PL212947B1 - Sposób wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych - Google Patents

Sposób wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych

Info

Publication number
PL212947B1
PL212947B1 PL391539A PL39153910A PL212947B1 PL 212947 B1 PL212947 B1 PL 212947B1 PL 391539 A PL391539 A PL 391539A PL 39153910 A PL39153910 A PL 39153910A PL 212947 B1 PL212947 B1 PL 212947B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
urea
weight
formaldehyde
acrylamide
temperature
Prior art date
Application number
PL391539A
Other languages
English (en)
Other versions
PL391539A1 (pl
Inventor
Leszek Wianowski
Original Assignee
Politechnika Radomska Im Kazimierza Pulaskiego
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 Politechnika Radomska Im Kazimierza Pulaskiego filed Critical Politechnika Radomska Im Kazimierza Pulaskiego
Priority to PL391539A priority Critical patent/PL212947B1/pl
Publication of PL391539A1 publication Critical patent/PL391539A1/pl
Publication of PL212947B1 publication Critical patent/PL212947B1/pl

Links

Landscapes

  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych.
Znane tworzywa mocznikowo-formaldehydowe niemodyfikowane wytwarza się zwykle dwuetapowo. Mocznik i formaldehyd (Fo), stosowany zwykle w postaci formaliny miesza się w środowisku obojętnym lub słabo zasadowym (pH 7,2-7,4) w stosunku molowym 1:1,3-2. Mieszaninę reakcyjną ogrzewa się w temperaturze wrzenia pod chłodnicą zwrotną przy pH 7,2-7,4 w celu otrzymania hydroksymetylowych pochodnych mocznika. Następnie roztwór doprowadza się do pH 4-6,5 i prowadzi kondensację przez 0,5-1h, następnie prowadzi się zobojętnianie żywicy. W pierwszym etapie tworzenia się żywic mocznikowo-formaldehydowych zachodzi nukleofilowa addycja mocznika do formaldehydu, przy czym tworzą się głównie mono- i bis(hydroksymetylowe) pochodne mocznika, stabilne w środowisku słabo zasadowym (pH ok. 7,4. Przy dużym nadmiarze formaldehydu mogą powstawać również pochodne tris(hydroksvmetylowe), zaś tetrakis(hydroksymetylowe) praktycznie nie powstają. Mono- i bis(hydroksymetylowe) pochodne mocznika rozpuszczają się dobrze w wodzie, metanolu i etanolu. Grupy hydroksymetylowe wykazują trwałość w środowisku obojętnym lub słabo alkalicznym. Przy pH < 7 zachodzi kondensacja grup hydroksymetylowych z utworzeniem wiązań metylenowych. W środowisku kwaśnym nie można wyodrębnić hydroksymetylowych pochodnych z mieszaniny reakcyjnej, ponieważ ulegają one szybko reakcji kondensacji.
Usieciowane wyroby z żywic mocznikowo-formaldehydowych stosowanych w przetwórstwie w postaci roztworów wodnych mają niedostateczną wodoodporność oraz wykazują skurcz podczas utwardzania, co prowadzi do naprężeń powodujących ich pękanie. Utwardzanie żywic mocznikowo-formaldehydowych odpornych na wodę, nawet w obecności znacznych ilości katalizatora, wymaga ostrych warunków termicznych.
Znane są bezwodne produkty mocznika z formaldehydem, ale ich stosowanie wymaga użycia wody. Natomiast bezwodne ciekłe produkty mocznika zwykle wymagają użycia drogiego metanolu. Ostatnio wg opisu patentowego PL 195658 opracowano warunki syntezy bezwodnej ciekłej pochodnej mocznika. Proces otrzymywania żywicy mocznikowo-formaldehydowej, jak i otrzymywania powyższej pochodnej jest skomplikowany i wymaga zachowania ścisłego reżimu temperatury i pH.
Znane są reakcje otrzymywania produktów kondensacji akryloamidu (AA), mocznika i formaldehydu w środowisku alkalicznym. W reakcjach tych powstają takie produkty jak akryloamidometylenomocznik (wg US 4 999 455) lub (monohydroksymetylo)akryloamidometylenomocznik (wg FR 2 580 635). Substancje te wprowadza się jako dodatki do aminoplastów (stosowanych głównie jako kleje do płyt wiórowych) w postaci roztworu w prekondensacie mocznik-formaldehyd (wg EP 0 345 099 oraz EP 0 349 355).
Otrzymuje się także żywice mocznikowo lub melaminowo-formaldehydowe z dodatkiem metakryloamidu (MAA), akryloamidu lub ich metylolowych pochodnych (EP 0047910) oraz żywice impregnacyjne do włókien celulozowych na bazie kondensatów mocznikowo- lub melaminowo-formaldehydowych z dodatkiem N-metylolo metakryloamidu (lub) akryloamidu (EP0002044).
Znana jest też modyfikacja żywic aminowych przy użyciu żywicy akrylowej (PL 201521). Uzyskane w ten sposób żywice pozwalają na wytwarzanie wyrobów (laminatów i płyt wiórowych) o lepszych właściwościach (wyższej elastyczności i niższej wodochłonności) niż podobne produkty z żywic modyfikowanych według znanych sposobów.
Znany i opisany jest sposób otrzymywania aminowych produktów polimerycznych z melaminy poprzez jej roztwarzanie w hydroksymetylowych pochodnych ketonów w obecności akryloamidu (PL 172431). Jednakże w tym przypadku istnieje niebezpieczeństwo, że hydroksymetylowanie akryloamidu podczas procesu powstawania żywicy zachodzi w ograniczonym stopniu, co powoduje, że część wprowadzonego akryloamidu nie wbudowuje się w strukturę żywicy i może pozostawać jako modyfikator fizyczny, co obniża wodoodporność produktu.
Sposób wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych według wynalazku charakteryzuje się tym, że monomer kondensacyjny, korzystnie mocznik w ilości 20 - 70% wag. Iub melaminę w ilości 20-50% wag. w stosunku do masy oligooksymetylenowej pochodnej o wzorze (I) metakrylo- lub akryloamidu wprowadza się do ogrzanej wcześniej do temperatury 60 - 80T tejże oligooksymetylenowej pochodnej metakrylo- lub akryloamidu i utrzymuje, mieszając, w temperaturze 95 - 100°C przez 0,5 - 3 min, następnie mieszaninę chłodzi się do temperatury 60 - 70°C, korzystnie 60°C, i wprowadza katalizator kwasowy w ilości 0,4 - 2% wag. oraz po wymieszaniu po 0,5 - 1 min inicjator
PL 212 947 B1 polimeryzacji w temp. 50-60°C w ilości 0,3-0,8% wag. na masę akryloamidu, po czym utwardza w formach w temperaturze 100-130°C, korzystnie w 120°C.
O /CH, — Ο— ( CH,— ο)* Η ιι / 2 * CHz«= C — C — N<
r XCH2-O-( CH2-o)yH gdzie: x + y = n - 2 R = H lub CH3 n - całkowita ilość cząsteczek formaldehydu (n - 5 -10)
Wzór (I)
Korzystnym jest jeśli w sposobie wytwarzania według wynalazku jako katalizator kwasowy stosuje się kwasy: siarkowy, solny, fosforowy, p-toluenosulfonowy lub mrówkowy w ilości 0,4-2% wag. w postaci roztworów wodnych. Korzystnym jest także jeśli jako inicjator polimeryzacji stosuje się nadtlenki, wodoronadtlenki lub α,α'-azoizobutyronitryl (AIBN).
Zaletą sposobu wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych według wynalazku jest uzyskanie tworzyw sieciowanych według dwojakiego mechanizmu - polikondensacji i polimeryzacji w stosunkowo niskiej temperaturze (100 - 125°C).
Zaletą wynalazku jest również wprowadzenie w strukturę żywicy segmentu akrylowego podczas reakcji otrzymywania żywic mocznikowo-formaldehydowych z zachowaniem podwójnego wiązania, przy skróceniu czasu tej reakcji oraz obniżeniu temperatury utwardzania powstałych żywic poniżej 130°C. Tego typu modyfikacja ma też na celu zwiększenie stopnia usieciowania żywicy a tym samym poprawę jej wodoodporności.
Cel ten został osiągnięty przy zastosowaniu oksymetylenowej pochodnej metakrylo- lub akryloamidu (bezwodnej lub prawie bezwodnej (dopuszczalne 1-5% wody)) otrzymanej w reakcji metakrylolub akryloamidu z formaldehydem w stosunku molowym 1: 5-10 w środowisku zasadowym pH 9-11, z zastosowaniem trietyloaminy (TEA) w temperaturze 40 lub 80°C w czasie 0,5 - 2h. Formaldehyd stosowano w postaci formaliny, a wodę i katalizator po zakończonej reakcji oddestylowano pod zmniejszonym ciśnieniem w temperaturze < 45°C. Jako inhibitor polimeryzacji stosowano azotan(lll) sodu w ilości zabezpieczającej wiązanie podwójne podczas reakcji otrzymywania oksymetylenowej pochodnej akryloamidu i jej reakcji z mocznikiem, a jednocześnie nie przeszkadzającej polimeryzacji fragmentu akryloamidowego w procesie utwardzania powstałej żywicy. Stwierdzono, że wiązanie podwójne pozostaje również nienaruszone, gdy reakcję prowadzi się bez użycia tego inhibitora nie dłużej niż 2 h. Podczas reakcji pobierano próbki i po oddestylowaniu wody i katalizatora oznaczano metodą jodometryczną zawartość nietrwale związanego formaldehydu. Otrzymana pochodna ma w temperaturze pokojowej postać mazistą przechodzącą w stałą, którą można upłynnić podgrzewając do temperatury 60°C.
W kolejnym etapie otrzymaną pochodną poddano reakcji z mocznikiem. W tym celu do ogrzanej do temperatury 60°C oksymetylenowej pochodnej metakrylo- lub akryloamidu wprowadzono mocznik i mieszając ogrzano mieszaninę reakcyjną do temperatury 85 - 100°C i w tej temperaturze utrzymywano ok. 2 min. Następnie obniżano temperaturę poniżej 70°C, dodawano katalizator kwasowy oraz inicjator reakcji polimeryzacji i po wymieszaniu powstałą żywicę wylewano do formy. Proces utwardzania prowadzono w temperaturze 100 - 120°C w czasie 30 - 90 min. Ubytek masy w utwardzonych żywicach akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych można, dobierając odpowiednie warunki sieciowania, obniżyć do 0,5 - 0,1%.
Żywice mocznikowo-formaldehydowe stosuje się jako kleje do drewna, do wyrobu laminatów i kompozytów, jako apretury stosowane w przemyśle papierniczym i włókienniczym oraz jako izolacyjne tworzywa porowate. Żywice akrylowo-formaldehydowo-mocznikowe poza wymienionymi zastosowaniami można stosować również jako lane żywice konstrukcyjne. Żywice takie, ciekłe w temperaturze 50-70°C, wylewa się do form i utwardza w temperaturze 100 - 125°C. Wodoodporność tak otrzy4
PL 212 947 B1 manych wyrobów jest bardzo dobra, np. w temperaturze utwardzania 100°C w czasie 60 min otrzymuje się wyroby, których ubytek masy mierzony ekstrakcją we wrzącej wodzie wynosi < 1%.
Przedmiot wynalazku opisany jest poniżej w przykładach realizacji sposobu wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych według wynalazku. W przykładach stosowano oksymetylenowe pochodne metakryloamidu i akryloamidu otrzymane przy stosunku nadmiarowym AA (MAA) : Fo równym 1:8.
P r z y k ł a d 1
60% wag. mocznika (w przeliczeniu na masę oksymetylenowej pochodnej) dodaje się do ogrzanej uprzednio do temperatury 70°C oksymetylenowej pochodnej metakryloamidu. Mieszając ogrzewa się mieszaninę reakcyjną do temperatury 95°C, po czym szybko chłodzi się do temperatury ok. 70°C, wprowadza 0,4% wag. 5% roztworu wodnego kwasu p-toluenosulfonowego oraz 0,66% wag. AIBN na masę MAA w postaci 2% roztworu w acetonie. Po wymieszaniu tworzywo wylewa się pomiędzy płytki szklane i utwardza w temperaturze 100T w czasie 60 min.
P r z y k ł a d 2
70% wag. mocznika (w przeliczeniu na masę oksymetylenowej pochodnej) dodaje się do ogrzanej uprzednio do temperatury 70°C oksymetylenowej pochodnej metakryloamidu. Mieszając ogrzewa się mieszaninę reakcyjną do temperatury 95°C, po czym szybko chłodzi się do temperatury ok. 70°C, wprowadza 0,4% wag. 5% roztworu wodnego kwasu p-toluenosulfonowego, a po 0,5 - 1 minuty w temperaturze 60°C 0,5% wag. AIBN na masę MAA w postaci 2% roztworu w acetonie. Po wymieszaniu tworzywo wylewa się pomiędzy płytki szklane i utwardza w temperaturze 120°C w czasie 60 min lub 90 min.
P r z y k ł a d 3
Tworzywo otrzymuje się analogicznie do procedury przedstawionej w przykładzie 1 stosując tu 1N kwas solny jako katalizator utwardzania.
P r z y k ł a d 4
Tworzywo otrzymuje się analogicznie do procedury przedstawionej w przykładzie 2 stosując jako katalizator kwasowy 1N kwas solny w ilości 1% wag.
P r z y k ł a d 5
70% wag. mocznika (w przeliczeniu na masę oksymetylenowej pochodnej) dodaje się do ogrzanej uprzednio do temperatury 80°C oksymetylenowej pochodnej akryloamidu. Mieszając ogrzewa się mieszaninę reakcyjną do temperatury 95-98°C, po czym szybko chłodzi się do temperatury ok. 70°C, wprowadza 1% wag. 85% roztworu wodnego kwasu mrówkowego oraz po ochłodzeniu do 60°C 0,66% wag. AIBN na masę AA w postaci 2% roztworu w acetonie. Po wymieszaniu tworzywo wylewa się do formy i utwardza w temperaturze 100°C przez 15 min a następnie w temperaturze 120°C przez 60 min.
P r z y k ł a d 6
Tworzywo otrzymuje się analogicznie do procedury przedstawionej w przykładzie 5 stosując tu 1N kwas solny jako katalizator utwardzania.
P r z y k ł a d 7
70% wag. mocznika (w przeliczeniu na masę oksymetylenowej pochodnej) dodaje się do ogrzanej uprzednio do temperatury 80°C oksymetylenowej pochodnej akryloamidu. Mieszając ogrzewa się mieszaninę reakcyjną do temperatury 100°C, po czym szybko chłodzi się do temperatury ok. 70°C, wprowadza 0,4% wag. 5% roztworu wodnego kwasu p-toluenosulfonowego, a po 0,5 - 1 minuty w temperaturze 70 - 75°C 0,5% wag. AIBN na masę AA w postaci 2% roztworu w acetonie. Po wymieszaniu tworzywo wylewa się pomiędzy płytki szklane i utwardza w temperaturze 125°C w czasie 60 min, uprzednio wstępnie sieciując je w temperaturze 100T przez 15 min.
P r z y k ł a d 8
40% wag. melaminy (w przeliczeniu na masę oksymetylenowanej pochodnej) dodaje się do ogrzanej uprzednio do temperatury 80°C oksymetylenowej pochodnej metakryloamidu. Mieszając ogrzewa się mieszaninę reakcyjną do temperatury 100°C, po czym mieszając chłodzi się do temperatury ok. 70°C, wprowadza 1N kwas solny w ilości 1,5% wag., a następnie po obniżeniu temperatury do 60°C 0,66% wag. AIBN na masę ΜΑΑ. Żywicę utwardza się w formie w temperaturze 100°C przez 60 min.
P r z y k ł a d 9
Tworzywo otrzymuje się analogicznie do procedury przedstawionej w przykładzie 8 stosując jako inicjator polimeryzacji nadtlenek benzoilu.

Claims (3)

1. Sposób wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych, znamienny tym, że monomer kondensacyjny, korzystnie mocznik w ilości 20 - 70% wag. Iub melaminę w ilości 20 - 50% wag. w stosunku do masy oligooksymetylenowej pochodnej o wzorze (I) metakrylo- Iub akryloamidu wprowadza się do ogrzanej wcześniej do temperatury 60 - 80°C oligooksymetylenowej pochodnej o wzorze (I) metakrylo- lub akryloamidu i ogrzewa, mieszając, w temperaturze 85 - 100°C przez 0,5 - 3 min, następnie mieszaninę chłodzi się do temperatury 60 - 70°C, korzystnie 60°C, i wprowadza katalizator kwasowy w ilości 0,4 - 2% wag. oraz po 0,5 - 1 min inicjator polimeryzacji w temp. 50 - 60°C w ilości 0,3-0,8% wag. na masę akryloamidu, po czym utwardza w formach w temperaturze 100 - 130°C, korzystnie w 120°C.
O /CH, — Ο— ( CH,— ο)* Η ιι / 2 * CHz«= C — C — N<
r XCH2-O-( CH2-o)yH gdzie; x + y = n - 2 R = H lub CH3 n - całkowita ilość cząsteczek formaldehydu (n - 5 -10)
Wzór (I)
2. Sposób wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych według zastrz. 1 znamienny tym, że jako katalizator kwasowy stosuje się kwasy: siarkowy, solny, fosforowy, p-toluenosulfonowy lub mrówkowy w ilości 0,4-2 % wag. w postaci roztworów wodnych.
3. Sposób wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych według zastrz. 1 znamienny tym, że jako inicjator polimeryzacji stosuje się nadtlenki, wodoronadtlenki oraz α.α'-azoizobutyronitryl - AIBN.
PL391539A 2010-06-17 2010-06-17 Sposób wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych PL212947B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL391539A PL212947B1 (pl) 2010-06-17 2010-06-17 Sposób wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL391539A PL212947B1 (pl) 2010-06-17 2010-06-17 Sposób wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL391539A1 PL391539A1 (pl) 2011-12-19
PL212947B1 true PL212947B1 (pl) 2012-12-31

Family

ID=45374298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL391539A PL212947B1 (pl) 2010-06-17 2010-06-17 Sposób wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL212947B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL391539A1 (pl) 2011-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12122878B2 (en) Carbohydrate polyamine binders and materials made therewith
CN102585742B (zh) 一种人造板用脲醛树脂胶黏剂及制备方法
Siimer et al. TG-DTA study of melamine-urea-formaldehyde resins
CN102532447B (zh) 多级分段控制的脲醛树脂及连续型合成方法
CN101454367B (zh) 用于木质纤维素材料的高性能氨基塑料树脂
EP0682661A4 (en) RESINY BINDER PREPARATIONS.
Pereira et al. Improvement of storage stability of UF resins by adding caprolactam
PL212947B1 (pl) Sposób wytwarzania tworzyw akrylowo-formaldehydowo-mocznikowych
Osman Thermomechanical analysis of the tannins of Acacia Nilotica spp. Nilotica as a rapid tool for the evaluation of wood–based adhesives
CN116622044B (zh) 一种低游离酚的酚醛改性铸造用呋喃树脂及其制备方法
KR101762385B1 (ko) 구조용 집성재 제조용 열경화형 고내수성 멜라민-요소 수지 접착제의 제조방법
KR100243066B1 (ko) 멜라민-우레아-포름알데히드 수지의 제조방법
CN117377708A (zh) 改性氨基塑料粘合树脂、其制备过程和使用该改性氨基塑料粘合树脂制备的复合材料
KR102853274B1 (ko) 요소-포름알데히드 전구체의 제조방법 및 이의 제조방법으로 얻어진 요소-포름알데히드 전구체
KR20000047320A (ko) 고내수 판상재용 아미노계 열경화성 수지의 제조방법
CN115057994B (zh) 一种基于重氮单体的烯烃复分解聚合方法及其聚合物
TW201319192A (zh) 碳水化合物聚胺黏合劑及以其製得之材料
RU2696859C1 (ru) Аминопластичная смола
WO2024134451A1 (en) Improved bonding resin
Amin et al. Formation of Alkoxy Groups in the Synthesis of
SU999538A1 (ru) Способ получени мочевиноформальдегидных смол
EP4638636A1 (en) Improved bonding resin
CN1288923A (zh) 用于木质复合材料的脲-甲醛粘合剂树脂
WO2006051339A1 (en) Thermosetting polymer compositions
CN118302465A (zh) 改性氨基塑料粘合树脂、其制备方法和使用该改性氨基塑料粘合树脂制备的复合材料

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20130617