Способ получения формованных материалов на основе мочевино формальдегидной смолы

1СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 08 6 12/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 нева но иссл ституталлов интетическне х основе. Федотова 0 Я по техноло"ВысшаяАБ- ОУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Государственный надовательскнй и проектныйобогащению руд цветных(54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМОВ НЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МОЧЕВИН ФОРМАЛЬДЕГИДНОИ СМОЛЫ, включающий поликонденсацию мочевины и формальдегида в водной среде и формование 801162822 А о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью упрощения технологии получения формованных материалов, поликон"денсацию мочевины и формальдегида иформование образующейся смолы осуществляют путем выдерживания водного раствора мочевины, формальдегида и кислого катализатора при ихмассовом соотношении, равном 1:(0,51,0 ): (0,01-0,12 ) соответственно,и концентрации мочевины 250-600 г/лв статических условиях в герметичной форме в течение 10-50 мин при15-25 С,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью получения пористого формованного материала используют мочевину концентрацией 250-400 г/л раствора.3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения механической прочности, поликонденсацию осуществляют в присутствиирезорцина, взятого в количестве 10153 от массы мочевины.11628Изобретение относится к техноло=гни пластических масс и может бытьиспользовано в создании материаловс функционально-оптимизированнымисвойствами, заданной структурой и 5требуемой формой,Мочевино-форманьдегидные смолыи пластмассы на их основе используются при изготовлении бытовой арматуры, декоративных панелей, осветительных устройств, Аминопласты от 1 личаются повышенной стойкостью кнагрузкам, удовлетворительной устойчивостью в щелочах, высокой ат-.мосферно- и светостойкостью, К достоинствам карбамидных материаловотносятся также низкая стоимость идоступность исходного сырья,Производство изделий иэ мочевино-формальдегидных смол основано пре" 20имущественно на переработке главным образом, методом горячего прессования) пресс-порошков, в состав которых входят мочевино-формальдегидные олигдмеры, наполнители ( древесные опилки, стружки, бумага и др. ) иотвердители (обычно катализаторы кислотного характера ). Мочевино-формальдегидные олигомеры получают путемконденсации мочевины с формальдегидом 30в нейтральной или слабощелочной среде с образованием моно- и диметилолмочевин с последующим подкислениемдо рН 4,5 - б и нагреванием до35-40 С с одновременным удалением з 5части воды путем вакуумирования.Этот раствор затем смешивается с наполнителем. и в результате сушки ком"позиции получаются пресс-порошки.Описанный процесс приготовления 40пресс-порошков и последующее ихпрессование являются основными операциями, применяемые в современнойтехнике при производстве изделий наоснове мочевино-формапьдегидных смол. 45Многостадийность, сложность оборудования вакуум-реакторы, дробилки,сушилки, смесители, прессы с обогреваемыми формаьв и т.д. ), потребность,в специальных мероприятиях по технике безопасности и промьппленнойсанитарии увеличивают стоимость получаемых продуктов и в значительноймере нивелируют преимущества, вытекаю.щие из низкой стоимости и доступнос 55ти исходного сырья. Формование сприменением пресс-порошков обеспечи"вает получение композиционных материалов с двухфазной структурой. Кар 22бамидный компонент в них выполняетроль связывающего, фиксирующегоагента, а механические свойства, микроскопическая структура и геометрическая форма определяются характеромнаполнителя. Доминирующая роль наполнителя, жесткие условия формования приводят к подавлению природы,специфики мочевино-формальдегидногополчмера. Практически получаютсяинертные непроницаемые материалы уэкофункционального назначения, известные в качестве покровных, защитныхи изоляционных материалов,Известен способ получения формованных материалов на основе мочевино-формальдегидной смолы путем взаимодействия мочевины и формалина вслабощелочной среде с последующимотверждением при повьппенной температуре в присутствии целлюлозы, иэмельчением и формованием материалов изпресс-порошка 1 1.Известен также способ полученияпористого материала на основе мочевино-формальдегидной смолы. мипоравключающий вспеиивание олигомеров иотверждение вспененной системы 21Мипора.представляет хрупкое, малопрочное, пористое, твердое тело сзамкнутым строением ячеек. Она используется исключительно в качестветепло- и звукоизоляционного материала," но не может быть применена втаком важном разделительном процессе, как фильтрация,Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ получения формованных материалов на основе мочевиноформальдегидной смолы, при которомсмешивают отвержденную термически мочевино-формальдегидную смолу с мочевино-формальдегидной смолой доОтверждения, стеаратом цинка, пластификатором и др. компонентами, сушат смесь при 80 С, измельчают вфпорошок и формуют горячим прессованием под давлением 31,Известный и предлагаемый способы сходны тем, что характеризуются тенденцией к самостоятельной роли карбамидного компонента. В известном способе исключается посторонний наполнитель, в его качестве предлагается мочевино-формальдегидная смола, специально выделенная и отвержденная при 110 С в течение 16 ч,3 11Недостатком известного способа является сложность, обусловленная тем, что в нем используется традиционный прием формования, включающий приготовление пресс-порошка и его прессование.Цель изобретения - упрощение технологии получения формованных материалов.Поставленная цель достигается тем, что при способе получения формованных материалов на основе: мочевиио-формальдегидной смолы, включающем поликонденсацию моче- вины .и формальдегида в водной среде и формование, поликонденсацию мочевины и формальдегида и формование образующейся смолы осуществля,ют путем выдерживания водного раствора мочевины, формальдегида и кислого. катализатора, при их массовом соотношении, равном 1:0,5- -1,0 ): 0.,01-0,12 ) соответственно, и концентрации мочевины 250-600 г/л в статических условиях в герметичной форме в течение 10-50 мин при 15-25 С.Для получения пористого формованного материала предпочтительно использование мочевины концентрацией 250-400 г/л. Для увеличения механической прочности поликонденсациюосуществляют в присутствии резорцина, взятого в количестве 10-153 от массы мочевины,При концентрации мочевин 400- 600 г/л образуется иэделие с блестящей поверхностью, используемое преимущественно в качестве конструкционного материала.Предлагаемый способ основан на том, что реакцию конденсации мочевины с формальдегидом осуществляют в сильнокислой среде, одновременно проводят специальное фазовое выделение критической полиметиленмочевины. Последнюю выделяют равномерно и упорядоченно по всему объему реакционной смеси в виде глабул заданного диаметра. Выделенные глобулы контактно сцепляют одну с другой с фориированием непрерывного пространственного каркаса, заполняю" щего и фиксирующего исходный объем полимеробразующей смеси. Предлагаежй способ ведет к получению весьма ценных и практически важных материа 62822лов, значительно упрощает процессполучения мочевино-формальдегидныхизделий, и в десятки раз сокращает продолжительность формования иэделий, считая от начала загрузки мономеров и кончая извлечением иэформы готового изделия.При четком соблюдении параметрови приемов предлагаемого способа лег ко и просто синтезируются самые разнообразные изделия очень широкогоназначения. В соответствии с предлагаемым способом получают облицовочные плиты и арматурные детали, зву ко- и теплоизоляционные материалы,фильтрующие, диспергирующие и коалесцирующие изделия.П р и м е р 1. В плоский реакционный сосуд из нержавеющей стали (па раллелепипед с размерами сторон 250 хх 230 х 25 мм), закрытый сверху крышкой, последовательно загружают 1160 ммформалина 353, д 1,092) 742 г мочевины и 72 мл 24 Х"ной серной кислоты.25 Смесь перемешивают в течение 20 с,после чего сосуд герметизируют иоставляют при комнатной температуре.,Через 30 мин из формы извлекают механически прочное изделиеразрушающее 30 напряжение при статическом изгибе380 кгс/см ) с блестящей поверхностьюбелого цвета. Изделие легко подвергается любой механической обработкепредставляет облицовочный материал.П р и м е р 2. В цилиндрическийсосуд из нержавеющей стали внутреннимдиаметром 120 мм и высотой 260 ммпоследовательно загружают 796 млводы, 478 г мочевины, 72 мл 173-нойфосфорной кислоты и 811 мл формалина1, 353, Ы 1,092 ), Смесь перемешиваютв течение 20 с, затем вставляют ификсируют строго по центру стержень из нержавеющей стали с иаруж ным диаметром 70 мм и высотой280 мм. Форму закрывают крышкой ноставляют при комнатной температуре.Через 30 мин извлекают изделие в виде матовой, белой, толстостеннойтрубы внешним диаметром 120 им, внут 1ренним диаметром 70 мм и высотой270 мм. Изделие состоит из глобулдиаметром 2 - 3 икм, контактно сцеп;ленных между собой с организацией 55 непрерывного пространственного каркаса. Пористость изделия 783, средний размер пор 0,7 - 0,9 мки, проницаемость по отношению к воде,ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Э280 л/ч при напоре 1 м вод ст.,раз- : рушающее напряжение при сжатии 0,74 кгс/см . Иэделие используетсягв качестве фильтрующего патрона, его задерживающая способность от носительно твердой фазы глинистой суспензии с раЗмером частицмкм практически 100 -ная при полной регенерируемости путем обратной продувки сжатым воздухом, 10П р и м е р 3. В цилиндрический сосуд иэ ержавеющей стали внутренним диаметром 120 мм и высотой 280 мм последовательно загружают 580 мл воды, 446 г мочевины, 232 мп 15 1 9%-ного водного раствора реэорцина, 55 мл 15 -ной фосфорной кислоты и 875 мл формалина (35 , Ы 1,092. Смесь перемешивают в течение 20 с, затем вставляют и фиксируют строго 20 по центру стержень из нержавеющей стали с наружным диаметром 70 мм и высотой 280 мм. Форму закрывают крышкой и оставляют при комнатной температуре. Через 30 мин извлека ют изделие в виде матовой, светло- кремовой, толстостенной трубы с внешним диаметром 120 мм, внутренним диаметром 70 мм и высотой 270 мм. Изделие состоит из глобул ЗО 3-6 мкм, контактно сцепленных между собой с органиэацией непрерывного пространственного каркаса. По ристость изделия 69% средний размер пор 0,9-1,8 мкм, проницаемость по отношению к воде 430 л/ч при напоре 1 м вод.ст разрушающее напряжение при сжатии 8,7 кгс)см ,Изделие используется в качестве фильтрующего патрона, его задерживающая способность в отношении твердой фазы суспензии 100 .-ная при полной регенерируемости путем обратной продувки сжатым воздухом.Предлагаемый способ чрезвычайно прост, он состоит в сливании вод" ного раствора мочевины, формалина, кислоты н выдерживании полученной смеси в статических условиях при комнатной температуре. За О - 50 мин синтезируется карбамидное иэделие любой заданной формы и разнообраз-. ного назначения.(Известный способ многостадиен, сложен.Несмотря на чрезвычайную яростоту предлагаемый способ содержит в себе множество приемов тонкого регулирования свойств отливаемых изделий, В соответствии с предлагаемым способом синтезируются плиты микропористой .жесткой безусадочной структуры, не растрескивающиеся, не деформирующиеся, рекомендуемые в качестве облицовочного, по- кровного, защитного или арматурного материала. Кроме того, он позволяет получать толстостенные трубы макропористой глобулярной структуры с размером пор, задаваемым в пределах 0,5-10 мкм, они рекомендуются в качестве разделительных перегородок при фильтровании, в качестве аэрирующих патронов при флотационномобогащении, в качестве коалесцирующих насадок при разрушении водно- органических эмульсий.