CS273742B1 - Method of phenolformaldehyde binder preparation for mineral and glass fibrous materials - Google Patents

Method of phenolformaldehyde binder preparation for mineral and glass fibrous materials Download PDF

Info

Publication number
CS273742B1
CS273742B1 CS683688A CS683688A CS273742B1 CS 273742 B1 CS273742 B1 CS 273742B1 CS 683688 A CS683688 A CS 683688A CS 683688 A CS683688 A CS 683688A CS 273742 B1 CS273742 B1 CS 273742B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
temperature
mineral
phenol
neutralization
formaldehyde
Prior art date
Application number
CS683688A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS683688A1 (en
Inventor
Zdenek Ing Adamovsky
Jaroslav Ing Beran
Odon Ing Hajicek
Magdalena Ing Lehka
Jan Ing Matatko
Jiri Novotny
Original Assignee
Adamovsky Zdenek
Beran Jaroslav
Hajicek Odon
Magdalena Ing Lehka
Matatko Jan
Jiri Novotny
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adamovsky Zdenek, Beran Jaroslav, Hajicek Odon, Magdalena Ing Lehka, Matatko Jan, Jiri Novotny filed Critical Adamovsky Zdenek
Priority to CS683688A priority Critical patent/CS273742B1/en
Publication of CS683688A1 publication Critical patent/CS683688A1/en
Publication of CS273742B1 publication Critical patent/CS273742B1/en

Links

Landscapes

  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Abstract

The binder is produced by multilevel condensation of phenol with formaldehyde in a molar ratio of 1 : 2.3 to 3.5 in the presence of calcium oxide of hydroxide at a temperature up to 85 degrees C. After condensation neutralisation is performed with a solution of mineral acid and carbonic acid. Neutralisation is performed at 0 to 19 degrees C and at the same temperature separation of the indissoluble share occurring during neutralisation is performed.

Description

Vynález se týká přípravy fenolformaldehydového pojivá pro minerální a skleněné vláknité materiály, modifikovaného aminosloučeninou, s vysokou mísitelnosti s vodou, nízkým obsahem popela a volných složek, tj, fenolu a formaldehydu.The invention relates to the preparation of a phenol-formaldehyde binder for amino-modified mineral and glass fiber materials with high miscibility with water, low ash content and free components, ie, phenol and formaldehyde.

Je známo, že pojivá pro výše uvedenou aplikaci, tj, výrobu izolačních materiálů ve formě rohoží a desek, se získávají nejčastěji kondenzací fenolu s formaldehydem v molárních poměrech 1 : 2,5 až 1 : 3,8, za přítomnosti oxidů, hydroxidů nebo uhličitanů alkalických kovů nebo kovů žíravých zemin, zvláště vápníků a baria. Reakční podmínky jsou voleny tak, aby výsledným produktem byly nízkomolekulární, pokud možno jednojaderné sloučeniny typu 2,6-dimetylofenol, 2,4-dimetylolfenol, trimetylolfenol, zajišňující vysokou mísitelnost s vodou nezbytnou pro technologii'-.výroby izolačních materiálů. Současně je nutno dosáhnout nízký obsah těkavých volných složek, zvláště fenolu a formaldehydu z hlediska ekologie výroby při vhodné reaktivitě a dostatečné stabilitě vodného roztoku pryskyřice. Ha dosažení optimálního poměru těchto vlastností se významným způsobem podílí použitý druh a koncentrace katalyzátorů. Starší postupy používají obvykle jako katalyzátor hydroxid sodný, který zajišíuje rychlou reakci, kondenzaci, vysokou rozpustnost ve vodném prostředí. Pokud se však tento rozpustný katalyzátor ponechá v roztoku, nebo se provede jeho neutralizace na rozpustné soli jako síran sodný, fosforečnan sodný aj», dochází vlivem hygroskopičnosti těchto látek k poklesu mechanicko-fyzikálních vlastností izolačního materiálu, zvýšení nasákavosti a navlhavosti zvláště za vyšších relativních vlhkostí nebo při působení vody. Zlepšení nastává při použití hydroxidu draselného a jeho neutralizaci na síran draselný, s nízkou tenzí par nasyceného roztoku. Přesto i tato sůl se projevuje negativně za zvláště ztížených klimatických podmínek.It is known that binders for the above application, i.e., the production of insulation materials in the form of mats and slabs, are most often obtained by condensation of phenol with formaldehyde in molar ratios of 1: 2.5 to 1: 3.8, in the presence of oxides, hydroxides or carbonates alkali or caustic earth metals, especially calcium and barium. The reaction conditions are chosen such that the resulting product is a low molecular weight, preferably mononuclear compound of the type 2,6-dimethylphenol, 2,4-dimethylphenol, trimethylolphenol, ensuring high miscibility with water necessary for the technology of the production of insulating materials. At the same time, it is necessary to achieve a low content of volatile free components, especially phenol and formaldehyde, from the viewpoint of ecology of production, with appropriate reactivity and sufficient stability of the aqueous resin solution. In order to achieve an optimum ratio of these properties, the type and concentration of catalysts used play an important role. Older processes generally use sodium hydroxide as a catalyst, which provides rapid reaction, condensation, and high aqueous solubility. However, if this soluble catalyst is left in solution or neutralized to soluble salts such as sodium sulphate, sodium phosphate, etc., the hygroscopicity of these catalysts leads to a decrease in the mechanical-physical properties of the insulating material, an increase in water absorption and moisture absorption especially at higher relative humidity. or when exposed to water. Improvement occurs with the use of potassium hydroxide and its neutralization to potassium sulfate, with a low vapor pressure of the saturated solution. Nevertheless, this salt also has a negative effect in particularly difficult climatic conditions.

Další významnou skupinou postupů představuje využití oxidů nebo hydroxidů vápníku a baria. Po neutralizaci těchto katalyzátorů vznikají za normálních podmínek téměř nerozpustné sloučeniny zvláště sírany, uhličitany, popřípadě uhličitany a oxaláty. Tyto látky neovlivňují nepříznivě nasákavost izolačních materiálů z nich vyrobených a mohou být proto ponechány v roztoku pojivá. Nevýhodou je však sedimentace této suspenze při delším skladování a riziko zanášení filtrů, popřípadě trysek při aplikaci pojivá.Another important group of processes is the use of oxides or hydroxides of calcium and barium. After neutralization of these catalysts, almost insoluble compounds are formed under normal conditions, in particular sulphates, carbonates or carbonates and oxalates. These substances do not adversely affect the absorbability of the insulating materials made therefrom and can therefore be left in the binder solution. The disadvantage, however, is the sedimentation of this suspension during prolonged storage and the risk of clogging of filters or nozzles when binder is applied.

Společnou nevýhodou těchto postupů založených na použití hydroxidu barnatého jako katalyzátoru je vysoká jedovatost této látky a s tím spojené ohrožení zdraví pracovníků při manipulaci. Největší skupinu představují postupy založené na použití oxidu nebo hydroxidu vápenatého, který má výhodu v odstranění rizik oproti stejným sloučeninám baria, v dostupnosti a nižší ceně. Většina postupů je založena na neutralizaci vápenatých iontů pomocí oxidu uhličitého s vícestupňovou tepelnou kondenzací, nebo kyselinou sírovou nebo fosforečnou. Nevýhodou těchto postupů s ohledem na používání technio kých oxidů nebo hydroxidů vápníku a neutralizací prováděnou obvykle za teploty 20 až 30 °C, je buď snížená mísitelnost pojivá s vodou za objemových hodnot i pod 1 : 5, což nepříznivě zkracuje životnost a použitelnost pojivá, nebo při zvýšení mísitelnosti za cenu snížení kondenzačního stupně, kdy dochází naopak k nepříznivému růstu volných složek, tj, fenolu a formaldehydu. Kromě toho takto neutralizované roztoky vykazují tendenci k dodatečné sedimentaci zbytkových množství zneutralizovaných katalyzátorů, zvláště síranu vápenatého. Vliv nevýhodných podmínek neutralizace zbytkových množství vápenatých iontů se projevuje nepříznivě bez ohledu na to, zda kondenzace je vedena jedno nebo vícestupňovým způsobem tepelné kondenzace.A common disadvantage of these processes, based on the use of barium hydroxide as a catalyst, is the high toxicity of the substance and the associated health risk to workers during handling. The largest group consists of processes based on the use of calcium oxide or hydroxide, which has the advantage of eliminating risks over the same barium compounds, in availability and at a lower cost. Most processes are based on the neutralization of calcium ions using carbon dioxide with multi-stage thermal condensation, or sulfuric or phosphoric acid. A disadvantage of these processes with respect to the use of technical oxides or calcium hydroxides and neutralization usually at a temperature of 20 to 30 ° C is either a reduced miscibility of the binder with water at volume values even below 1: 5, which adversely shortens the binder life and usability; at the cost of reducing the condensation degree, which in turn leads to an unfavorable growth of the free components, i.e. phenol and formaldehyde. Moreover, such neutralized solutions tend to additionally sediment residual amounts of neutralized catalysts, in particular calcium sulfate. The disadvantageous conditions of neutralizing residual amounts of calcium ions are unfavorable, regardless of whether the condensation is conducted in a single or multi-stage thermal condensation process.

Uvedené nevýhody řeší způsob přípravy fenolformaldehydového pojivá pro minerální a skleněné vláknité materiály modifikovaného aminosloučeninami jako močovinou, dikyanamidem, melaminem, vícestupňovou kondenzací fenolu s formaldehydem v molárním poměru 1 : 2,3 až 3,5 za katalytického působení hydroxidu vápenatého při teplotě do 85 °C s následnou neutralizací minerální kyselinou například sírovou, fosforečnou nebo oxidem uhličitým.These disadvantages are solved by the preparation of phenol-formaldehyde binder for mineral and glass fiber materials modified with amino compounds such as urea, dicyanamide, melamine, multi-stage condensation of phenol with formaldehyde in a molar ratio of 1: 2.3 to 3.5 under catalytic action of calcium hydroxide at temperatures up to 85 ° C. followed by neutralization with a mineral acid such as sulfuric, phosphoric or carbon dioxide.

GS 273742 BlGS 273742 Bl

Podstata vynálezu spočívá v tom, že se neutralizace provede při teplotě 0 až 19 °C a při této teplotě se separuje nerozpustný podíl, vzniklý při neutralizaci. Výhody fenolformaldehydového pojivá podle vynálezu spočívají v potlačení nepříznivého vlivu teploty při neutralizaci, vyvolaného interakcí technického oxidu nebo hydroxidu vápenatého s minerální kyselinou tím, že teplota v průběhu neutralizace i separace je snížena pod 20 °C, nejlépe na 0 °C až 15 °C. Výsledkem je příznivé ovlivnění mísitelnosti pojivá s vodou i při dostatéčně vysokém kondenzačním stupni nutném pro dosažení snížení obsahu volných složek. Současně se získává při separaci vyšší podíl nerozpustných zbytků ve formě eádry, fosforečnanu vápenatého, uhličitanu vápenatého, a tím se snižuje významně obsah popela pod 0,1 % hmot. Také stabilita při transportu a skladování je vyšší, než pri neutralizaci za obvyklých podmínek, tj. při teplotách neutralizace a separace nad 20 °C.The essence of the invention is that the neutralization is carried out at a temperature of 0 to 19 ° C and at this temperature the insoluble fraction formed during the neutralization is separated. The advantages of the phenol-formaldehyde binder according to the invention are to suppress the adverse effect of neutralization temperature caused by the interaction of the technical oxide or calcium hydroxide with the mineral acid by lowering the temperature during neutralization and separation to below 20 ° C, preferably to 0 ° C to 15 ° C. As a result, the miscibility of the binder with water is favorably influenced even at a sufficiently high condensation stage necessary to achieve a reduction in the free constituents. At the same time, a higher proportion of insoluble residues in the form of gypsum, calcium phosphate, calcium carbonate is obtained in the separation, thereby significantly reducing the ash content below 0.1% by weight. Also, stability in transport and storage is higher than in neutralization under normal conditions, i.e. at neutralization and separation temperatures above 20 ° C.

Pro bližší objasnění podstaty vynálezu jsou uvedeny následující příklady: Příklad 1The following examples are given to further illustrate the invention: Example 1

Do laboratorní tříhrdlé baňky obsahu 2 1, opatřené míchadlem a zpětným chladičem, umístěné na vodní lázni, dávkujeme 234,8 g fenolu, 11,5 g hydroxidu vápenatého a za chodu míchadla 219,0 g 37 % vodného roztoku formaldehydu. Ohřátím pomocí vodní lázně a částečně i vlastní exotermickou reakcí vystoupí teplota na 65 °C až 75 °C - I. fáze kondenzace. Po dosažení teploty 70 °C obsah baňky chladíme a postupně dávkujemeWe place 234.8 g of phenol, 11.5 g of calcium hydroxide and 219.0 g of 37% aqueous formaldehyde solution into a 2-liter three-necked flask equipped with a stirrer and reflux condenser, placed on a water bath. By heating with a water bath and partly also by the exothermic reaction itself, the temperature rises to 65 ° C to 75 ° C - phase I of condensation. After reaching 70 ° C, cool the contents of the flask and gradually dispense

438,4 g 37% vodného roztoku formaldehydu. Při dosažení teploty 50 °C přerušíme chlazení a za stálého míchání probíhá II. fáze kondenzace a to nejprve po dobu 30 minut při teplotě 50 ί 1 °C, potom během 20mminut zvýšíme teplotu na 60 - 1 °C, kde opět setrváme 30 minut a za dalších 20 minut dosáhneme teploty 70 £ 1 °C. Kondenzace při této teplotě bude probíhat 40 minut a po uplynutí této doby přidáme do baňky A/97,5 g močoviny, B/116,2 g melaminu, nebo C/108,4 g dikyandiamidu a obsah baňky se ochladí na teplotu 10 °C, Při této teplotě provádíme srážení vápenatého katalyzátoru 33% kyselinou sírovou na pH 6,8 až 7,2 a odfiltrujeme vysrážený síran vápenatý.438.4 g of a 37% aqueous formaldehyde solution. When the temperature reaches 50 ° C we interrupt the cooling process and the stirring takes place II. phase of condensation, first for 30 minutes at a temperature of 50 ° C 1 ° C, then within 20 minutes increase the temperature to 60 - 1 ° C, where we stay again for 30 minutes and the next 20 minutes reach a temperature of 70 £ 1 ° C. Condensation at this temperature will take 40 minutes, after which time A / 97.5 g urea, B / 116.2 g melamine, or C / 108.4 g dicyandiamide are added to the flask and the flask is cooled to 10 ° C. At this temperature, the calcium catalyst is precipitated with 33% sulfuric acid to a pH of 6.8 to 7.2 and the precipitated calcium sulfate is filtered off.

Pryskyřice vykazuje následující vlastnosti:The resin exhibits the following properties:

A/ AND/ B/ B / 0/ 0 / sušina dry matter 41,2 % 41.2% 39,8 % 39.8% 40,5 % 40.5% reaktivita (130 °C) reactivity (130 ° C) 8 min. 14 s 8 min 14 p 7 min. 50 b 5 min. 50 p 8 min. 20 s 8 min 20 p volný fenol free phenol 1,2 % 1.2% 1,4 % 1.4% 0,9 % 0.9% volný formaldehyd free formaldehyde 2,6 % 2.6% 2,4 % . 2.4%. 3,0 % 3.0% mísitelnost s vodou miscibility with water 1 í 13 1 i 13 1 : 14 1: 14 1 : 10 1: 10 stabilita při t » 10 °C stability at t »10 ° C 26 dní 26 days 21 dní 21 days 24 dní 24 days popel ash 0,08 % 0.08% 0,09 % 0.09% 0,08 % 0.08%

P ř í k 1 a a 2 ’* f'' .rDo poloprovozního'reaktoru o obsahu 650 1, opatřeného duplikátorem s přívodem pá'·· · ry a s možností chlazení pomocí strojně chlazené vody dávkujeme 108,3 kg fenolu aEXAMPLE 1 a a 2 '* f' '.rTo a 650 l pilot plant, equipped with a steam inlet duplicator and machine-cooled water, we dispense 108.3 kg of phenol and

5,3 kg hydroxidu vápenatého. Po jeho rozmíchání dávkujeme 56,9 kg 37% vodného roztoku formaldehydu. Vlastní exotermickou reakcí, popřípadě krátkým ohřevem vystoupí teplota na 70 i 5 °C. Obsah reaktoru ochladíme na 50 í 2 °C a dávkujeme při současném chlazení5.3 kg of calcium hydroxide. After mixing, we add 56.9 kg of 37% aqueous formaldehyde solution. The actual exothermic reaction, or brief heating, the temperature rises to 70 and 5 ° C. Cool the reactor contents to 50 2 2 ° C and dispense with simultaneous cooling

246,5 kg 37% vodného roztoku formaldehydu. Teplotu udržujeme na 50 i 2 °c po dobu 30 minut. Za dalších 10 min ohřejeme obsah reaktoru na 60 - 2 °C. Tuto teplotu udržujeme po dobu 55 minut. Nakonec za 10 minut vyhřejeme obsah reaktoru na 70 i 3 °C a po 20 minutách od dosažení této teploty dávkujeme 42 kg močoviny a ochladíme obsah reaktoru na 5 í 3 °C. Při této teplotě srážíme vápenatý katalyzátor pomocí D/ kyseliny fosforečné zředěné 1 : 2, nebo E/oxidu uhličitého na pH 6,9 až 7,3. Vzniklý nerozpustný podíl odfiltrujeme při téže teplotě.246.5 kg of 37% aqueous formaldehyde solution. Maintain the temperature at 50 and 2 ° C for 30 minutes. In another 10 minutes, heat the reactor contents to 60 - 2 ° C. Maintain this temperature for 55 minutes. Finally, in 10 minutes, heat the reactor contents to 70 and 3 ° C, and after 20 minutes from reaching this temperature, add 42 kg of urea and cool the reactor contents to 5 and 3 ° C. At this temperature, the calcium catalyst is precipitated with D / phosphoric acid diluted 1: 2 or E / carbon dioxide to a pH of 6.9 to 7.3. Filter off the insoluble material at the same temperature.

3 3 CS 273742 Bl CS 273742 Bl Takto připravená pryskyřice The resin thus prepared vykazuje následující shows the following vlastnosti: Properties: D/ D / E/ E/ sušina dry matter 40,8 % 40.8% 40,2 % 40.2% reaktivita (130 °C) reactivity (130 ° C) 9 minut 9 minutes 8 minut 45 s 8 minutes 45 sec volný fenol free phenol 1,3 % 1.3% 0,9 % 0.9% volný formaldehyd free formaldehyde 2,4 % 2.4% 2,9 % 2.9% mísitelnost s vodou miscibility with water 1 : 11 1: 11 1 : 15 1: 15 stabilita při t = 10 °C stability at t = 10 ° C 23 dní 23 days 26 dní 26 days popel ash 0,04 % 0,04% 0,03 % 0,03%

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims (3)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Způsob přípravy fenolformaldehydového pojivá pro minerální a skleněné vláknité materiály vícestupňovou kondenzací fenolu s formaldehydem v molárnim poměru 1 :Process for preparing phenol-formaldehyde binder for mineral and glass fiber materials by multi-stage condensation of phenol with formaldehyde in a molar ratio of 1: 2,3 až2,3 to 3,5 sa katalytickéhcrpůsobení oxidu nebo hydroxidu vápenatého při teplote do 85 °C a následnou neutralizací minerální kyselinou nebo oxidem uhličitým, vyznačující se tím, že se neutralizace provede při teplotě 0 až 19 °C a při této teplotě se nerozpustný podíl, vzniklý při neutralizaci, separuje.3.5 s catalytic treatment of calcium oxide or hydroxide at a temperature of up to 85 ° C and subsequent neutralization with mineral acid or carbon dioxide, characterized in that the neutralization is carried out at a temperature of 0 to 19 ° C and at this temperature an insoluble fraction formed during neutralization , separates.
CS683688A 1988-10-17 1988-10-17 Method of phenolformaldehyde binder preparation for mineral and glass fibrous materials CS273742B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS683688A CS273742B1 (en) 1988-10-17 1988-10-17 Method of phenolformaldehyde binder preparation for mineral and glass fibrous materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS683688A CS273742B1 (en) 1988-10-17 1988-10-17 Method of phenolformaldehyde binder preparation for mineral and glass fibrous materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS683688A1 CS683688A1 (en) 1990-08-14
CS273742B1 true CS273742B1 (en) 1991-04-11

Family

ID=5416309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS683688A CS273742B1 (en) 1988-10-17 1988-10-17 Method of phenolformaldehyde binder preparation for mineral and glass fibrous materials

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS273742B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS683688A1 (en) 1990-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ292319B6 (en) Process for preparing products containing formic acid disalts
CN114276281B (en) Light-colored cardanol polyoxyethylene ether ammonium sulfate anionic surfactant and preparation method and application thereof
JPH0386715A (en) Method for producing water-soluble resol resin
PL103054B1 (en) METHOD OF PROCESSING WASTE FROM THE PROCESS OF MANUFACTURING DIPHENYLOLPROPANE
PL167251B1 (en) Method for the production of phenolic resin PL PL PL PL
JPS61194261A (en) Method for manufacturing phenolic resin bonded glass- and mineral fiber products
CS273742B1 (en) Method of phenolformaldehyde binder preparation for mineral and glass fibrous materials
US4797433A (en) Utilization of melamine waste effluent
US4663387A (en) Utilization of melamine waste effluent
US1705424A (en) Process for the production of cellulose by decomposition of vegetable fibers
US3689463A (en) Method of producing liquid water-soluble urea-formaldehyde resins employing an aryl or alkyl sulfonic acid
GB905393A (en) Modified phenol formaldehyde resinous binder for vitreous fibres
US4190635A (en) Processes for preparing sodium percarbonate
RU2166552C2 (en) Method of extracting nickel from spent acid solutions of chemical nickel plating
US2772139A (en) Method of preparing phenol derivatives of waste sulphite liquor, including removing the calcium ions from the waste liquor
US5043434A (en) Oleum sulfonation of lignins
GB573051A (en) Purification and stabilization of formaldehyde
US6307009B1 (en) High catalyst phenolic resin binder system
EP0248098A1 (en) Utilization of melamine waste effluent
SU767077A1 (en) Method of making mineral-woll slabs
CS253445B1 (en) A method of isolating pentaerythritol and / or calcium formate from solutions
CS269415B1 (en) A process for preparing a water-soluble binder based on polymethyl-phenenol compounds
PL89649B1 (en)
CS260926B1 (en) Process for preparing sodium bisulfite
PL141172B1 (en) Method of obtaining melamine-urea-formaldehyde resins