Способ получения прессовочных порошков на основе целлюлозы и продуктов конденсации мочевины с формальдегидом Советский патент 1938 года по МПК C08L61/24 C08L97/02 

Изобретение относится к области получения прессовочных порошков на основе целлюлозы и продуктов конденсации мочевины с формальдегидом в присутствии гексаметилентетрамина.

В этой области широко известно изобретение В. Крауза (швейцарский патент № 178554, опубликованный в 1935 г., см. также французский патент № 777663 и английский патент № 429346), согласно которому абсолютно водостойкие продукты могут быть получены разными путями при конденсации мочевины с формальдегидом в присутствии гексаметилентетрамина и органической кислоты, причем наибольшего внимания заслуживает форма выполнения процесса, отличающаяся тем, что все реагенты сразу вводятся в раствор в нужных количествах до конденсации, после чего последняя ведется при нагревании до тех пор, пока раствор не станет сильно кислым.

Однако, если проводить конденсацию при температуре кипения раствора, то она протекает в этих условиях столь быстро, что легко приводит к негодным для прессования продуктам, вследствие чего автор рекомендует работать при более низкой температуре. Однако, метод работы при 50° имеет ряд других недостатков, заключаюцдихся в чрезмерной длительности процесса (9 часов нагревания при 50° и стояние в течение нескольких суток при комнатной температуре), а также в том, что наполни тель вводят уже в полутвердую массу причем полученный прессовочный порошок, вследствие сушки при низкой температуре, состоит, по преимуществу, из низкомолекулярных продуктов конденсации, выделяющих в условиях прессования много воды.

Как показали проведенные авторами настоящего изобретения опыты титрования свободного альдегида бисульфитом во время конденсации, нет никакой необходимости доводить конденсацию до выделения твердых продуктов, так как формальдегид связывается почти полностью еще задолго до этого. Так, в смеси, содержащей на 1 мол. мочевины 1, 5 мол. формальдегида, а также гексаметилентетрамина и О, щавелевой кислоты (от веса мочевины) при комнатной температуре помутнение наступает через 10 часов к тому моменту, когда связалось около бО о введенного альдегида, а при 40, 50 и 60° соответственно через 7 часов, 2 ч. 40 мин. и 50 мин., когда связывание альдегида достигло 95/и. Увеличение гекса с 5 до при 50°, мало изменяя скорость связывания альдегида, сильно замедляет появление помутнения раствора, тогда как увеличение концентрации кислоты дает противоположный эффект. По мере же увеличения в исходной смеси содержания формальдегида с 1, 3 до 1, 9 мол. на 1 мол. мочевины соответственно возрастает и количество связываемого альдегида, причем при ЗО, в случае наличия в растворе гекса и 0,5% щавелевой кислоты, помутнение раствора наступает уже через 2-3 часа, к каковому моменту связывается не менее, чем альдегида от первоначально введенного и Рн конденсационного раствора снижается до 5. Возможно первую стадию конденсации вести при повышенной температуре 70° до снижения Рн до 5,8 и связывания альдегида до 93/о. Однако, обезвоживание продуктов низкотемпературной конденсации при комнатной температуре приводит к негодным для прессования продуктам, так как последние, состоя, главным образом, из низкомолекулярных метилольных производных, перед тем как перейти в неплавкие смолы, должны подвергнуться поликонденсации с образованием плавких смол и воды. Поэтому, если конденсация велась при невысокой температуре, то полученные продукты необходимо подвергнуть дополнительно термической обработке, имеющей целью превращение первичных продуктов конденсации в более сложные смолообразные. Вместе с тем, поскольку альдегид к моменту помутнения раствора оказывается уже ПОЙТИ полностью связанным, термическую обработку первичных продуктов можно и целесообразно соединить с процессом сушки, при условии проведения последней при температуре, обеспечивающей дальнейшее снижение Рн и быстрое осмоление метилольных производных, например, при 60-80 Что касается волокнистого наполнителя, в качестве которого следует применять облагороженную сульфитную целлюлозу, то его удобнееи лучше всего вводить в раствор до того, как последний стал вязким или выделил твердые продукты конденсации, так как этим путем можно достигнуть наиболее легко полной пропитки целлюлозы и получить при прессовании гомогенные продукты даже при наличии в них значительных количеств наполнителя, например, его от веса исходной мочевины. Поэтому следует вводить целлюлозу в раствор тотчас же после смешения реагентов или во время первой фазы конденсации, но еще до помутнения раствора. Таким образом предлагаемый способ получения прессовочных пороцлков из мочевины, фомальдегида и гексаметилентетрамина состоит в том, что смесь реагентов и целлюлозы оставляют при комнатной или повышенной температуре, пока формальдегид не свяжется почти полностью, но до выделения из раствора твердых продуктов, после чего полученную массу распределяют тонким слоем в сушилке и подвергают термической обработке и одновременно с этим обезвоживанию в токе нагретого воздуха. Нагревание в сушилке продолжают до тех пор, пора проба массы, вынутая из шкафа, не обнаружит хрупкости, сохранив, однако, достаточную текучесть при 140-150° в форме Рашига. Затем массу измельчают в шаровой мельнице в порошок и смешивают с красителем. Полученные этим путем порошки содержат 3-б/о влаги и быстро прессуются при 135-150, переходя через 1-2 минуты (на 1 МЛ1} в гомогенную полупрозрачную очень твердую массу, обнаруживающую хорошие механические свойства (ударный изгиб около 8,5 кг,см-, временное сопротивление изгибу около 1000 кг-см-), высокую теплостойкость О100°) и низкий процент водопоглощения (0,2-0,3 « в холодной воде через 24 часа и 0,5-0,7Vo в воде при 95 через 1 час при испытании стандартных брусков); при этом поверхность изделий после длительного со