PL109966B1 - Method of producing water-soluble phenol-formaldehyde-urea resins - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia zywic fenolowo-formaldehydowo-moczniko- wych, przeznaczonych jako lepiszcze do wlókien mineralnych i szklanych.Znane sa rózne sposoby syntezy zywic przezna¬ czonych na lepiszcze do plyt izolacyjnych, otrzy¬ mywanych przez sklejanie wlókien pochodzenia nieorganicznego.Wedlug francuskiego opisu patentowego nr 2228803 w celu otrzymania lepiszcza do welny mi¬ neralnej prowadzi sie proces dwustopniowo, przy czym w pierwszym etapie kontaktuje sie fenol z formaldehydem przy stosunku molowym 1:1 do 1:2,5 w obecnosci alkalicznego katalizatora w tem¬ peraturze 30—70 °C, w drugim etapie kontaktuje sie otrzymana zywice fenolowo-formaldehyd owa przy stosunku molowym mocznika do wolnego formaldehydu pomiedzy 1:0,8 i 1:2,3 w tempera¬ turze 30—90°C. Podstawowym mankamentem syn¬ tezy wedlug tego sposobu jest stosowanie duzych ilosci alkalicznego katalizatora, bo siegajacych 0,3^1,0% wagowych w przeliczeniu ma mase fe¬ nolu. Tak duza zawartosc nie zobojetnionych zwiazków alkalicznych powoduje, ze przy zasto¬ sowaniu produktu na lepiszcze do welny mineral¬ nej uzyskuje sie wyroby o duzej chlonnosci wo¬ dy, przez to pogarsza sie ich wlasnosci izolacyj¬ ne.Wedlug opisu patentowego RFN nr 2437042 wy¬ twarza sie zywice fenolowo-formaldehydowo-mo- 10 15 25 30 cznikowa, przeznaczona na lepiszcze do wlókna szklanego, w wieloetapowym procesie w obecnosci ,tlenku wapnia jako katalizatora w warunkach zmiennej temperatury i dodatku dwucyjanodiwu- amidu i mocznika. Po zakonczeniu procesu kon¬ densacji zywice neutralizuje sie mieszanina kwa¬ su siarkowego i fosforowego. Wada tego sposobu jest jego zlozony przebieg, jak równiez czaso¬ chlonnosc poszczególnych operacji.Istota wynalazku polega- na przeprowadzeniu syntezy zywicy w dwu etapach. W pierwszym z nich kondensuje sie fenol z formaldehydem przy stosunku molowym 1:2,8—1:4,5 w obecnosci tlenku wapnia jako katalizatora, wprowadzanego w ilosci do 0,5%waigowych w stosunku do masy reagen¬ tów, w temperaturze 70—96°C, a nastepnie wpro¬ wadza sie mocznik w ilosci 5—40% wagowych, korzystnie 10—30% wagowych w stosunku do ma¬ sy zywicy fenolowo-fonmaldehydowej, po czym re¬ akcje kontynuuje sie do zawartosci wodnego for¬ maldehydu ponizej 2% wagowych. Uzyskany proT • dukt zobojetnia sie kwasem mineralnym lub jego sola amonowa do pH 8+1.Sposób wedlug wynalazku w stosunku do doty¬ chczas znanych charakteryzuje sie prostym prze¬ biegiem syntezy oraz niskiem zuzyciem kataliza¬ tora. Korzystne jest równiez stosowanie wysokiego stosunku molowego formaldehydu do fenolu sie¬ gajace 2,8—4,5.Przyklad I. Do reaktora szklanego o poje- 109 966109 966 ranoscd 10 1 wprowadza sie 2666 g 36% formaliny oraz 940 g fenolu i 13,8 g tlenku wapnia, po czym podusi sie temperature mieszaniny reakcyjnej do 80°C i utrzymuje w tej temperaturze do obnize¬ nia zawartosci wolnego formaldehydu do poziomu 9,29%. Nastepnie wprowadza sie 1577 g 40% wod¬ nego roztworu mocznika o temperaturze 22°C; temperatura reakcji obniza sie do 63°C, a po ob¬ nizeniu wolnego formaldehydu do zawartosci 0,64% wagowych, igotowy produkt schladza sie do 25°C.Posiada on nastepujace wlasnosci: — rozpuszczalnosc w wodzie — nieskonczona — zawartosc wolnego fenolu — 1,7% wagowych — gestosc — 1,132 g/cm8 — zawartosc suchej masy — 37,6% wagowych Przyklad II. Do reaktora o pojemnosci 1 1, zaopatrzonego w uklad ogrzewania i chlodzenia oraz w termometr, wprowadza sie 4 mole 36% for¬ maliny, 1 mol fenolu oraz 0,023 mola tlenku wap¬ nia i ogrzewa sie wymieszane substraty reakcji do temperatury 90°C, a nastepnie utrzymuje w tych warunkach do obnizenia stezenia formalde¬ hydu do 15,5% wagowych, po czym wdozowuje sie 55 g mocznika i kontynuuje kondensacje az do obnizenia zawartosci wolnego formaldehydu do 0,81% wagowych, wtedy szybko schladza sie uzys¬ kany produkt do temperatury 25°C. Po obnizeniu pH do 7,5 za pomoca 30% kwasu solnego uzys¬ kuje sie produkt o nastepujacych wlasnosciach: — rozpuszczalnosc w wodzie — nieskonczona — zawartosc wolnego formaldehydu — 0,78% wag. — gestosc — 1,136 g/cm3 — zawartosc suchej masy — 38,1% wag.Przyklad III. Zywice kondensowana wed¬ lug przykladu I naniesiono na welne mineralna i utwardzono w podwyzszonej temperaturze. Uzys¬ kano plyte o przecietnej zawartosci 2,9% czesci organicznych. Plyta ta posiadala nastepujace wlas¬ nosci: — wytrzymalosc na rozerwanie — 690 kG/m2 10 15 25 35 40 — chlonnosc wody, przez calkowite zanurzenie;" — 25% wag.Dla porównania plyta, która uzyskano przy za¬ stosowaniu zywicy kandensowanej, identycznie ale bez dodatku mocznika posiadala nastepujace wla¬ snosci: — wytrzymalosc na rozerwanie — 250 kG/m2 — chlonnosc wody, przez calkowite zanurzenie — 35% wag.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania wodarozpuszczalnych zy¬ wic fenolowo-formaldehydowo-mocznikowych z zy¬ wicy fenolowo-formaldehydowej i - mocznika, zna¬ mienny tym, ze w pierwszym etapie kondensuje sie zywice fenolowo-formaldehydowa przy stosun¬ ku molowym fenolu do formaldehydu wynosza¬ cym 1:2,8—4,5 w obecnosci tlenku wapnia, wpro¬ wadzonego w ilosci do 0,50% wagowych w sto¬ sunku do masy substratów, w temperaturze 70— 96°C, a nastepnie z chwila gdy zywica fenolowo - -formaldehydowa zawiera 1—20% wagowych, ko¬ rzystnie 3—12% wagowych wolnego formaldehy¬ du, wprow7adza sie mocznik w ilosci 5—40% wa¬ gowych, korzystnie 10—30% wagowych, w stosun¬ ku do masy zywicy fenolowo-formaldehydowej, p», czym kondensacje kontynuuje sie az do uzyskania zywicy o zawartosci wolnego formaldehydu poni¬ zej 2% wagowych a uzyskany produkt schladza sie do temperatury ponizej 25°C i dodaje kwasu mineralnego lub jego soli amonowych zobojetnia¬ jac zywice do pH — 8+1. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze mocznik wprowadza sie przy temperaturze zywicy fenolowo-formaldehydowej w zakresie 10—98°C. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze mocznik wprowadza sie w postaci ciala stalego lub korzystnie w postaci 35—7Q% wodnego roz¬ tworu. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze wprowadza sie dodatkowo wode w ilosci 5—50% wagowych w stosunku do ilosci wprowadzonego* mocznika.PZG-raf. Koszalin, D-3239, 115 egz., A-4 Cena 45 zl PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania wodarozpuszczalnych zy¬ wic fenolowo-formaldehydowo-mocznikowych z zy¬ wicy fenolowo-formaldehydowej i - mocznika, zna¬ mienny tym, ze w pierwszym etapie kondensuje sie zywice fenolowo-formaldehydowa przy stosun¬ ku molowym fenolu do formaldehydu wynosza¬ cym 1:2,8—4,5 w obecnosci tlenku wapnia, wpro¬ wadzonego w ilosci do 0,50% wagowych w sto¬ sunku do masy substratów, w temperaturze 70— 96°C, a nastepnie z chwila gdy zywica fenolowo - -formaldehydowa zawiera 1—20% wagowych, ko¬ rzystnie 3—12% wagowych wolnego formaldehy¬ du, wprow7adza sie mocznik w ilosci 5—40% wa¬ gowych, korzystnie 10—30% wagowych, w stosun¬ ku do masy zywicy fenolowo-formaldehydowej, p», czym kondensacje kontynuuje sie az do uzyskania zywicy o zawartosci wolnego formaldehydu poni¬ zej 2% wagowych a uzyskany produkt schladza sie do temperatury ponizej 25°C i dodaje kwasu mineralnego lub jego soli amonowych zobojetnia¬ jac zywice do pH — 8+1.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze mocznik wprowadza sie przy temperaturze zywicy fenolowo-formaldehydowej w zakresie 10—98°C.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze mocznik wprowadza sie w postaci ciala stalego lub korzystnie w postaci 35—7Q% wodnego roz¬ tworu.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze wprowadza sie dodatkowo wode w ilosci 5—50% wagowych w stosunku do ilosci wprowadzonego* mocznika. PZG-raf. Koszalin, D-3239, 115 egz., A-4 Cena 45 zl PL