Способ получения литых мочевино-формальдегидных искусственных смол Советский патент 1940 года по МПК C08G12/12 

Изготовление литых мочевино-формальдегидных продуктов для поделки галантерейных изделий (пуговиц), брошей, браслетов, пряжек и т. п. известно, хотя и не приняло еще широких производственных масштабов. Известные способы изготовления таких продуктов заключаются в основном в следующем.

Мочевину и формальдегид конденсируют с целью получения смолообразного продукта. Полученную смолу подвергают глубокому обезвоживанию упаркой под вакуумом. Вязкий обезвоженный продукт заливают в формы и подвергают длительному (до нескольких недель) п осторожному нагреву, во время которого продукт полиыеризуется, приобретая твердость, позволяющую подвергать его механической обработке. .

Самым трудным моментом в таком процессе является обезвоживание, так как сырая мочевино-формальдегидная смола представляет собою коллоидный раствор смо 1ИСТЫХ веществ в воде, которую очень трудно удалить, не вызвав преждевременной желатинизации.

Вторым не менее сложным моментом в описанном процессе является отверждение литых мочевино-формальдегидных продуктов, ибо при этом требуется тщательное соблюдение температурного режима и равномерность обогрева. В противном случае продукт растрескивается, образуются пузыри или, в случае недостаточного обезвоживания-, продукт мутнеет.

Было установлено, что если пойти по пути, противоположному описанному, т е. усилить процесс желатинизации (синерезиса), то можно также получить литые продукты, пригодные для поделки различных галантерейных изделий, оптических стекол и др.

Оказалось возможным проводить процесс по следующей схеме:

1. Конденсация мочевины и формальдегида в присутствии катализаторов, способствующих образованию метилол-или метиленпроизводных мочевины в начале реакции и дающих в конечном итоге смолообразные продукты, способные к быстрой полимеризации и синерезису.

2.Заливка в формы полученной смолы (в виде коллоидного раствора смолообразных продуктов в воде).

3.Выдержка в закрытых формах при температуре 30-40° в течение 3-10 суток (в зависимости от температуры выдержки, глубины конденсации, а также объема заливки).

4.Извлечение отвердевшего и отделившего воду, в результате синерезиса, продукта и сушка его на воздухе в течение 2-5 суток (в зависимости от размеров).

5.Сушка при 35-40° в течение 5-10 суток (в зависимости от размеров).

6.Постепенный прогрев высохшего прозрачного продукта при 70-80° в течение 6-24 часов и медленное охлаждение для снятия напрян ений.

Весь процесс (и синерезис и сушку) можно целиком проводить при нормальной температуре, однако для этого необходимо много времени, и продукт, хотя и достигает конечного удельного веса и становится совершенно прозрачным, но не обладает достаточной твердостью и водостойкостью.

Установлено, что если процесс синерезиса проводить при повышенной температуре (45-55°) в течение 3,5- 8 суток, то образуются непрозрачные или с включениями непрозрачных прожилок продукты с пониженным удельным весом.

Чтобы придать изделиям опаловую поверхность, следует добавить к жидкому продукту перед заливкой в формы ничтожные количества молока (десятые доли процента).

Пример. 100 вес. ч. кристаллической мочевины растворяют в 200 вес. ч. формалина (35%-го), 7,66 вес. ч. уротропина растворяют в 30 вес. ч. формалина (35%-го). Оба раствора смешивают и добавляют 1,25-2,5.«./г хлористого цинка (50%-го водного раствора). Раствор нагревают с обратным холодильником до кипения.

При 75-80° образуется белый объемистый осадок метилолпроизводных мочевины, который по мере дальнейшего нагрева растворяется. Кипение поддерживается в течение

10-15 минут до полного растворения осадка, после чего дается быстрое охлаждение. Охлажденный продукт, представляющий собою вязкий прозрачный бесцветный раствор (который в случае необходимости окрашивается), заливается в формы с плотно закрываюш,имися пробками во избежание преждевременного испарения воды. Динамика изменении Ph в процессе изготовления смолы следующая: смесь до введения хлористого цинка имеет Ph 7,5-8,5, после введения хлористого цинка Ph -5-5,5 и по окончании конденсации Ph 4,0-4,8.

Залитый в формы продукт помещают в камеру с температурой 35- 40. После 10-24 часов продукт желатинизируется и представляет собою желеобразную слегка замутневшую массу. Через следующие 20-25 часов продукт сильно мутнеет и начинает отделять воду. По истечении следующих 40-§0 часов продукт уже сильно отделяет воду и заметна большая усадка. К этому времени количество отделившейся воды равно 15-20% от веса заливки, что указывает на окончание процесса в загфытых формах.

Вода сливается (Ph воды 3,2-3,5), продукт легко извлекается из формы и подвергается сушке на воздухе при комнатной температуре. Во время сушки на воздухе продукт дает резкую усадку, теряет в весе (на 35-40% по сравнению с весом заливки) и из мутно молочного постепенно переходит в прозрачный;твердость резко возрастает. Сушка на воздухе длится до достижения продуктом удельного веса, практически не меняющегося в течение -1,5 суток. Этот удельный вес находится в пределах 1,35-1,38. Продолжительность сушки на воздухе 3-8 суток (в зависимости от толщины). По окончании сушки на воздухе продукт переносится в камеру с температурой 35-40°, где он становится совершенно прозрачным, достигает удельного веса 1,41 и твердости, достаточной для механической обработки. Для ускорения процесса синерезиса к смолам перед заливкой могут быть

добавлены различные ускорители желатинизации и синерезиса, а также может быть применено частичное обезвоживание смолы упаркой неред заливкой в формы.

Для ускорения сушки она может быть проведена над водоотнимающими агентами (серная кислота, фосфорный ангидрид, хлористый кальций и др.). Для облегчения сушки более крупных отливок, а также для ее ускорения сушка может быть произведена в среде пластификаторов, размягчаюш,их поверхность отвердевшего продукта (глицерин, триацетин и др.).

Предмет изобретения.

1. Способ получения литых мочевино-формальдегидных искусственных смол, без применения метода вакуумной сушки, путем использования явления желатинизации из водных эмульсий смолообразных продуктов, получаюшихся из реакционной смеси через метилол-и метиленпроизводные мочевины, отличающийся тем, что смолу заливают в формы и выдерживают в последних в закрытом состоянии в течение нескольких суток при температуре 30-40° в целях проведения процессов желатинизации и синерезиса, после чего отделившуюся воду сливают, а смолу вынимают из форм и подвергают сушке известными способами.

2. Видоизменение способа по п. 1, отличающееся тем, что, в целях получения непрозрачных или с отдельными жилками литых смол, последние выдерживают в формах от 3,5 до 8 суток при температуре 44-ЬЬ°.