NO141900B - Fremgangsmaate til fremstilling av fenolskumplaster - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte til fremstilling av fenolskumplaster.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av fenolskumplaster fra resoler som har et tørr-stoffinnhbld på minst 85% og som er fremstilt ved reaksjon mellom fenol og formalin i nærvær av en base og hvor basen er nøytra-lisert eller fjernet.

Fremstilling av ekspanderte fenolformaldehydharpikser,

dvs. fenolskumplaster, er kjent. Man starter med en flytende fenolformaldehydharpiks av typen resol som man tilsetter et esemiddel som vanligvis består av et flyktig hydrokarbon og en sterk syre som tjener som herdekatalysator. Herdingen bevirker en oppvarming som fordamper hydrokarbonet, noe som gir det her-dete produkt dets ekspanderte.struktur.

Fra DT-OS 2.254.305 er det kjent å anvende resoler som har viskositet på opptil 2000 P ved fremstilling av fenolskumplaster. Ifølge norsk patentskrift 91.714 anvendes det resoler med til-strekkelig lav viskositet, ikke over 1000 P.

De fremstilte fenolskumplaster har visse ulemper som kan være generende ved visse anvendelser: De har en viss tilbøye-lighet til å sprekke, har varmeegenskaper som av og til er utilstrekkelige, manglende elastisitet og en viss korrosivitet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at resolen konsentreres inntil det oppnås et produkt som har en viskositet på mellom 10.000 og 100.000 P, at det således oppnådde produkt ved en temperatur på mellom 50 og 70°C blandes

med et esemiddel og en sur katalysator som utgjøres av trietylenglykolsulfat som er lite aktiv ved nevnte temperatur, og at blandingen ekspanderes og herdes ved oppvarming til en temperatur på 80-100°C.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse anvendes det altså særlig høyviskøse resoler, som behandles under spesielle be-tingelser, hvorved det oppnås fenolskumplaster med gode egenskaper .

Basen fjernes ved å la den oppnådde resol passere gjennom en kolonne med ionebytterharpiks eller ved å tilsette tynnet saltsyre eller svovelsyre og ved å fraskille harpiksen som dekanterer. Nærvær av base i resolen nøytraliserer en del av den sure forbindelse som anvendes senere som katalysator og samler en ikke neglisjerbar mengde vann og salter som forandrer skumplastens egenskaper.

Fenolformaldehyd-kondensasjonsproduktet konsentreres etter avionisering under vakuum, med fordel i en tynnfilms-fordamper inntil det er oppnådd en resol med et dryppepunkt på mellom 15 og 25°C, noe som svarer til en viskositet på fra 10.000 til 100.000 P ved 20°C.

Dryppepunktet måles ved å innleire en termometerinnret-ning i et 3 mm tykt lag av produktet og å legge termometeret i et prøverør som stikker ned i et rom som er oppvarmet med damp fra kokende vann. Dryppepunktet er pr. definisjon den temperatur termometeret viser mens produktet har flytt til en lengde som er lik lengden av termometerinnretningen. Før forsøket avkjøles produktet til en temperatur som er minst 10°C lavere enn det antatte dryppepunkt.

Tørrstoffinnholdet måles ved oppvarming av 4 g av produktet til 140°C i 3 timer i et nikkelkar med diameter på 60 mm.

Ifølge oppfinnelsen blandes den således konsentrerte resol ved ca. 50-70°C med et esemiddel som koker eller spaltes under frigjøring av gass mellom 60 og 95°C og med en sur katalysator som er lite aktiv ved 60°C.

Blandingen behandles ved 50-70°C for å bringe resolens viskositet på ca. 50 P. Resolen kan således lettvint blandes med esemidlet og med katalysatoren.

Det er absolutt nødvendig å anvende som sur katalysator en forbindelse som er lite aktiv ved blandingens temperatur.

I motsatt tilfelle vil skumplasten herde før ekspanderingen

og slik at katalysatoren ikke vil kunne blandes homogent med resolen. Ved 80-100°C foregår herdingen av skumplasten etter ekspanderingen. Når ekspanderingen og gelatineringen av skum-, plasten er oppnådd, kan man likeledes akselerere herdingen ved oppvarming til en temperatur på mellom 100 og 130°C.

Ifølge et fordelaktig utførelseseksempel av oppfinnelsen avsluttes konsentreringen under vakuum av resolen ved en temperatur på ca. 60°C, og esemidlet og katalysatoren tilsettes deretter til harpiksen ved denne temperatur uten at det foretas mellomliggende avkjøling.

Det er klart at det som esemiddel bare kan anvendes for-bindelser som er inert overfor harpiksen og som koker mellom 60 og 90°C eller som spaltes under frigjøring av gass i samme temperaturområde. Heksan og heptan er de foretrukne ekspansjons-midler.

Man kan likeledes tilsette til harpiksene en mykner såsom trietylenglykol hvis oppgave det er å senke viskositeten og å bevirke fleksibilitet hos den polymeriserte harpiks.

Fortrinnsvis tilsettes det til harpiksen på i og for seg kjent måte et overflateaktivt stoff av typen polyetoksylert ricinus- eller silikonolje i en mengde på ca. 2%.

Ekspanderingen og herdingen av blandingen med denne sam-mensetning frembringes som angitt ved oppvarming til en temperatur på over 80°C. Dersom det arbeides diskontinuerlig, fore-trekkes det å benytte en temperatur på under 100°C for å unngå forstyrrelser som følge av kokingen av det nærværende vann. Dersom det arbeides kontinuerlig kan produktet føres gjennom

en ovn hvor temperaturen økes fra 70-80°C ved inntaket til 12 0-130°C ved midten og avtar til 70-80°C ved utgangen. Man iakttar først ekspandering av harpiksen, deretter gelatinering og herding av denne. Oppvarmingen foretas like til herdingen av harpiksen er fullstendig.

Fenolskumplastene som oppnås ifølge den foreliggende oppfinnelse har liten surhet som gjør at de ikke er korrosive. Som følge av det lave vanninnhold i utgangsresolen er de lite sprø og sprekker ikke. Deres lave innhold av flyktige bestanddeler gir dem en utmerket oppførsel ved ild uten knitring. De er mer elastiske enn de kjente harpikser og oppviser trykkfasthet på flere millimeter før de sprekker.

Fenolskumplastene ifølge oppfinnelsen anvendes særlig for fremstilling av isolasjonsplater som anvendes i bygningsindus-trien.

Eksempel 1

I 30 min. ved 100°C fikk fenol reagere med 49 prosentig formalin i nærvær av soda i forholdet 1 mol fenol pr. 1,6 mol formalin og 0,05 mol soda. Kondensasjonsproduktet ble etter avkjøling til 50°C brakt på pH 4,5 ved passering gjennom en

kolonne med ionebytterharpiks.

Harpiksen ble konsentrert kontinuerlig under vakuum ved

en temperatur på 70°C ved 60 mm Hg. Dens viskositet ved 2 0°C

var 10.000 P, dens dryppepunkt 15°C og dens tørrstoffinnhold 86,4%.

Ved temperaturen 60°C ble det pr. 100 vektdeler harpiks tilsatt 1 del av en overflateaktiv silikon. "Dow Corning 193",

1 del heksan (kokepunkt 63-69°C) og blandet i ett minutt, hvoretter det ble tilsatt 1,2 deler katalysator i form av surt trietylenglykolsulfat som var fremstilt ved reaksjon mellom 30 vektdeler, 98 prosentig svovelsyre og 70 vektspro-

sent trietylenglykol. Det ble blandet i 30 sek., helt i en flat form av stål belagt med Teflon som var foroppvarmet til 90°C. Tid for ekspandering og herding ved 90°C: 6 min.

Den fremstilte gjenstand hadde en sp.v. på 10 kg/m 3,

et syretall på 0,05 og en pH på 6,45.

Eksempel 2

Det ble likeledes kontinuerlig fremstilt en skumplast ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen...

Betingelsene var som ifølge eksempel 1, men det ble

anvendt 1% surt trietylenglykolsulfat som katalysator og en herdetid ved 90°C på mellom 3 og 4 min.

Den kontinuerlige rekke for utførelse av fremgangsmåten omfattet: En tørkeanordning for kontinuerlig tørking under vakuum. Harpiksen, som ble konsentrert i denne tørkeanordning, forlot denne ved en temperatur på ca. 70°C. Den hadde ved 2 0°C en viskositet i størrelsesorden 10.000 P.

En mellomliggende lagringsbeholder som var utstyrt med

doble vegger og omrører og som harpiksen ble innført i. I beholderen ble det likeledes innført en liten mengde, ca. 1%,

av et overflateaktivt stoff ("193"). Beholderens kapasitet var slik at harpiksen oppholdt seg der mellom 10 og 20 min.

mens den hele tiden ble holdt på ca. 60°C.

Volumetriske pumper som forsynte en blanding av følgende bestanddeler:

Harpiks : 100 vektdeler,

heksan : 1-2 vektdeler (avhengig av ønsket sp.v.), katalysator : (surt trietylenglykolsulfat) 1 vektdel.

Med dette blandingshold ble blandingen fordelt på et

underlag. Blandingen ble dekket med et deksel, og enheten ble ført inn i en ovn hvor temperaturen ved inntaket var 70-80°C, temperaturen ved midten 110-120°C og temperaturen ved uttaket ca. 80°C. Det er klart at underlaget og dekselet ble fjernet fra hverandre under skumplastens ekspansjon idet trykket var av størrelsesorden 0,2 bar. Oppholdstiden i ovnen var av størrelsesorden 5 min.

De fremstilte fenolformaldehyd-skumplaster hadde interes-sante egenskaper som kan sammenfattes som følger: De får ikke sprekker eller risser selv etter lang lagrings-tid (6 mndr.),

de er ikke sprø og kan lettvint skjæres og bearbeides, de er lite korrosive.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av fenolskumplaster fra resoler som har et tørrstoffinnhold på minst 85% og som er fremstilt ved reaksjon mellom fenol og formalin i nærvær av en base og hvor basen er nøytralisert eller fjernet, karakterisert ved at resolen konsentreres inntil det oppnås et produkt som har en viskositet på mellom 10.000 og 100.000 P, at det således oppnådde produkt ved en temperatur på mellom 50 og 70°C blandes med et esemiddel og en sur katalysator som utgjøres av trietylenglykolsulfat som er lite aktiv ved nevnte temperatur, og at blandingen ekspanderes og herdes ved oppvarming til en temperatur på 8 0-100°C.