Способ получения пенопласта Советский патент 1978 года по МПК C08J9/04 

СП

со

1чЭ

ел

со 1 Изобретение касается получения вы сокомолекулярных соединений, в част-ностн способа получения фенольного пенопласта теплоизоляционного назначения. Известен способ получения пенопла та путем вспенивания и отверждения фенолальдегидной смолы резольного ти па .в присутствии кислотного олигомер ного катализатора, содержащего сульфированные ароматические ядра, и вспенивающего агентаС J. В качестве кислотного олигомерного катализатора по известному способ используют сульфированную в ядро фенолальдегидную смолу новолачного тип полученную при молярном соотношении фенола, альдегида и серной кислоты 1:0,3-1,0:0,1-1,5 соответственно. Недостатком известного способа является пониженная активность вспе , ниваемой смеси при отверждении. Цель изобретения - ускорение процессов вспенивания и отверждения пенопласта. Цель достигается тем, что в качестве кислотного олигомерного катализатора применяют сульфированный 0,3-1,2 моль серной кислоты продукт конденсации 1 моль фенола с 0,100,29 моль карбонклсодержащего соединения. Процесс можно осуществлять в присутствии хлоридов магния, кальция,, бария, цинка, алюминия, евинца, титана, ванадия, хрома, марганца, вольфрама, железа, кобальта, никеля, платины, взятых в количестве О,1-2,О моль на 1 моль фенола кислот ного олигомерного катализатора. Кислотный олигомерный катализатор можно использовать после дополнитель ной конденсации его с 0,05-0,30 моль карбонилсодержащего соединения. Кислотный катализатор представляет собой высококонцентрированный, но одно временно низковязкий продукт, легко совмещающийся с резольной смолой. Эти качества катализатора обеспечивают высокую активность смеси при ее вспенивании и отверждении. Предлагаемый способ позволяет полз чать пенопласт известными методами: формованием на месте, напылением на открытые криволинейные и фасонные поверхности, формованием на установках непрерывного действия и т.п. 9 В качестве фенолальдегидиых смол резольного типа по предлагаемому способу можно применять жидкие резольные смолы с вязкостью ниже 200 пз (при ) и содержанием воды менее 50%. В качестве вcпteнивaющejгo агента МОЖНО) использовать легкокипящие жидкости: такие, как низшие алифатические спирты, алифатические эфиры и кетоны.; нacьш eнныe алифатические углеводороды, галогенуглеводороды или их смеси; вещества, разлагающиеся под действием кислоты или тепла с образованием газообразных продуктов, например карбонаты и бикарбонаты металлов, порошки металлов, взаимодействующие с кислотным катализатором с вьщелением водорода. В соответствии с изобретением предпочтительно применять петролейный эфир с температурой кипения в интервале от 30 до 70°С, трифтортрихлорэтан (фреон 113), трихлорфторметан (фреон-11), а также четыреххлористый углерод или его смеси с фреоном 11. Вспенивающий агент используют в количестве 1,0-30 вес.ч. к весу резольной смолы. По рредлагаемому способу можно применять различные целевые добавки, способствующие получению пеноштастов с улучшенными свойствами. К ним относятся, например, неионогенные поверхностно-активные вещества, улучшающие структуру пенопласта, тиомочевина, поглощающая выделяющийся при вспенивании формальдегид, всевозможные наполнители типа стекловолокна, увеличивающие прочностные показатели пенопласта. Кислотиьй олигомерный катализатор получают путем сульфирования продукта конденсации 1 моль фенола с 0,1-0,29 моль карбонилсодержащего соединения. Возможна модификация катализа-тора, заключающаяся в дополнительной его конденсации с 0,05-0,3 моль карбонилсодержащего соединения. Из карбонилсодержащих соединений применяют ацетальдегид, ацетон, бензальдегид, метилэтилкетон, фурфурол, формальдегид. Последний в виде, например, ацетапя , триоксана, параформа и т.д. Для сульфирования используют олеум, серный ангидрид, концентрированную (не ниже 92%) серную кислоту. 3 ° В соответствии с изобретением при меняют сульфированные продукты конденсации 1 моль фенола с 0,10-0,29 м карбонштсодержащего соединения, полу ченные, например, следующими способа ми: 1.Конденсируют фенол с карбонилсодержащим соединением в присутствии каталитических количеств оснований, кислот, солей, в результате чего получают продукт,.содержащий либо метилольные группы, либо метиленовые связи при наличии большого избытка свободного тепла, полученный продукт сульфируют. 2.Конденсируют при новолачном или резольном соотношении часть фенола с карбонипсодержащим соединением, затем смешивают образующийся про дукт конденсации с оставшейся частью фенола и сульфируют полученную смесь 3.Совмещают стадию сульфирования со стадией конденсации. При этом предпочтительно используют безводные (или содержащие небольшое количество воды) мономеры. В сульфированный продукт конденса ции можно добавлять различЕсые вещест ва; такие, как минеральные и/или органические кислоты, например ортофосфорная, толуолсульфокислота, ангидриды минеральных и/или органических кислот, например фосфорный ангидрид, уксусный ангидрид, воду, спирты, например бутанол, поверхностно-активные вещества. 594 Кислотный олигомерный катализатор представляет собой жидкость с вязкостью 100-2500 спз при 20 С и сухим остатком вьш1е 76% (120С, 2 ч). Катализатор используют в количестве 3-100 вес.ч., предпочтительно 5-40, на 100 вес.ч. резольной смолы. Используемые по изобретению хлориды различных металлов применяют в порошкообразном виде, а также в виде растворов в воде, спиртах, резольной смоле в количестве 0,1-2,0 моль на 1 моль катализатора. Хлориды дополнительно увеличивают активность смеси при вспенивании и отверждении, Фенольные пенопласты, получаемые в соответствии с изобретением, имеют качественные показатели на уровне лучших показателей известных пенопластов этого типа. Пример. Синтезируют кислтотные олигомерные катализаторы 1-7, рецептуры и свойства которых приведены в табл.1. Катализатор 1 получают путем сульфирования фенола с последующей конденсацией 1 сульфированного фенола с формальдегидом, а катализатор 2-сульфированием новолака. Катализаторы 3-5 синтезируют путем сульфирования продукта конденсации 1 моль фенола с 0,10-0,29 моль карбонилсодержащего соединения с последующей диконденсацией (катализаторы 6-7) с формальдегидом. Таблица. 1

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА путем вспенивания-И отверждения фенолальдегидной смолы резоль- ного типа в присутствии кислотного . олигомерного катализатора, содержащего сульфированные ароматические ядра, и вспенивающего агента, о т-личающийся тем, что, с целью ускорения процессов вспенивания и отверждения, в качестве кислотного олиг гомерного катализатора используют сульфированный 0,3-1,2 моль серной кислоты продукт конденсации 1 моль фенола с 0,10-0,29 моль карбонилсодер- жащего соединения.2. Способ по 'п.1, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии хлоридов магния, кальция, бария, цинка, алюминия, свинца, титана, ванадия, хрома, марганца, вольфрама, железа, кобальта, никеля, платины, взятых в количестве 0,1-2,0 моль на 1 моль фенола кислот- рного олигомерного катализатора,®сл

1. Рецептура, моль: Фенол

Карбонилсодержащее соединение

Фенол

Серная кислота

0,2

Ацетон Ацет- СН20 0,29 аль- (диокдегид солан) 0,15 0,2 .

0,8

0,65

0,3

1,2

Формальдегид

(формалин 37%-ный) 0,5

II Продукт, подвергающийся сульфированию при синтезе катализатора Фенол

III Свойства кислотного катализатора Вязкость (), спз 6050

Как видно из табл.1, катализаторы по изобретению 3-7 характеризуются меньшей вязкостью и большей величиной сухого остатка, чем вязкость и сухой остаток известных кислотных олигомерных катализаторов 1-2,

Кислотные олигомерные катализаторы 1-7 используют для получения пенопластов. В качестве резольной

18

13

9

Продолжение табл. 1

0,05 0,3

360

1800 720

900

2100

смолы 1 применяют продукт, полученный при взаимодействии 1 моль фенола с 1,65 моль формальдегида в щелочной среде. Показатели смолы: вязкость при 2930 спз, содержание метилольных групп 23 вес.%.

В табл.2 приведена активность смеси При вспенивании и отверждении.

Таблица2

240 215 130

Примечание: в расчете на 1 моль фенола катализатора;

время, в течение которого смесь резольной смолы с катализатором переходит в гелеобразное состояние при 100°С, Гд2 - время, в течение которого смесь резольной

смолы с катализатором и вспенивающим агентом начинает вспениватьсяi

оглипсГ в течение которого смесь резола с катализатором и вспенивающим агентом вспевшвается и отверждается до такого состояния, когда поверхность пенопласта теряет липкость.

Как видно из табл.2, использованиеванием известных катализаторов

катализаторов 3-7 в соответствии с1-2).

изобретением позволяет увеличить ак- 35 В табл,3 приведены рецептуры,рекотивность смеси при вспенивании и от-мендуемые методы переработки и свойстверждении (по сравнению с использо-ва полученных фенольных пенопластов,

iТаблица 3

9 59215910

Кроме резольной смолы 1, примени-пользуют в виде растворов в воде

ют резольную смолу 2 со следующимилибо в порошкообразном состоянии

показателями: вязкость при 20 С(см. табл.3).

4500 сп, сухой остаток (120с, 2 ч), Применение предлагаемого способа

80 вес.% содержание метилольных5 позволит осуществлять формование

групп 18 вес.%, содержание поверх-пенопласта за более короткий променостно-активного вещества 1 вес.%.жуток времени, чем процесс получеХлориды алюминия, цинка и меди ис-ния пенопласта по известному способу,