Способ получения связующего дляСТЕКлОплАСТиКОВ Советский патент 1981 года по МПК C08G8/10 

I

Изобретение относится к способу получения связующего для стеклопластиков.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения связующего включаклдий конденсацию в щелочной среде фенола с формальдегидом при мольном соотношении 1,7-1,9:1 соответственно при 94-98с с последующим вводом в реакционную среду сульфата алюминия С1j.

Недостатком этого технического решения является длительность технологического процесса получения связующего (-vl 5 ч , большой расход воды для приготовления раствора коагулянта Сна I т связующего расходуют 300 кг воды), содержание в составе связующего токсичного вещества - ацетона и недостаточно высокие физикомеханические свойства изготавливаемого на его основе стеклопластика.

Цель изобретения - улучшение физико-механических свойств стеклопластика.

Для достижения указанной цели в процессе конденсации фенола и формаль дегида взятых в соотношении 1,8:1 при 94-98 С и рН 8,5-9,5 вводят в виде гидрата 10-20 вес.ч. сульфата алюминия (Al,2(S04)j18 HjiO) и процесс продолжают при рН 4,0-4,5 в течение 1530 мин после чего смесь быстро ох-, лаждают до 20-25 С, перемешивают в течение 2,5-3,0 ч. Способ получения связующего осуществляют следующим образом.

В реакционный сосуд, снабженный мешалкой, работающей со скоростью 60-100 об/мин,термометром, обратным холодильником и рубашкой для подогрева, загружают- 100 вес,ч. фенола и 55,5 вес,ч. формальдегида. Затем загружают 2 вес.ч. щелочи тл включают.

При 40-45 С обогрев отключают и дальнейший подъем температуры происходит за счет тепла экзотермической реакции. При достижении 85-90с мешалку вы ключают. При 94-98°С (закипание смеси) и включенном обратном холодильнике проводят конденсацию в течение 20 мин. По истечении этого времени включают мешалку, в реакционную смесь вводят 10-20 вес.ч. гидрата сульфа52та алюминия и продолжают процесс при рН 4,0-4,5 в течение 15-30 мин. Реакционную смесь быстро охлаждают до 20-25 0 в течение 10-15 мин,,перемешивают в течение 2,5-3,0 ч и разделяют отстаиванием в течение 1,5-2 ч. Нижний водный слой удаляют. В табл. 1 представлена характеристика предлагаемого связывающего и известного. Таблица 1

Однородная подвижная масса коричневого цвета

метру

6000-12000

Получаемое предлагаеьам способом связующее используется для изготовления стеклопластиков на основе тканых и нетканых стеклонаполнителей.

Пример 1. В реакционный сосуд, снабженный мешалкой, работающей со скоростью 60-100 об/мип,термометром, обратным холодильником и рубашкой для подогрева, загружают 100 вес,ч. фенола и 55,5 вес.ч. формальдегида, перемешивают 5 мин. Затем загружают 2 вес.ч. щелочи (NaOH) в виде 43%-ного водного раствора. Включают обогрев (.скорость подъема: температуры 1 град./мин) реакционную смесь подогревают до и отключают обогрев. За счет тепла экзотермической реакции происходит самопроизвольный подъем температуры. При достижении 85с включают мешалку. По ле начала кипения смеси включают обратный холодильник и продолжают конМасса темнокоричневого цвета

9350-13400 4,0-4,5

4,0-4,5

2,0-2,2

2,9-3,7

О 6,3-11 20-24 6-9

денсацию в течение 20 мин. Затем в реакционную смесь при включенной мешалке вводят 10 вес.ч. гидрата сульфата алюминия и продолжают процесс при рН 4,0-4,5 15 мин реакционную смесь быстро охлаждают в течение 10 мин до 20-25 0, перемешивают 2,5ч и разделяют отстаиванием в течение 1,5 ч. После отстоя нижний водный слой удаляют.

Полученное связукщее имеет следующие свойства. .

Внешний вид

Однородная подвижная масса коричневого цвета

Вязкость по Рео- вискозиметру при температуре 20 С, сП

Содержание свободного фенола, % Содержание свободного формальдегида, % Содержание snarHj П р и м е р 2. Аналогично пример 1. Отличие состоит в том, что в реакционную смесь вводят 15 вес.ч, ги рата сульфата алюминия и продолжают процесс в течение 25 мин,при рН 4,0 4,5. После чего реакционную смесь быстро охлаждают в течение 12 мин д 20-25 С, перемешивают в течение 2,5 и разделяют отстаиванием в течение 1,5 ч. После отстоя нижний водный слой удаляют. Полученное связующее имеет следу щие свойства. Внешний вид Однородная п вижная масса коричневого цвета Вязкость по Реовискозиметру при температуре 20 С, сП12000 Содержание свободного фенола,% 4,0 Содержание свободного формальдегида, % 2,0 Содержание влаги,% 20 Примерз. Аналогичен примеру .2. Отличие состоит в том, что в реакционную смесь вводят 20 вес.ч, гидрата сульфата алюминия и продолжают процесс в течение 30 мин- при

Разрушающее напряжение при статическом изгибе, кгс/см

Ударная вязкость, кгс«см/см

Водопоглощение за 24 ч, %

1761/2212

2380

2831

46,3

50,3

35-45

0,32

0,16

1,6-2,0 Н 4,0-4,5. После чего реакционную месь быстро охлаждают в течение 15 мин до 20-25С, перемешивают в ечение 3 ч и разделяют отстаиванием течение 2 ч. После отстоя нижний одный слой удаляют. Полученное связующее имеет следуюие свойства. Внешний вид Однородная под« вижная масса коричневого цвета Вязкость по Реовискозиметру при температуре 20с, сП Содержание свободного фенола,% Содержание свободного формальдегида,% Содержание влаги,%. 20,3 П,р и м е р 4. Изготовление стеклопластика. Связующее наносят на стеклохолст марки ХЖКН в соотношении 1,35:1, сушат при температуре 120t5 С в течение 10 мин. Затем собирают пакет из четырех слоев и прессуют при температуре 150±5с и давлении 10 кгс/см в течение 10 мин (из расчета 3 мин на 1 мм толщины). Свойства стеклопластика на связующем, полученном предлагаемым и известным способами по примерим 1-3 представлены в табл. 2 (условия 1изготовления стеклопластика аналогичны). Таблица2 Предлагаемое техническое решение позволяет в 2-2,5 раза сократить вpв мя технологического процесса получения связующего (продолжительность предлагаемого процесса изготовления связующего 5,5-6 ч, а связующего по известному i 15 ч) и получить на его основе стеклопластик с повышенными физико- механическими свойствами. Формула изобретения Способ получения связующего для стеклопластиков, включающий конденса цию в щелочной среде фенола с формал дегидом при мольном соотношении 1.71,9:1 соответственно при 94-98 0 с последующим вводом в реакционную среду сульфата алюминия, отличающийся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств стеклопластика, сульфат алюминия вводят в виде гидрата в количестве 10-20 вес,ч. и процесс продолжают в течение 1530 мин с последующим резким охлаждением до 20-25®С и перемеш1 вачием в течение 2,5-3,0 ч, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР по заявке № 2530502/23-05, кл. С 08 L 61/10, 1972 (прототип).