Способ получения фенолформальдегидных смол

 

(5É) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛФОРИАЛЬДЕГИДНЙХ СИОЛ

Изобретение относится к способам получения фенол4ормальдегидных смол, которые широко, применяются в различ..ных отраслях народного хозяйства: в производстве прессовочных масс, графитопластов, гаэонаполненных пластмасс и для других целей.

Известен способ получения фенол" формальдегидных смол путем конденса-, ции фенола с формальдеги ом в присутствии солей двухвалентных:,металлов. и органических кислот. Процесс проводят в две стадии.. На первой стадии конденсацию проводят при температуре кипения реакционной смеси с возвратом конденсата в сферу реакции. Вторую стадию ведут при 150-1бО С под давлением с возвратом конденсата в сферу реакции (1)..

Недостатками известного способа являются невысокая степень превращения фенола и сложность оформления тех логического процесса. Поэтому этот способ не нашел промышленного применения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения фенолформальдегидной смолы путем конденсации фенола с формальдегидом в присутствии кислот при температуре кипения реакционной массы с возвратом конденсата в зону реакционной массы с последующей ва-куумной сушкой образовавшейся смолы.

На 100 мас.ч. фенола берут 25,027,5 мас.ч. формальдегида и 0,21,5 мас.ч. кислоты. В качестве кислот применяют как минеральные, так и органические кислоты. Иэ минеральных кислот чаще всего применяют соляную кислоту, а из органических - щавелевую. рН исходной смеси составляет 1,Я-1,8.

Соляная кислота легко удаляется в процессе сушки смолы и этим выгод- но отличается от других кислот. На применении соляной кислоты в качест"

3 910668 4 ве катализатора основано промышленное холодильника и высушивают фенолформпроизводство самого массового продук- альдегидную смолу под вакуумом при та иэ фенолформальдегидных смол - 60-80 С, Готовую сухую смолу подверсмолы Сф-010 (21. гают анализу по показателям и методиОбщим недостатком всех известных 5 кам, предусмотренным ГОСТ 18694 "Смоспособов получения фенолформальдегид- лы фенолФормальдегидные твердые". ных смол является налипание смол на Ниже приводятся примеры осущестстенки реакционного аппарата. Налипа- вления предлагаемого способа. ние приводит к необходимости ручной Пример 1. В трехгорлую колчистки аппаратов, к ухудшению flpO 19 бу, снабженную обратным холодильницессов тепло- и массообмена и явля- ком, перемешивающим устройством, терется основным препятствием на пути мометром, загружают 200 г фенола, создания и промышленной реализации 146 r 37Ф-ного водного раствора форвысокопроизводительных непрерывных мальдегида (54 r, считая на 10pp), процессов получения фенолформальдегид-15 смесь фторкислот в колйчестве 0,04 r

}лых смол. в виде 10/-ного водного раствора, доводят РН реакционной смеси до 1,3

Целью изобретения является ловы путем добавления водного раствора сошение выхода продукта и улучшение ус ляной кислоты. Реакционную смесь доловий труда за счет более полного ® водят до кипения и при кипении с воз+ превращения фенола. вратом конденсата в зону реакции про1.

Цель достигается тем, что в спосо водят поликонденсацию до коэФфициента бе получения фенолформальдегидных рефракции, равного 1,570. Затем консмол, включающем конденсацию фенола денсационную воду и воду, внесенную с формальдегидом в присутствии кислот g5 с реагента м., отгоняют под вакуумом при температуре кипения реакционной при 60-80 с до остаточной влажности, массы с возвратом конденсата в сферу не превышающей 1,5 . Сухую смолу реакции, в Реакционную массу дополни подвергают анализу в соответствии тельно вводят смесь фторзамещенных с ГОСТ 18694 "Смолы фенолформальдегидалифатических кислот общей Формулы ные твердые".

Н СГ -СГ С, где n = 3-4, в ко4 0 3» „- Содержание свободного фенола в полученной смоле составило 7,147., друличестве 0,02-0,06 мас.ч. на 100 мас.ч гие показатели приведены в табл. 1. фенола, В табл. 1 приведены данные по конВ качестве смеси. Фторкислот приме" версии фенола и по содержанию свобод35 няют смесь ы -.моногидроперфторэнанто- ного Фенола в сырой смоле (смолянои вой и ы-моногидроперфторпеларгоновой фазе) в конце процесса поликонденсакислот, взятых в соотношении 1:1 ко- ции (до вакуумной сушки), которые торые являются доступным промышленным прямо характеризуют полноту конверпродуктом.

40 сии и степень превращения Фенола.

Предлагаемый способ осуществляют Пример 2. Условия осущестследующим образом. вления примера 2 полностью совпадают

В тРехгоРлУю колбУ, снабженнУю об- с условиями осуществления примера 1 ратным холодильником, перемешиваоцим с той лишь разницей, что смесь фторустройством и термометром, загружают кислот в реакционную среду вводят

100 мас.ч. фенола, 27 мас ° 4 формаль в количестве 0,03 мас.ч.,0,06 4)

45 ( дегида в виде 37ь-ного водного Раст- на 100 мас.ч. фенола (200 г). Содержавора, 0,02-0,06 мас.ч. смеси фторали- ние свободного фенола в смоле, полуфатических кислот в виде 10ь-ного вод ченной по примеру 2, составило 3,53. ного раствора. Затем путем добавле- Пример 3. Условия осущест" ния соляной кислоты РН реакционнои

56 вления примера 3 аналогичны условиям смеси доводят до 1,3. осуществления примера 1 с той лишь

Реакционную смесь доводят до кипе- разницей, что смесь фторкислот в рения и при кипении с возвратом конден- акционную среду вводят в количестве сата в зону реакции достигают задан- 0,06 мас.ч. (0,12 c) на 100 мас.u„ ной степени поликонденсации, которую 55 фенола (200 г). Содержание свободного контролируют по коэффициенту рефрак- фенола в смоле составило 7,043. цим. После этого обратный холодиль- - Пример 4.(по известному (2j ник переводят в режим работы прямого способу). Условия проведения поликонТаблица 1

М

Характеристика показателей по способу

Показатель. известному (21 предлагаемому (2 3

Конверсия фенола, 88,5 95,5 89, 1

86,7

Содержание свободного фенола в смоле до сушки, 10,5

4,0 10,0

12,8

Содержание фено" ла в смоле после ушки, Ф

7,14 3,50 7,04

8 30

5 9106 денсации в примере 4 полностью соот" ветствуют условиям примера 1 с той разницей, что процесс ведут без добавления смеси Фторкислот. Содержание свободного фенола в смоле составило 8,303.

Результаты разработки предлагаемого способа получения фенолформальдегидных Смол в сравнении с известным (2) приведены в табл. 2. 10 Добавление перфторкислот в коли" честве менее 0,02 мас.ч. не дает существенного снижения содержания свободного фенола, в смоле.. Добавление перфторкислот свыше 0,06 мас.ч. также 1З не приводит к заметному снижению свободного фенола и нецелесообразно по экономическим соображениям.

Из результатов рассмотрения примеров осуществления предлагаемого способа получения фенолформальдегидных смол в сравнении с известным t2) следует, что при получении фенолформальдегидной смолы по предлагае мому способу в оптимальных условиях, 2s при дополнительном введении в реакционную смесь алифатических фторзамещенных кислот общей формулы

Ъ(СГ -С )п С. 0н, где n - 3-4, 30 в количестве 0,03 мас.ч. содержание свободного фенола снижается с 8,33 до 3,53, т.е. в два раза, что поэво68 6 ляет снизить сырьевой индекс производства и расходные коэффициенты по фенолу за счет его более полного использования. Выход целевого продукта на стадии поликонденсации повысится на 4-53. Переработка смол с меньшим содержанием свободного фенола позволит улучшить санитарные условия производственных помещений.

Кроме того, смолы, полученные в присутствии фторкислот, по сравнению со смолой, полученной по прототипу в сравнимых условиях, обладают мень" шей вязкостью, что благоприятно скажется на условиях их переработки.

При разработке способа было замечено также, что получаемые по предлагаемому способу смолы в меньшей стеnew налипают на стенки реакционной колбы. При введении фторкислот в реакционную среду количество остатка смолы после "свободного" слива смолы из колбы при завершении опытов уменьшается с увеличением количества вводимой смеси фторкислот.

Таким образом, предлагаемый способ получения фенолформальдегидных смол позволяет снизить содержание свободного фенола в готовом продукте, оздоровить санитарные условия при переработке смол, улучшить технологический процесс за счет снижения на„пипания на реакционную аппаратуру.

Таблица 2

910668

Характеристика показателей по способу известному

Показатель

Требования ГОСТ

18694-73 к смоле

СФ-010 предлагаемому

f21

Количество вводимой смеси фторалифатических кислот, мас.ч.

0,03 о,о6

0,02

Вязкость раствора смолы, СП

90 180

120

118

115

150

Содержание свободного фенола,3 7,14

3,50 7,04 8,30

Не более 8,5

Температура каплепадения, ОС

104

102 97

95-105

Содержание воды, 4

1, 30 1 13 0 92 0,90 Не более 1,5

Формула и зобретени я

Составитель Н. Космачева

Редактор О. 6ркова Техред Л.Пекарь Корректор Н. Стец

Заказ,1023 27 Тйраж 512 Подписное

ВНЙИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква Ж-35 Рабская наб. а..4/5 а«евй» ««»««« в«Л« а « » д»

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4 зо

Способ получения фенолформальдегидных смол, включающий конденсацию фенола с формальдегидом в присутствии кислот при температуре кипения реакционной массы с возвратом конденсата в сферу реакции и с последующей сушкой образовавшейся смолы, о т л и- ч а ю щ и и .с я тем, что, с целью повышения выхода продукта и улучшения условий труда за счет более полного

40 превращения фенола, в реакционную массу дополнительно вводят смесь фторвамещенных алифатических кислот общей

1 формулы Н(СР СР ) C 0 где п=3-4j

% n оч в количестве 0,02-0,06 мас.ч. на t00 мас.ч. Фенола.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве смеси фторзамещенных алифатических кислот применяют смесью-моногидроперфтор" энантовой и ul-моногидроперфторпеларгоновой кислот, взятых в соотношении

1;1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 229795, кл. С 08 G 8/10, 1969.

2. Коршак В.В. Технология пластических масс.. "Химия", 1972, с. 272278 (прототип).