Способ получения фенолоальдегидных пластиков Советский патент 1945 года по МПК C08L61/10 C08K9/04 C08L97/02 

Обычно при получении фенолальдегидных пластиков используют готовые фенолальдегидные смолы и производят отверждение смеси фенолальдегидной смолы с наполнителем при повышенной температуре под давлением. Однако применение готовых смол -повышает стоимость продукции и ставит заводы, использующие смолы для прессования изделий, в зависимость от производителей этих см-ол.

С другой стороны, для достижения глубокой пропитки смолой волокнистых материалов и получения высококачественных пластиков приходится вводить смолу (вследствие ее высокой вязкости) в виде спиртовых растворов, что вызывает непроизводительную трату растворителя.

Для устранения этих недостатков предлагалось применять вместо готовой смолы смесь реагента, из которых она образуется, с последующей конденсацией па волокне. Однако летучесть фенола и формалина создает ряд неудобств при получении пластиков этим методом, повышает вредность производства и вызывает непроизводительную трату реагентов.

Уже известно, что фенол в присутствии щелочи, взятой в количестве 1 моля на 1 моль фенола, способен связывать формальдегид на холоду с образованием фенолоспиртов (салигенин, параоксибензиловый спирт), и фенолодиалкоголей, являющихся промежуточными продуктами при синтезе смол резольного типа. Однако вследствие трудности выделения этих фенолоспиртов в чистом виде и малых выходов, они не получили применения в производстве смол, а диалкоголи фенола изолировать из их смесей с моноалкоголями до сих пор вообще не удавалось.

Опыты авторов показали, что смеси фенола с формалином способны реагировать па холоду со 100%-ным связыванием альдегида даже в присутствии малых количеств катализаторов, «апример, I,5i% едкого натра или окиси кальция от веса фенола, причем в результате этой реакции образуются растворы феноло-моно- и диалкоголей, которые могут быть использованы непосредственпо в производстве пластмасс, посколь№ 65474- 2 -

ку при нагревании они дают смолы .резольного типа, переходящие при дальнейшем нагреве врезиты.

Эта реакция может быть проведена в простой аппаратуре на заводах, являющихсяПотребителями фенольных смол.

Полученные после связывания -формальдегида реакционные смеси представляют жидкости с низкой вязкостью, не дающие мути при разбавлении водой и содержащие около 50% фенолоспиртов, lEi% свободного фенола и 35i% воды.

Они легко подвергаются обезвоживанию в вакууме при 40-50°, не теряя при этом неограниченной растворимости в воде и превращаясь в более вязкие жидкости, аналогичного состава.

Необезвоженные продукты;конденсации, благодаря их низкой вязкости, легко впитываются волокнистыми наполнителями и дают возможность получать композиции, которые после непродолжителБНой сушки при 90-100° превращаются в пресс-материалы, -быстро переходящие при нагревании под давлением в изделия, отличающиеся, подобно изделиям из готовых резольных смол, большой механической прочностью.

Так,- например, исходя из бумаги, ткани .или щпона, пропитанных раствором фенолоспиртов, можно получить слоистые пластики (гетииакс, текстолит, фанеру, дельта-древесину), не уступающие по. механическим и другим показателям Слоистым пластикам, полученным на основе готовых фенолальдегидных смол. Льняные очесы, линтер и другие волокнистые материалы, обработанные феиолоспиртами, дают волокниты не худшего качества, чем получаемые при употреблении готовых смол, а древесная мука, обработанная фенолоспиртамй-прессовочные порошки С высокими механическими показателями.

Для характеристики получаемых пластиков ниже приводятся результаты физико-мех:анических испытаний.

Обезвоженные фенолоспирты, вследствие большей вязкости, менее пригодны для глубокой пропитки, но имеют то преимущество, что слоистые пластики могут быть получены на их основе без предварительной сущки и термообработки композиции. Нагревание обезвоженных фено-. лоспиртов до 60-100° в формах дает возможность получать из них прозрачные резиты, отличающиеся высокой твердостью и прочностью. Пример 1. Смесь,фенола с формалином, содержащую 40% фенола, 19i% формальдегида и 1,2% окиси кальция, оставляют стоять при 22°, не допуская.повыщ.ения температуры. Через 5 суток связывание формальдегида достигает 96%, а через 8 суток 100i%.

Пример 2. Смесь фенола с формалином, содержащую 49,85% фенола, 17,5% формальдегида и 0,75% едког.о натра, нагревают при 50°. Через 12 час связывается 92,7% альдегида, а через 22 час 100%.

Пример 3. Раствор фенола в формалине, содержащий 44,39% фе-. нола, 20% формальдегида и 0,65% окиси кальция, нагревают при 50°. Через 10 час альдегида связывается на 90%, а через 19 час на 100i%.

Пример 4. 100 вес. ч. необезвоженных фенолоспиртов, полученных согласно примеров 1, 2 или 3 после связывания не менее 95% свободного формальдегида, смешивают с 60 вес. ч. древесной муки и нагревают в сушилке Va час при 100°.Полученный прессовочный порошок нагревают в пресс-формах при температуре 160-165° и давлением 350 кг/см. Выдержка - 1 мин на 1 мм толщины.

Пример 5. Для получения волокнита смешивают 60 вес. ч. льняных очесов с 100 вес. ч. необезвоженных фенолоспиртов, сушат 30 мин при 100° и прессуют при режиме, указанном в примере 4.

Пример 6. Для получения гетинакса кабельную бумагу пропитывают в течение 1-2 мин раствором фенолоспиртов и сушат 20-25 мин при 100°. Листы пропитанной бумаги прессуют при начальном давлени ; 60 кг/см и температуре 70°, повышая давление ступенями в течение 20-30 мин до 120 л:г/сж2 и температуру до 180-165°. Выдержка 4 мин на 1 мм толщины. Охлаждение до 50° проводят под давлением.

Пример 7. Для получения текстолита бязь пропускают через ванну с раствором фенолоспиртов, после чего отжимают от избытка раствора. Сушка и термообработка 20-25 мин при 100°. Режим прессования: загрузка при 70, начальное давление - 60 кг/см, подъем давления Б течение 20-30 мин ступенями по 20 кг/см-, выдержка 5 мин на 1 мм толшины; температура 160-165°, давление 120 кг/см -. Охлаждение до 50° под давлением.

Пример 8. С целью получения фанеры бумагу для склейки шпопа пропускают через ванну с раствором фенолоспиртов. Подсушка 10 мин при 100°. Режим прессования фанеры: удельное давление 20 кг/см, температура 145°, выдержка 4 мин на 1 мм толш,ины изделия.

Пример 9. Для получения дельта-древесины сухой фанерный шпон толшиной 0,5 мм опускают на 2-3 сек в раствор фенолоспиртов. Отекание - 10 мин. Оушка и термообработка - 30 мин при 90°. Режим прессования: загрузка при 70° и начальном давлении 40 кг/см-.

Подъем давления (при непрерывном подъеме температуры) Ступенями по 20 кг/см в течение 20-25 мин. Выдержка 4 мин на 1 м.м толшины изделия. Давление 110 кг/см Температура 145°. Охлаждение до 50-40° под давлением.

Предмет изобретения

1.Способ получения фенолальдегидных пластиков с применением в качестве наполнителей бумаги, шпона, ткани, древесной муки, очесов и т. д. материалов, отличающийся тем, что указанные наполнители пропитывают водным раствором фенолоспиртов, полученных нагреванием смеси фенола с формалином при температуре 20-50° в присутствии 1,5-3,0 гидроокиси кальция или иных щелочных катализаторов до тех пор, пока связывание формальдегида не достигнет 90- 95%, после чего пропитанный материал подвергают сушке и термообработке при 90-100°, а затем прессуют при повышенной температуре в обычных условиях.

2.Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что растворы фенолоспиртов подвергают обезвоживанию в вакууме пр:; температуре, не превыщающей 50°.