида и безводного аммиака, равном 100:37:0,375.

5

Смесь транспортируют в замкнутом реакционном пространстве через три температурные зоны, где вначал.е она нагревается за 2 мин от 20 до 120°С, затем в течение последующих 2 мин температура поднимается до 150с за счет тепла реакции поликонденсации и полученная в результате смола охлаждается до &0°С. В реакторе поддерживают давление до 20 ати.

Охлажденную до смолу непрерывно выводят из реактора и отделяют надсмольную воду.

Смолу, содержащую 12-14% Фенола, 10-20% воды и имеющую вязкость 15000-20000 спз (при 20с , со скоростью 15-18 кг/ч подают в герметичное реакционное пространство и распределяют тонким слоем, на Который Henpei)iuHO наносят смесь древесной муки со слюдой в нужном соотнсхоенин.

В течение 1 мин проводят смешение, гююгениэацию и пластификацию массы в замкнутом реакционном объеме с постепенным увеличением давления до 25 ати и температу1 л до 1401бО с. Затем проводят вакуумную сушку и термообработку при температуре 120-80 с. Во время вакуум-сушки в массу вводят краситель и смазку в виде пасты.

Время вакуум-сушки, термообработки и охлаждения до 80 С составляет 30-40 с. Материал формуют в жгуты диаметре 1,5-2,5 мм, охлаждают до 20-ЗО С.и иэмельчсшт.

Полученный пресс-материал , резольного типа может быть отнесен к электрои3оляционным пресс-материалам группы Э2 и отличается от выпускаеквш марок повыиюнной механической прочностью (ударная вязкость н/м 6 кгс см/см, предел прочности при статическом изгибе н/м 750 ктс/ctf

1. СПОСОБ НЕПРЕРЬВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕСС-МАТЕР1{АЛОВ на основе фенолформальдегидных смол новолач- ного и резольного типов путем поли- конденсации смолы из фенола или его гомологов с формальдегидом в виде его водного раствора в присутствии соответствующего катализатора при нагревании, смешения смолы и смеси сыпучих компонентов (наполнителя, отвердите'ля, красителя), гомогени- . зации и пластификации полученной пресс-массы, вакуум-сушки с последующим гранулированием или измельчением полученного пресс-материала.отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, улучшения качества получаемого пресс- материала, повышения стабильности его свойста, сокращения потерь сырья и уменьшения вредных выбросов в атмосферу, сначала проводят поликонденсацию фенола и формальдегида при 140-180°С под давлением 16- 25 ати в течение 1-6 мин в присутствии соответствующего катализатора, затем на полученную водноэмуль- сионную смолу, охлажденную ,до 80- 8.4°С и распределенную тонким слоем, наносят при атмосферном давлении смесь сыпучих компонентов', после чего проводят смешение, гомогенизацию и пластификацию в течение 0,5-1,5 мин, повышая постепенно температуру до 130-160°С и давление до 20-30 ати, вакуум-сушку при мгновенном снижении давления, термообработку при 80-120''С и гранулированные массы с температурой 85+3 С . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения новолачных пресс-материалов, фенол, формальдегид и катализатор- кислоту берут в весовом соотношении 100:26-32:0,4-0,6.4:^ 4^ СЛО9