Способ получения углеводородфенолформальдегидной смолы

(51) М. Кл. С 08 сг 7/00 с присоединесоием заявкамиГосударстеенный комитет Совета Министров СССР па делам изобретений н открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДФЕНОЛфОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫИзобретение относится к способам получения термореактивных полимеров с использованием смесей конденсированных ароматических углеводородов.Известен способ получения термореактивных полимеров, где в качестве ароматических углеводородов используют углепластичный материал, полученный гидрированием каменных и бурых углей.Углеводородформальдегидные смолы, полученные путем конденсации фенола, формальдегида и продуктов гидрирования углей, содержат значительное количество минеральных примесей, которые переходят в полимер с золой гидрированного угля, Содержание минеральных примесей в полимере зависит от зольности исходного угля и может колебаться в широких пределах (до 15%). Минеральные составляющие углей, переходящие в полимер, ухудшают свойства последнего, что сужает область применения таких полимеров.Цель изобретения - снижение содержания минеральных примесей в смоле и расширение ассортимента смол,Согласно изобретению в качестве углеводородного компонента используют экстракт бурого угля, в котором отсутствует минеральная часть, Экстракт получают экстракцией бу. рого угля фенолом при 170 в 1 С. Фенольный экстракт бурого угля, в котором экстракт и фенол находятся в весовом соотношении 1: 1,8 - 2,2, нагревают при 140 - 145 С в присутствии каталитических количеств соляной кислоты, а затем реакционную смесь обраба тывают формальдегидом. Формальдегнд может быть взят в новолачном или резольном соотношении с использованием соответстзующего катализатора, который для получения новолачцых смол берут в количестве 0,9 - 10 0,95% на 1 моль свободного фенола, для получения резольцых 1,5 - 2,3% смолы с минимальным содержанием минеральных примесей, причем в синтезе участвует органическая масса углей.15 Экстракт бурого угля, освобожденный отрастворителя (фенола), представляет собой хрупкий порошок черного цвета с температурой размягчения 85 - 90 С и средним молекулярным весом 250 - 300 (криоскопич.). Экст ракт имеет следующий элементарный состав,С 82,0 - 83,0; Н 7,0 - 8,0; О 1,5 - 2,0; 1 ч1,0 - 1,2; 5 0,5 - 0,6.Зольность угольного экстракта составляет 0,1 - 0,2 % .25 Элементарный состав определен методомсжигания. Методом ИК-спектроскопии и химическими методами показано, что в угольном экстракте содержатся ненасыщенные соединения, конденсированная ароматика, а так же фецолы различного строения.417446 Свойства полученнойдующие: Внешний вит,резольцой смолы слелак черногоцвета60 - 80 более 93 менее 1. 10 Таблица Пресс-композиция на углево- дородфенолформальде гидной смоле (наполнительдревеснаямука) 20 фенопласты группы 01 и 02по ГОСТУ Показатель Удельное поверхностноеэлектрическое сопротивление, омУдельное объемное электрическое сопротивление, ом. смТангенс угла диэлектрических потерь при10 гцДиэктрическая прони цаемостьЭлектрическая прочность к%ин Н/м 1.10 ц Н/м 2 5 - 10" Н/б 0,08 Н/б 0,023 5,2 Н/м 11,0 Н/м 14,8 хрупкая, черного цвета70 - 90 более 93 80 - 90 Подписное Тираж 565 Изд.1337 Заказ 1711/12 тнпография, пр. Сапунова, 2 Экстр акция бурого угл я,В рехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром,загружают 100 вес. ч. измельченного бурогоЛлексапдрийского угля и 400 вес. ч. кристаллического фенола. Поднимают температурудо 170 - 180 С и перемешивают смесь в течение 10 час, после чего фецольную часть суголь 11 ым экстрактом отфильтровэяваюттвердого угольного остатка. Далее отгоняютизбыток фенола от угольного экстракта в таком количестве, чтобы весовое соотношениеэкстракта и фенола составляло 1: 1,8 - 2,2.Выход угольного экстракта 50 - 60 О/о от органической массы исходного угля.П р и м е р 1. Синтез новолачной смолы,В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром,загружают угольный экстракт в феноле, в котором на 100 вес. ч. экстракта содержитсяфенола 200 вес. ч. и 6 вес. ч. соляной кислотыс уд. весом 1,19,Реакционную смесь нагревают до 140 -145 С и при этой температуре проводят фенолиз в течение 3 час, смесь охлаждают до 40 -50 С и после определения свободного фенолавводят в колбу 90 - 92 вес. ч, 36,7% -ного формалина.Содержимое колбы нагревают до 98 - 100 С,выдерживают при этой температуре 1 час споследующей сушкой смолы при 160 - 170 С,Новолачную смолу сливают.Выход сухой новолачной смолы составляетоколо 300 вес. ч. (100% от загруженных фенола и угольного экстракта).Свойства полученной поволач ной смолыследующие:Внешний вид Температура каплспадения, СПолнота отвержденияс 10% гексаметилентетрамина, %Скорость полимеризации цаполимеризационной плитке при 150-+2 С с 5%гексаметилентетрамина,сек П р и м е р 2. Синтез резольцой смолы.Поступают, как описано в примере 1, только формалин используют в двух стадиях. После феполиза в колбу вводят 52 - 53 вес. ч. 36,7/оного формалина и смесь нагревают до 98 - 100 С, выдерживают при этой температуре 1 час, а затем охлаждают содержимое колбы до 60 - 55 С. В охлажденную смесь вводят 9 - 10 вес. ч. 40%-ного водного раствора ХаОН и 263 - 264 вес. ч. 36,7%-ного формалина. С,:ось нагревают до 60 - 65 С и. выдерживают при этой температуре 1 - 1,5 час, после чего прекращают нагревание, перемешивают и дают смеси расслоиться. Верхний водный слой сливают, а нижний смоляной затаривают,Скорость полимеризации цаполпмеризациоццой плитке при 160-+-2 С, сек Полнота отверждения, % Содержание зол, % На основе новолачной углеводородфенолформальдегидной смолы получен пресс-материал с древесной мукой в качестве наполцителя. Как видно из данных таблицы, полу чеппые пресс-материалы по диэлектрическимсвойствам превышают требования ГОСТа для фенолпластов классов 01 и 02,Физико-механические свойства пресс-мате 40 риалов удовлетворяют требованиям ГОСТа,а теплостойкость по Мартенсу превышает их и составляет 165 - 170 С, Предмет изобретения451. Способ получения углеводородфенолформальдегидной смолы путем конденсации продукта обработки бурых углей с фенолом в присутствии каталитических количеств соляной кислоты и последующей обработки реакционной смеси формальдегидом, отличающ и й с я тем, что, с целью снижения минеральных примесей в смоле и расширения ассортимента смол, в качестве продукта обработки бурых углей используют экстракт бурого угля, полученный экстракцией последнего фецолом при 170 - 180 С, причем его вводят в реакцию в виде раствора в феноле при цх весовом соотношении 1:1,8 - 2,2 и реак цию проводят при 140 - 145 С.2. Способ по п. 1, отлича 1 ощийся тем,что формальдегид вводят в реакцию в резольцом или поволачном соотношении в расчете ца свободный фепол в присутствии соот ветствующего катализатора,