Способ получения фенолформальдегид-НыХ СМОл Советский патент 1981 года по МПК C08G14/08 

Изобретение относится к нолучеиню пластмасс, в частности водорастворимых фенолформал1)Дегидных смол ре.чолыюго типа.

Известно связующее, представляющее собой продукт совместной конденсации фенола н мочевины с формальдегидом в присутствии едкого натра в качестве катализатора, в котором предусмотрена частичная нейтрализация едкого натра борной кислотой |1.

Связующее имеет удовлетворительные показатели по водорастворимости и стабильности, однако на его основе не могут быть получены нзделня с высокнмн фнзико-механичеекими ноказате.яями и водостойкостью.

Известен способ получения водорастворимой термореактивной фенолформальдегидной смолы реакцией фенола с формальдегидом при молярных соотнои1ениях 1:2,8--4,5 в нрисутствни окисн или гидроокиси кальция в количестве 3-5,5 мае. % от количества фепола нрн ступенчатом температурном режиме в течение 60 мин при температуре 52°С, затем нри температуре 67°С с нейтрализацией готового иродукта сульфамнновой, фосфорной, серной, уксусной и другими кислотами 2.

Недостатками известного способа являются нолучепне связую1цего с выеокн г еоде1)жанием свободных мономеров (до6%), ограниченный водорастворимостью н стабпльноетью.

Известен также снособ получения фенолоспиртов, включаюнщй конденсацию фенола с формальдегндом прн массовом соотнои1енни исходных комнонентов 100:68-74 мае. ч. в нрисутствин в качестве катализатора гидроокиси бария нри темнературе 55-бО С в течение 8-10 ч

Л

Иедостатками известного способа являются низкая стабильность связуюп1его:

срок хранения не превьинает 3 недели, п необходимость хранення его нри темнературе не выше .

Извеетен также непрерывный способ получення водорастворнмой смолы нри

пропускании смеси фенола н формалина (лголярное соотношение фенол:формальдегид равно 1:2,3-2,5) и гидроокиси бария (3-5 мае. % от количества фенола) через аппарат типа змеевнка, в котором нодде|)жнваетея те- гпература 80-90°С. При этом смола toжeт быть получепа немод фнцированная нли модифицированная мочевнной или меламнпом, введенными в количестве 50 мае. % от фенола, в этом случае температура реакцин с мочевиной H.IH меламином на 2-й стадии составляет 80SS C. Готовый продукт нейтрализуют серной кислотой 4. Недостатком известного способа является проведение конденсации новышениых температурах 80-90°С, что приводит к получению олигомероз с пониже ной водорастворимостыо и стабильностью, я также введение мочевины в большом количестве, что снижает водостойкость издеЛИЙ на основе связующего. Цель изобретения - новышенпе водораствори.мости и стабильности водных растворов с.мол, а таклсе повьипение жесткости И1(ераловатп1)1х изделий, пропи1анн}.1х 1 ол у ч а е м ы м и смолами. Для достижения этой пели К0|1дрнсацию фенола с формальдегидом всдуг по ступенчатому режиму в 4- стадии: на первой стадии при молярном соотнои1епии фенола и формальдегида 1:1,6-1,9 и при 60-65°С, затем на второй и третьей стядиях дополиительно вводят формальдегид до достижения мольиого соотноше1 ия фенола и формальдегида соответствеиио 1:2,2-2,5 и 1:2,7-3,3 в нрнсутствии окисп или гидроокиси бария при температуре 70-75°С с последующим введением 0,2- 0,25 моль мочевины, конденсанию с мочевииой ведут при температуре 50-55С. Связующее непосредствеино перед употреблеиием нейтрализуют серной кислотой с целью перевода гидроокиеи бария в нерастворимую и негидролизуемую соль сульфата бария. Пример 1. I стадия. В трехтубусную колбу с мещалкой, обратным холодильннком и термометром вводят иервую порцию формалина - 141,2 г (концентрация 37,2%) и 19,12 -. гидроокиси бария {содержание Ва(ОИ)2 ВНгО-98,43%, растворяют катализатор в фор.малине прп 40°С г, течеппе 20-25 мин, нри работающей меП1алке. Вводят 200 г фенола кристаллического, нагревают |)еакпиопную смесг до температуры 60-65°С и выдерживают при этой температуре 40 .мни. IIстадия. Вводят вторую порцию формалнпа в количестве 23,5 г, наг|1евают реакционную смесь до и выдерживают 40 мнн. IIIетадня. Вводят третью порцию формалина - 23,5 г и иродо.чжают конденсацию при 70--75 С 50 мин. IVстадия. Вводят .мочевину ,J4,3 i (65%-ный раствор) и продолжают конденсацию при 55°С в течеЕ1ие 15-20 мин. Готовый продукт охлаждают. Связующее характеризуется следуюИ1ИМИ показателями: Содержание сухого остатка, %45,7 ВодорастворнмостьНеограничеиная Содержание свободного фенола, % 2,60 Содержание свободного формальдегида, % 3,ОЬ Непосредственно перед использованиел связующее нейтрализуется кислотой (10%-ной) до рН 7,0--7,1. Сравнительная характеристика нсйтрллнзованпого связуюн),его по известному и П1)едлагаемому способам приведена и табл. 1. Таблица 1 Пок.азатель Ра.чрушающее напря.жение при изгибе брусков (120X15X10 мм) пз кварцевого цеска н связу|О1цего, кгс/см : ,после изготовления образцов после выдержки на.а водой образцов в течение 6 ч при 40°С Содержание щелочи Растворимость в дистил.шрованной воде ири 20°С (до нейтрализации) Наличие осадка Гараитийиыйсрок хранеиия (до нейтрализации) при , иеПолученное связующее разбавляется водой Б соотно1ненни 1:3 и подается в ка меру волокпоосаждения, где водный раствор связуюн1его наносится на минераловатное волокно. После этогО нроводят уп.ютпепие мнпераловатного ковра и термо1)б1)аботку прп температуре 180 -200С. В ел п чипа сжнмае.мостп мпнераловатпых плит при содержапнп связующею 3% fi исходном состоянии п после выдержки () влажной срече г, течение 30, 60 и 90 дней презставлена в табл. 2. Т а 6 .-1 и ц а 2 (;;ких1аемость минера.оватных плит при хранении во влажной среде (96±2%), % Связуюшее По предл.атаемомз способу

Из данных табл. 2 видно, что показатель сжимаемости плит на основе связующего по действующей технологии через три месяца хранения во влажиой средо ухудшается в 4 раза, а иа основе связующего ио предлагаемой технологии только в 1,4 раза.

Получеппое таким образом связующее обладает повьиненной клеющей способностью, улучшенной водорастворнмостью н стабильностью и обеспечиваег получение на его основе мипераловатных изделий с улучшенной водостойкостью и стабильными во влажной среде физико-механичес к и м и п о к а 3 а т елями.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е и и я

Способ нолучения феиолформальдегидных смол, включающий конденсацию фенола с формальдегидом в присутствии гидроокиси бария с носледующей конденсацией с мочевиной, от л и ч а ю HUI и с я тем, что, с целью повышения водорастворимости и стабильности водных растворов смол, а

также жесткости минераловатных изделий, пропитанных получаемыми смолами, сначала проводят конденсацию фенола с формальдегидом при молярном соотношеПИИ 1:1,6--1,9 при 60-бЗ С, затем при молярном соотношении фенола и формальдегида, равном 1:2,2-2,5 н 70-Тб С, затем при молярном соотношении фенола и формальдегида 1:2,7-3,3 с пocлeдyющи

введением 0,2-0,25 моль мочевины на 1 моль фенола и конденсацией при 50- .

Источники ииформации,

принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ЛУ 330133, кл. С 04 В 25/02, 1970. 2. Патент Англии Ns 1350625, кл. С 3 R, опублик. 1975.

3.Авторское свидетельство СССР . 612935, кл. С 08 G 8/10, 1978.

4.Патент Англии № 1323301, С 3 R, кл. онублик. 1974 (прототип).