Способ получения модифицированной карбамидной смолы Советский патент 1974 года по МПК C08G9/32 

1

I Изобретение относится х области лодучения ноди цированных карбакидннх смол, приивнявмых в качеству связусцего для изготовления стеклопластиков и клеев.

Известен способ получения иодифицированной карбанидной сиолн путем двухстадийной конденсации мочевины и формальдегида в присут, ствии частично гидролизованного поливинилацетата

Однако известнне карбамщнно смолы при использовании их в качестве связующих для стеклопластик КОВ не обеспечивает достаточной прочности, теплостойкости и водостойкости.

С целью получения матермвалов на основе предложенной смолн с повышенными теплостойкостью, проч- ностью и ВОДОСТОЙКОСТЬЮ конденса-i цию проводят В присутствии меламина при начальном весовом соотно-, - шении мочевина: иеламин:фориальдв-;

1гид;поливиншацвтатная эмульсия 100:10-60:80-Ш:16-30.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

В слабощелочной или нейтральной среде при нагоевании получают продукты взаимодействия мочевины, меламина и формальдегида при начальных весовых соотношениях 100: 10-00:80-125. предпочтительно 100:30:122. Затем вводят поливннилацвтатную ЭМУЛЬСИЮ (ПВАЭ) в количестве 15-30 вес.ч., предпочтительно в количестве 20 , (В пересчете на 10055 сухой лстаток}, и конденсацию продолжают В кислой среде при 7( до достижения вязкости 14-16 с (по Вискозиметру ВЗ-4 при ). Проводят нейтрализацию смолн щелочью охлаждают до lO-lS C и отгоняют ВОДУ при разрежении до ебуемой концентрации смолн, добавляют вто . .рую порцию мочевины в количестве 133 вес.4. н конденсиоуют в теченив 30 мин при 60-65 С.

Возможно введение ПВАЭ на егадаи докощенсации с мочевиной следующим образом.

Вначале в слабо1 лочяой или н0й5раяьной среде при нагреваний до геиперагуры кипения получают продукз н взаимодействия мочевинн,

меламина и формальдегида, нейтрализую ковденсационннй расетор щелочью, охлаждаю до 60 - н обгоняю воду при разрежении до заданной Еонцен7ра1даи. Затек последовательно ввода мочевину.. ПВАЭ, конденсируют при 60-65 С в течение 30 мин, после чего поднимас рН смолн щелочью до величийн 7,5-8,5.

Полученная модифицированная смола стабильна при хранении и отверждается обычными для карбамидннх смол отвердителями.

Пример 1. В трехгорлув колбу, снабженную обратным холодильником мешалной и термометрсм, загружаю 3981 г 36,7 -ного формалина, нейтрализуют его 4%-ннм jpacTBopOM едкого натра до ЬН-8.35 и вводят 1200 г мочевины IA 360 г меламина Нагревают до 96-98 С и конденсируют при этой температуре в течение 40 минв

Полученный предконденсаз охлаждаот до и вводят 483 г 50 ной поливинилйцеташой эмульсии, рН становится равным 4,7 Продолжают конденсацию при 65-70 в течение 20 1ш; до ВЯ8КОСТИ-15 о по вискоеиметпу ВЗ-4 при . Нейтрализуют раствором УаОН до рН 7,8 и отгоняют воду до коэффициента рефракции 1,488 (при разрежеиии;. При вводят 396 г мочевины и конденсируют при этой температуре в течение 30 мин Полученная смола имеет следующие свойства,

рН - 7,4

Коэффициент рефракции 1,491 Вязкость по вискозиметру ВЗ-1 при

Вязкость повискозиметру В3«1 при 20Т через 60 суток (сГ25,0 Содержание свободного формальдегада () 1,0....

4„

Содержание сухого остатка С%)0 Врёмй О5вер4вш сД хлористого аммония при (с) 80,0 1йзнеспособность с 1% хлорютого

аммония при комнатной температуре (Я) более 10,0.

Пример 2.В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, меиалкой и термометром, загружают

3746 г формалина, нейтрализуют его раствором едкого натра до рН 8,8 и вводят 1200 г мочевины и 240 г меламина.

Нагревают до 96-98 С и конденсируют при этой температуре в течение 40 мин.

Полученный предконденсат охлаждают и вводят 449 г поливинилацетатной эмульсии, рН становится равным 4.4. Продолжают конденсацию при 75-80 С в течение 30 мин до вязкости 15,5 с по вискозиметру ВЗ-4 при , Нейтрализуют 4%-ным раствором едкого натра до рН 8,0 и отгоняют воду до коэффициента рефракции 1,475 при разрежении. При 60 С вводят 396 г мочевинн и конденсируют при этой температуре в течение 3D мин.

Полученная смола имеет следующие свойства. ,5 Коэффициент рефракции 1,478

зкость по вискозиметру ВЗ-1 при (с) 32,5

Вязкость по вискозиметру ВЗ-1 при 20°С через 60 суток (с5 85

Содержание свободного формальдегила (%) 0,5

Содержание сухого остатка (%) 72 f 8 Время отверждения смолн-с 1% хлористого аммония при 100 С (с) 78,0

Жизнеспособность смолы с 1% хлористого аммония при комнатной температуре (ч) более 10,0

Пример 3, В трехгорлую колбу,

снабженную обратным холодильником, мешалкой и термометром, загружают Э92у 36,7 -ного формалина, нейтрализуют его 1 и. растворсм

едкого натра до рН 8,8 и вводят 300 г мочевины и 90 г меламина, Нагревают до 96-98 С и конденсируют при этой температуре в течение 45 мин до вя8костй.13,2 по виснозииетру ВЗ-4 при 20 С. Нейтрализуют 1 н, раствором едкого натра до рН и отгоняют воду до коэффициента рефракции 1|479 (при разрехении; При 60 С последовательно вводят iOO г мочевины и 121 г полившгададетатной эмудьсии, рН становится равннм 6,1. Конденсируют при этой температуре в течение 30 мин и охлахдают рН готовой смолн до водят до значения 7,5-8,5 добавляя 1 н. раствор едкого натра

Полученная смола имеет следующие свойства.

рН 7,5

Коэффициент рефракции 1,473 Вязкость по вискозиметру В&-1 при20°С (с) 19,0 Вязкость по вискозиметру ВЗ-1 при 20 С через 60 суток (с) 31,0

Содержание сухого остатка (%) 70.,0

Свободный формальдегид сульфидным методом не определяется

Время отверхдения с 1% хлорисг того аммония при температуре 100 (с) 68iO .

и8неспособность смолн с 1% хлористого аммония при комнатной температуре (ч) более 10

Для получения стеклопластиков на основе смолы, подученной по предлохенному способу, готовят связующее, вес.ч.:

Смола 100

Моноуреид фталевой кислотн ,5

Вода У

Спирт 9

Стеарат кальция 0,2

Полученное связующее тщательно перемешивают и выливают в ванну. Стеклонити протягивают через ванну со связующим, отхимнне валки и сушильную камеру, затем рубят нити на отрезки длиной 10 мм и получают прессматериал дев (дозирующий стекловолокнит).

Анализ прессматериала JKB. Содерхание связующего (%} 42,2 Стекло-алюмоборосиликатное бесМелочное на замасливателе (%} 6,6...

Содерхание летучих 1%) Из прессматериала изготавливают бруски и диски Еомпрессионнни прессованием при следующих условиях:- V

Температура, ®С 14046 ., Удельное давление,кгс/С1г 30Q Время выдерхки в прессу, мин/ мм

Физико-механические н диэлехтрическид свойства стеклоплеютиков на основе полученной модифицированной смолн следующие.

Предел прочности при статическом изгибе, кгс/см 2000-2400

Предел прочности при схатии, кго/см-г-1260-1300

Удельная

f J )f

130

.- ,,1

ВЯЗКОСТЬ, КГС/СМ

Теплостойкость по

125-140 Мартенсу, С 0,8-2.0

Водопоглощение,

Дугостойкость,с (при силе тока 1 ША)8-15

Удельное объемное .электрическое сопро-/г ,.

тивление. Ом.см2 ДО -3.10

Удельное поверхностное электрическое -i2 t

сопротивление Ом2.10 -3.10

Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 50 Гц 0,02

„.

Для получения клея на OCHOB I полученной смолы к 100 г.смолн добавляют 1С5ь от веса 1055-ного водного раствора щавелевой кислоты, тщательно перемешивают кле1 евой раствор и склеивают бруски стандартным методом.

Предел прочности при сдвиге (при разрушении по ддревесине);

после выдерхки в течение 14 суток при комнатной температуре 85кгс/см; после вымачивания в

воде в течение двух,

суток65 кгс/см

после кипячения в во-«

де в течение трех часов 45 кгс/eir

ПРЕДАЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получвнЕЯ модифицированвой яарбаиидной сиолн, прии ияеной,например, в качества свя8Хще- го для стеклопластиков и клеэв, путем двухстадийной конденсации мочевины, формальдегида и ПОЛИВЕ нилацетатной эмульсии,сначала в слабощелочной, -затем в кислой среде при температуре кипшия,

отджчавцхйея тем что, с целью получения материалов на OCHOBQ предложенной смолы с повышенными те плостойкостью,

прочностью и водостойкостью конденсацию проводят в присутствии меламина при начальном весовом соотношении мочевин меламин: формальдегид:поли в1шмла1ютатная

ульсия 100:10-60:60-125:15-30.