Способ получения модифицированной фенолформальдегидной смолы

СОЮЗ СООЕТСИИХсайер:ОЯнесаеп 08 6 8 28 ОМИТЕТ СССРИй И (ЛНРЫТИЙ ГОСУДМ СТВЕННПО ДЕЛАМ И БРЕТЕН ТВУсницетиъс В 39(21) (22) (46) (72) А,М, (71) ский акус и из (53) 3374493/23-0504.018223.10.83, Бюл,Ю-Ю.К.Блинас,.айноравичюс нВсесоюзный научинститут теплоических строителий678.632(088,8)(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ фЕНОЛфОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫконденсацией фенола с формальдегидоми моднфицирувианм агентом в щелочнойсреде при нагревании, о т Л и ч а ю -щ и и с ятем, что, с целью повышения времени желатинизации, стабильности при хранении и клеящих свойств,в качестве модифицирующего агента используют водный экстракт древеснойкоры, представлякщий собой смесь таннидов и нетаннидов в весовом соотношении 44-61:39-56 в количестве 15-40от веса фенола прн весовом соотношении смеси Фенола с экстрактом древесной коры и формальдегида 100 Ф 70-80соответственно. еИзобретение относится к получению фенольных связующих, предназначенных для производства изоляционных волокнистых строительных материалов, в частности для произнодства иэделий из минеральной или стеклянной ваты, 5Известен способ получения фенольного связующего, включающий конденсацию фенола и формальдегида при повышенных температурах н присутствии н качестве катализатора гидроокиси щелочного металла. По этому способу синтезируют отечественной промышленностью выпускаемые для производстна минераловатных плит Фенолоспирты марки Б 1 .15Недостатком полученного по этому способу фенольного связующего является короткое время желатинизации и знач тельное снижение водоразбавляемости при его хранении. Кроме того, в настоящее время производство минералонатных плит фенолоспиртами обеспечивается неполностью иэ-за дефицитности исходных материалов, в частности, фенола. Поэтому н нашей стране и за рубежом проводятся работы по замене части фенола при синтезе фенолформальдегидных смол или замене части самих фенолформальдегидных смол,Известен способ получения клеевой композиции, включаюций смешение ще лочной фенолформальдегидной смолы с измельченной древесной корой (танни.дысодержащее вещество ), предварительно обработанной водным раствором щелочи (едким натром ) 2 . .35Однако клеевая композиция, полученная по этому способу, не обладает стабильной нодоразбавляемостью при ее хранении.Наиболее близким к изобретению 4 О по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения модифициронанной фенолформальдегидной смолы конденсацией фенола с Формальдегидом и модифицирующим агентом в щелочной среде при нагревании, в качестве модифицирующего агента используется тонкоизмельченная древесная кора 3 3.Недостатки полученной модифицированной фенолформальдегидной смолы являются короткое время желатинизации (гелеобразонания ), значительное снижение водоразбавляемости при ее хранении (в течение 3 мес ) и недостаточная прочность изделий, изготовленных с применением этого связующего (иэ-эа низких его клеяцих свойств )Целью изобретения является повышение времени желатинизации, стабильности при хранении и клеящих свойств 60 связуюцего.Цель достигается тем, что согласно способу получения модифицированнойФенолформальдегидной смолы конденсацией Фенола с Формальдегидом и моди Фицирующим агентом н щелочной средепри нагревании, в качестве модифицируюцего агента используют водныйэкстракт древесной коры, прецставляюций собой смесь таннидов и нетаннидов в весовом соотношении 44-61:39-56в количестве 15-40 от веса фенолапри несоном соотношении смеси фенолас экстрактом древесной коры и формальдегида 100;70-80 соответственно.Для получения модифицированнойфенолформальдегидной смолы применяютфенол синтетический техническийГОСТ-60, формалин техническийГОСТ 1625-75, натр едкий ГОСТ 4228-66и экстракт древесной коры,Экстракцию древесной коры проводят в колбе с обратным холодильником,для чего и колбу загружают предвари.тельно высушенную при 105 ф 2 ОС древесную кору смешанных пород древесины (н том числе хноййых ), затемзаинают воду в количестве, обеспечиваюцем весовое соотношение нодь, с корой, равном 10 (модуль 10/, нагревают содержимое колбы до кипения и кипятят н течение 8 ч. Полученный экст-ракт фильтруют, выпаривают воду, высушивают до порошка и подвергают Физико-химическому анализу,Состав применяемого экстракта древесной коры, вес.:Танниды 44-61Нетанниды 39-56В том числе:сахар,3-5простейшиефенолы, 9-17органическиекислоты,17-26неорганические вещества,, 6-8П р и м е р 1. В реактор, оснаценный глеханической мешалкой и паровой рубашкой, при перемешинании загружают 86,95 нес.ч. кристаллического фенола, 70 вес.ч, Формальдегида ввиде 37-ного Формалина и 15 экстракта древесной коры от веса Фенола (13,05 вес.ч,), Реакционнук смесьнагревают до 43-45 С и вводятО4 вес.ч, гидроокиси натрия н ниде45-ного раствора (всюду в пересчете на 100-ные вещества). Затем реакционную смесь нагревают до 72-74 Си выдерживают при этой температуре втечение 90 1 лин, После чего реакцион"ную смесь охлаждают до 25-ЗООС и выгружают в приемник.П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 кристаллического фенола загружают 78,4 вес.ч., формальдегида75 вес,ч. и экстракта коры древесины27,5 от веса фенола (21,6 вес,ч,) .П р и м е р 3. Аналогично примеру1 кристаллического фенола загружают71,4 вес,ч Форлальдегида 80 вес.ч.1049502 Компоненты 100 86,95 Г 81,5 71,4 78;4 ФенолФормальдегидДревесная кора 52,2 70,0 75,0 80,0 18,5 Экстракт древесной коры 13,05 21,6 28,6 4,0 Щелочь (МаОН) 4,0 31,2 4,0 ффенолоспирты марки Б(ТУ-05-1164-75). и экстракта коры древесины 40 от веса фенола (28,6 вес,ч.).Для оценки водораэбавляемости водопроводной нодой 10 мл фенолформальдегидной смолы вводят в цилиндр ем- костью 250 мл с последующим периодическим добавлением воды (температура воды 20 ф 2 ОС) и периодическим перемешинанием (встряхиванием ) содержимого в цилиндре. Воду в раствор добавляют до первого появления мутности, 1 О Мутность раствора определяют визуально н проходящем свете, Водоразбавляемость выражают обьемнам соотношением фенолформальдегидная смола - вода (как среднее арифглетическое не менее 1 двух определений). Время желатинйэации фенолформальдегидных сглол при 150 фС определяют по ГОСТ 20907-75. Для чего около 1,5 г смолы, нэнешенной с погрешностью не более 0,01 г, наносят на центральную часть плиты размером 160 А 160 х 20 мм, горизонтально укрепленной на электроподогревательном приборе и нагретой до 15012 бС, и включают секундомер, Затем смолу равномерно распределяют стеклянной палочкой н пределах .площади очерчен ного квадрата размером 50 гг 50 мм инепрерывна перемешивают. Когда смола начнет густеть, из нее периодически вытягивают нити на высоту не более2 см, При дальнейшем нагревании смолатеряет пластичность и нити обрываются. В этот момент секундомер останавлинают, Время в секундах, прошедшеес,момента нанесения смолы на плиту домомента обрыва Митей, принимают эавремя желатиниэации. За результатиспытания принимают среднее арифметическое результатов трех параллельныхопределений, расхождения между которыми не должны пренышать 5 с,Для оценки клеющих свойстн фенОлформальдегидной смолы изготовляютлабораторные образцы и определяют ихпредельную прочность при изгибе.Для .чего 97 вес.ч. кварцевого песка( ГОСТ 61-39-70 ) и 3 вес.ч. фенолформальдегидной смолы ( н пересчете насухие вещестна ) перемешивают, полученную массу загружают н раэборныефоргы, проводят их термоотверждение,после чего образцы вынимают из формыи испытавают на прочность при изгибе.Состав фенолформальдегидных смоли их свойства приведены соответственно, в табл.1 и 2.Таблица 11049502 Таблица 2 редлагаемый.по приме ораэбавляемостисходная есконвчна 3 месяцевия посл хра н:10 Прочность лабораторных образцов, изготовленных на испытуемом связующем,кгс/см 0 9 Время желатинизаципри 150 С, с С"Б Фенолоспирты марки Б (ТУ 6-05-1164-7 бо Составитель И.Гинзбург ктор Н.Джуган Техред С,Мигунова Корректор)А, Тяс355/26 Тираж 494 ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, ЖЗаказ Подпнного комитета ССений и открытий35, Раушская наб. о д.4 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,Из приведенных данных в табл. 2 видно, что модиФицированная ФенолФормальдегидная смола, изготовленная по предлагаемому способу, обладаетлве длительным временем желатиниза- ции, значительно повышенной водораэбавляемостью при длительном хранении 3 и повышенными клеящими свойствами по сравнению с ФенолФормальдегидными смолами, изготовленными по известным способам,Более длительное время желатиниэации способствует снижению той части потерь Фенольного связующего в камере волокноосаждения, которая имеет место из-за преждевременного его отверждения (за счет короткого времени же латинизации 1 до подпрессовки и термообработки в камере поликонденсации минвраловатного ковра. Повышенная водораэбавляемость при хранении Фенольного связующего обеспечивает более длительный срок его пригодности (гарантийный срок хранения,), что в конечном счете обеспечивает снижение технологических потерь связующего, имеющее место из-за недостаточной во доразбавляемости (менее чем 1:3), Повышенные клеящие свойства позволяют получить более прочные минерапоили стекловатые иэделия.Следовательно, синтез модифицированной Фенолформальдегидной смолы по предлагаемому способу позволяет заменить 15-40 вес.Ъ дефицитного в настоящее время кристаллического фенола экстрактом древесной коры, в, .применение этого связующего в прсиэводстве изделий иэ минеральной или стеклянной ваты позволит снизить ,технологические потери связующего и повысить прочностные свойства иэделий