Способ получения водорастворимых фенол-формальдегидных смол

 

с»юз советских i O Д И Д Н И Я

ИЗОБРЕТЕНИЯ (») 530648

g®@

К ПАТЕНТУ (61) 3oïoëHHòåëüíûé к патенту (22) Заявлено 04.09.74 (21) 2057671/05 (23) Приоритет — (32) 27.12.73 (51) М. Кл.

С 08 G 8/04

Гасударственный комитет

Савета Министров СССР

lI0 делам нзааретеннй н аткрытнй (31) P-167 659 (33) ПНР (43) Опубликовано30.09 76.Áâëëåòåíü № 36 (45) Дата опубликования описания15.02.77 (53) УДК 678.632 (088.8) Иностранцы (?2 Авто ы Казимеж Фрончэк, Ян Новак, Юзэф Шэвчик, изобретения

Кшиштоф Кэзубски, Богдан Щепаняк и Крыстына Выпых (ПНР) Иностранное предприятие (71) Заявитель Институт Ценжкей Сынтэзы Органичнэй»Бляховня» Кэндежин (ПНР) (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ

ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕ ГИДНЫХ СМОЛ

Изобретение относится к спэсобу получения водоразбавляемых резольных смол, предназначенных для производства плит из минеральный ваты, путем конденсации фенола с фэрмальдегидом в присутствии гидрэокисей двухвалентных металлов в качестве катализаторов.

Известен "„1 способ получения фенэлфэрмальдегидEIDB cMDH53, Korop é sBicJIIoчается в метилолировании фенола формаль- 10 дегидом 8 щелочных условиях в присутстьии гидроэкиси кальция и воды в качестве. растворителя, причем формальдегид вводят в соотношении эт 2,8 до 4,5 моль на 1 мэль фенола, а гидроокись кальция присутствует 15 в соотношении 3-5,5 вес.% кальция по отношению к фенолу. Полученная -аким способом фенолформальдегидная смола характер изуе тся вы с ок им проце нтны м с оде ржанием формальдегида, дохэдящим до 16%, чтэ в 20 значительной мере ограничивает применение этой смолы для производства плит из минеральной ваты.

С целью уменьшения содержания свободного формальдегида к смоле добавляют Mo-. М чевину, проводят процесс дальнейшей конденсации, с получением фенолмочевиноформальдегидных смол.

Цель предлагаемого изобретения — разработка способа получения фенолформальдегидных смол, растворимых в воде, в соотношении выше 1:5, снижение содержания свободного фенола и количество золы.

Сущность изобретения основана на ступенчатой конденсации фенола с формальдегидом, заключающейся в том, что в первой фазе прэпесса конденсируют фенол с формальдегидэм в молярном соотношении не больше 1,5-1,8, а при достижении степени конверсии фэрмальдегида, соответствующей его содержаншэ в реакционной смеси до величины 4-7 вес.%, прибавляют следующую порцию фэрмальдегида в таком количестве, чтобы суммарное молярное сцртношение формальдегида к фенону составляло 2,1-2,5.

Способ сэгласно изобретению заключается в приготовлении смеси формальдегида с сэдержанием метанола ниже 6% с фенолом, полностью растворимом в гидроокиси натрия и в воде, в пропорции, соответству530648 ющей молярному соотношению формальдегида и фенола 1,5-1,8, с последующим подогревом до температуры 45-50оС и доведением величины рН раствора до 8-10, добавлением гидроокиси двухвалентного металла. В зависимости от температуры и содержания метанола в формальдегиде реакцию ведут в течение 3-6 час до момента понижения содержания формальдегида в реакционной смеси до величины 4--7 вес.%, после чего добавляют следующую порцию формалина в таком количестве, чтобы суммарное молярное соотношение составляло

2,1-2,5.

После корректировки рН добавлением гидроокиси ведут конденсацию в течение 510 час до достижения содержания фенола ниже 4 вес.%.

В случае получения смолы с более коротким временем затвердения реакционо ную смесь подогревают до 50-60 С, однако не больше, чем 2 час.

После окончания процесса реакционную смесь охлаждают до температуры 20-28оС и подкисляют серной кислотой с концентрацией ниже 20% или газообразным СО до понижения величины рН раствора до 7,28,0, причем величина рН зависит от зольности и времени затвердения. Выделенный осадок отделяют путем центрифугирования или фильтрования. Полученную фенолформальдегидную смолу хранят при темперагуре около 19оС.

Способ согласно изобретению дает возможность поддержания высокой концентрации формальдегида, достаточной для того, чтобы прореагировала большая часть фенола, содержащегося еще в растворе, с образованием метильных соединений, хорошо растворимых в воде.

Дополнительно DH дает возможность регулирования времени затвердения смолы путем подогрева смеси на конечном этапе процесса до температуры 50-60оС, а также путем контролирования измерений рН на этапе сатурации.

Фенолформальдегидные смолы, полученные по способу изобретения, содержат, вес.% ниже 4 фенола, ниже 5 формальдегида, выше 40 сухой массы, ниже 0,15 золы, и показывают Фстворимость в воде выше 1:5.

Благодаря своим свойствам, они могут применяться в качестве связующего для производства плит из минеральной ваты непосредственно, или после разбавления их циркулирующими фенольными водами.

Вследствие повышенной степени конверии фенола, который теряется при испарении во время процесса отверждения, полу5

l5

И чают меньший расход смолы в производстве плит из минеральной ваты.

В связи с меньшим содержанием фенола, полученные продукты отличаются лучшей стабильностью водорастворимости во время хранения.

Применение смол, полученных по способу изобретения, способствует уменьшению степени загрязнения атмосферы и степени опасности для обслуживающего персонала при производстве плит из минеральной ваты.

Пример Е. В смеситель вводят

282,3 r фенола, полностью растворимого в щелочи и воде, и 391,2 r раствора формальдегида с содержанием формальдегида

36,8% и содержанием метанола 4,5%, что соответствует молярному соотношению формальдегида к фенолу, равному 1,6:1. После перемешивания устанавливают величину рН смеси, равную 8,5, добавлением гашеной извести. Общий расход извести составляет

9 r. На протяжении следующих 6 час ведут дальнейшую конденсацию, после чего повышают температуру смеси до 55оС и подогревают ее на протяжении 1,5 час.

Полученный таким способом раствор подвергают сатурации газообразной двуокисью углерода до величины рН, равной 7,7, после чего выделенный осадок карбоната кальция отделяют центрифугированием.

Полученная смола с вязкостью 13 секунд (по методу с сосудом Форда 4), содержит, вес.%: 42,7 сухого вещества, 2,7 фенола, 8,6 формальдегида, 0,11 золы,и отличается полной растворимостью в воде и временем затвердения 2 мин 20 сек.

Пример 2. В смеситель вводят

282,3 г фенола, полностью растворенного в щелочи и воде, и 366 г формалина с содержанием 36,8% формальдегида и содержанием метанола 4,5 вес.%, что соответствует молярному соотношению формальдегида к фенолу, равному 1,5:1, и после перемешивания устанавливают величину рН смеси, равную 8,5, добавлением гашеной извести, после чего содержимое смесителя подогревают до температуры 45оС. По истечении 5 час перемешивания, когда содержание формальдегида в реакционной смеси понижается до 4 вес.%, добавляют erne

148 г формалина,. доводя суммарное молярное соотношение до величины 2,1:1, и корректируют величину рН раствора до 8,5 добавлением гашеной извести. Общий расход извести составляет 9 г. На протяжения следующих 6 час ведут дальнейшую конденсацию, после чего повышают температуру смеси до 53оС и подогревают ее íà протяжении 1,5 час.

530648

Составитель Н. Космачева

Редактор Л. Герасимова Техред N Ликович Корректор С. Болдижар

Заказ 5238/659 Тираж 630 Подписи ое

ЦНИИДИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5, Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученный таким способом раствор подвергают сатурации газообразной двуокисью углерода до величины рН, равной 7,7, после чего выделенный осадок карбоната кальция отделяют центрифугированием.

Полученная смола с вязкостью 13 сек (по методу с сосудом Форда) содержит, вес.%: 44,7 сухого вещества, 3,2 фенола, 3,5 формальдегида, 0,11 золы, и отличается полной растворимостью в воде и временем затвердения 2 мин 20 сек.

Пример 3. В смеситель вводят

282,3 г фенола, полностью растворенного в щелочи и воде, и 440 г формалина с содержанием 36,8% вес. формальдегида и со- д держанием метанола 4,5 вес.%, что соответствует молярному соотношению формальдегида к фенолу, равному 1,8:1, и после перемешивания устанавливают величину рН смеси, равную 8,5, добавлением гашеной щ извести, после чего содержимое смесителя подогревают до температуры 45оС. По истечении 4 час перемешивания, когда содержание формальдегида в реакционной смеси понижается до 7 вес.% добавляют еще 171г формалина, доводя суммарное молярное соотн оше ние д о величины 2, 5: 1, и к орректируют величину рН раствора до 8,5 добавлением гашеной извести. Общий расход извести составляет 12 г. На протяжении следующих 6 час ведут дальнейшую конденсацию, после чего повышают температуру смеси до 55оС и подогревают ее на протяжении

1 час.

Полученный таким способом раствор подвергают сатурации газообразной двуокисью углерода до величины рН, равной 7,2, после чего выделенный осадок карбоната кальция отделяют центрифугированием.

Полученная смола с вязкостью 13 сек (по методу с сосудом Форда 4) содержит, вес.%: 4-1,0 сухого вещества, 2,5 фенола, 3,9 формальдегида, 0,09 золы, и отличается полной растворимостью в воде и временем затвердения 3 мин.

Ф ормула изобретения

Способ получения водорастворимых фенолформальдегидных смол путем конденсации фенола с формальдегидом в присутствии гидроокисей двухвалентных металлов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения растворимости смол в воде, снижения содержания свободного фенола и золы, процесс конденсации проводят сначала при молярном соотношении формальдегида к фенолу, равном 1,5-1,8 до содержания формальдегица в реакционной смеси 47 вес.%, а затем добавляют следующую порцию формалина в таком количестве, чтобы суммарное молярное соотношение составляло 2,1-2,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Франции М 2094099, С08п

5/00, 1972.