Способ получения модифицированной карбамидной смолы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 С 08 0 12/12 РО 08 Ц 80 Е 6 ОЩЦМФ ЙАИЙ 3 Мф ФДЮЖИВИБ И инженеров ирри ского хозяйстваМ, Хафизов, М, Ндаров, А, Б. Зезин тво ССС 2, 1975. пособа получения амидной смолы явучения смолы при недостаточная менечного продукта. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ КАРБАМИДНОЙ СМОЛЫ(57) Изобретение относится к получению модифицированных карбамидных смол, обладающих водорастворимостью, используемых в Изобретение относится к получению модифицированных карбамидных смол, обладающих водорастворимостью, используемых в качестве связующих и клеев для склеивания древесины, изготовления стержней в литейном производстве, а также для получения мульчирующих покрытий в сельском хозяйстве.Известны способы модификации карба. мидных смол путем конденсации мочевины с формальдегидом при исходных малярных соотношениях компонентов 1;2 сначала в щелочной(рН 8,0-8,5), затем в кислой (рН 4,5 - 4,8) средах при 97-99 С, нейтрализуют, упаривают в вакууме, проводят дополнительную конденсацию при рН 7,0-7,5 и температуре 60 - 65 С. Использование аммиака в реакции конденсации карбамида с формальдегидом приводит к модификации - образованию циклических структур триазинонового типа, встроенных в олиги 1728255 А 1 качестве связующих и клеев для склеивания древесины, изготовления стержней в литейном производстве, а также для получения мульчирующих покрытий в сельском хозяйстве, Изобретение позволяет получить растворимую в воде смолу, повысить механическую прочность конечного продукта за счет осуществления способа получения модифицированной карбамидной смолы конденсацией мочевины и формальдегида в присутствии карбоксиметилцеллюлозы при 25 - 30 С в течение 5 - 6 ч при постепенно уменьшающемся рН среды от щелочной до кислой в присутствии аммиака при мОлярном соотношении мочевина:формальдегид: аммиак: карбоксиметилцел-. люлоза 1:1,0-2,0:0,1 - 0,3:0,05 - 0,1. 1 табл,мерную цепь, Присутствие таких структур влияет на свойства. смол, которые снижают скорость конденсации мочевины и формаль дегида, вследствие чего время отверждения увеличивают до 8 ч и добиваются совместимости с водой без коагуляции,Наиболее близким к предлагаемому способу получения модифицированной смолы является способ получения модифицированной карбамидной смолы, где конденсацию мочевины и.формальдегида в присутствии аммиака пооводят при молярных соотношениях 1:2-2,5:0,25-0,4, причем аммиак добавляют к мочевине при температуре кипения реакционной смеси. Недостатком этого смодифицированной карбляется трудоемкость полвысоких температурах иханическая прочность ко30 35 40 50 55 Целью изобретения является получение модифицированной карбамидной смолы, обладающей водорастворимостью, упрощение технологического процесса, повышение механической прочности конечного продукТвгПоставленная цель достигается тем, что в способе, включающем конденсацию моче- вины, формальдегида в присутствии аммиака при постепенном уменьшающемся рН среды вводят карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) при 25-30 С и в молярных соотношениях мочевина:формальдегид:аммиак.карбоксиметилцеллюлоза = 1:1-2:0,1-0,3:0,05-0,1, реакцию ведут 5-6 ч.Предлагаемый способ заключается в следующем;К 1,0-2.0 моль водного раствора формальдегида добавляют 0,1-0,3 моль аммиака в виде водного раствора, при этом рН нейтральна (6 - 7), добавляют 1 моль мочевины, наблюдается эндотермическая реакция в течение 15-20 мин, затем вводят 0,05-0,1 моль раствора карбоксиметилцеллюлозы, которая стабилизирует карбамидную смолу ионными связями, при этом смесь имеет нейт.альную среду(рН 7). Оптимальным является соотношение аммиака 0,1 - 0,3 моль.По предлагаемому способу реакция протекает по механизму электростатического взаимодействия между карбоксилат анионами КМЦ и аминогруппами карбамидной смолы в цикле,О- Н Н - СН-НН - ." - ИН - СН - Н Н -Н 1 е СН, НСфСННН, 1 СН,ОСНСОО ОНСОНСОРО ОЧ Н " " О ОН Н Н Введение КМЦ в водный раствор формальдегида и мочевины существенно изменяет механизм конденсации карбамидной смолы. КМЦ регулирует структуру продукта поликонденсации и не допускает трехмерной сшивки карбамидной смолы (КФС). Карбамидная смола в присутствии КМЦ долго сохраняет свою жизнеспособность (более 24 месяцев).Карбамидные смолы по предлагаемому способу отверждаются обычными отвердителями. Новизной является получение растворимой модифицированной карбамидной смолы.(поликомплекс), содержащей КМЦКФС, которую в настоящее время можно успешно применять в сельском хозяйстве (хлопководство). 5 10 15 20 25 Существенными отличиями способа является проведение реакции поликонденсации мочевины, формальдегида, аммиака в присутствии КМЦ с получением конечного продукта, обладающего растворимостью в воде, Характеристика используемой КМЦ: степень замещения 70 и полимеризации 450,Изобретение иллюстрируется примерами.П р и м е р 1, В трехгорлую колбу с мешалкой при температуое 30 С помещают 816,5 г(10 моль) формальдегида в виде 37%- ного водного раствора и вводят 85 мл (1 моль) 20%-ного водного раствора аммиака, при этом рН раствора нейтральна (рН 6 - 7), и 600 г мочевины (10 моль), Значение рН постепенно поднимается до 8,3 - 8,6. Полученную реакционную смесь выдерживают 5-6 ч, затем добавляют 550 г (0,5 моль) 2%- ного раствора карбоксиметилцеллюлозы, Полученный раствор смолы сливают.Для получения сухого растворимого модифицированного композита карбамидной смолы из раствора отгоняется вода.Г 1 р и м е р 2, В трехгорлую колбу с мешалкой при температуре 30 С помещают 1020,63 г (12,5 моль) формальдегида в виде 37%-ного водного раствора и вводят 127,5 мл (1,5 моль) 20%-ного водного раствора аммиака, при этом рН раствора нейтральна (рН 6-7), и 600 г мочевины (10 моль). Значение рН постепенно поднимается до 8,0 - 8,4, Полученную реакционную смесь выдерживают 5 - 6 ч, затем добавляют 693 мл (0,63 моль) 2%-ного раствора карбоксиметилцеллюлозы, Полученный раствор смолы сливают.Для получения сухого растворимого модифицированного композита карбамидной смолы из раствора отгоняется вода.П р и м е р 3, В трехгорлую колбу с мешалкой при температуре 30 С помещают 1224,75 г (15 моль) формальдегида в виде 37%-ного водного раствора и вводят 170 мл (2 моль) 20%-ного водного раствора аммиака, при этом рН раствора нейтральна (рН 6 - 7), и 600 г мочевины (10 моль). Значение рН постепенно поднимается до 8,0-8.4. Полученную реакционную смесь выдерживают 5 - 6 ч, затем добавляют 825 мл (0,75 моль) 2%-ного водного раствора карбоксиметилцеллюлозы. Полученный раствор смолы сливают,Для получения сухого растворимого модифицированного композита карбамиднойсмолы из раствора отгоняется вода. П р и м е р 4. В трехгорлую колбу смешалкой при температуре 30 С помещают 1428,9 г (17,5 моль) форлальдегида в виде370 -ного водного раствора и вводят 212,5 мл (2,5 моль) 200 -ного водного раствора аммиака, при зтам рН раствора нейтральна (рН 6 - 7), и 600 г мочевины (10 моль). Значение рН постепенно поднимается до 8,0 - 8,6. Полученную реакционную смесь выдерживают 5-6 ч, затем добавляют 986 мл (0,88 моль) 2%-ного раствора карбоксиметилцеллюлозы. Полученный раствор смолы сливают.Для получения сухого растворимого модифицированного композита карбамидной смолы из раствора отгоняется вода,П р и м е р 5. В трехгорлую колбу с мешалкой при температуре 30 С помещают 1633 г (20 моль) формальдегида в виде 37 - ного водного раствора и вводят 255 мл (3 моль) 20%-ного водного раствора аммиака, при этом рН раствора нейтральна (рН 6-7), и 600 г мочевины (10 моль). После растворения мочевины (рН 8,8) полученную реакционную смесь выдерживают 5 - 6 ч, затем доба вля ют 1100 мл (1 моль) 2%-ного водного раствора карбоксиметилцеллюлозы. Полученный раствор смолы сливают,Для получения сухого растворимого модифицированного композита карбамидной смолы из раствора отгоняется вода;П р и м е р ы б, 7. Выполняются так же, как примеры 1-5, за исключением того, что вместо минимальной концентрации формальдегида используют более низкие концентрации формальдегида,П р и м е р ы 8,9. Выполняются также, как примеры 1-5, за исключением того, что вместо минимальной концентрации аммиака используют более низкие концентрации аммиака при постоянном соотношении остальных компонентов,П р и м е р ы 10, 11. Выполняются так же; как примеры 1 - 5, за исключением того, что вместо минимальной концентрации карбоксиметилцеллюлозы используют более низкие концентрации карбоксиметилцеллюлозы при постоянном соотношении остальных компонентов.П р и м е р ы 12 - 14. Выполняются так же, как примеры 1 - 5, за исключением того, что вместо максимальной концентрации формальдегида используют более высокиеконцентрации формальдегида.П р и м е р ы 15-17. Выполняются также, как примеры 1-5, за исключением того,5 что вместо максимальной концентрации аммиака используют более высокие концентрации аммиака.П р и м е р ы 18-20, Выполняются так10 же, как примеры 1-5, за исключением того,что вместо максимальной концентрациикарбоксиметилцеллюлозы используют более высокие концентрации карбоксиметилцеллюлозы при постоянном соотношении15 остал ьн ых компонентов.П р и м е р ы 21-24, Выполняются также, как примеры 1-5, за исключением того,что реакции проводятся при температуре25 С (см. табл.),20 Свойства смол, полученных по примерам 1-24, приведены в таблице,Из таблицы видно, что карбамидныесмолы, полученные по предлагаемому способу, стабильны при хранении и имеют по 25 вышенную механическую прочность.Для определения разрушающего напряжения при сжатии отвержденной смолы,готовят образцы следующим образом: к 100г смолы добавляют 10 мл 100 -ного водного30 раствора щавелевой кислоты, тщательно перемешивают и выливают в пробирки диаметром 12 мм для отверждения.Отвержденные образцы вынимают из пробирок и нарезают таблетки высотой 10 мм.35 Полученные образцы испытывают по ГОСТ4651-68.Формула изобретенияСпособ получения модифицированнойкарбамидной смолы конденсацией мочеви 40 ны и формальдегида при постепенно уменьшающемся рН среды от щелочной до кислойв присутствии аммиака, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью получения растворимой вводе смолы и повышения механической45 прочности конечного продукта, конденсацию проводят в присутствии карбоксиметилцеллюлозы при 25-30 С в течение 5 - 6 ч,при молярном соотношении мочевина:формальдегид:аммиак:карбоксиметилцеллюло 50 за 1:1,0 - 2,0:0,1-0,3:0,05-0,1.1728255 8 Технологические параметры осуществления способа получения модифицированной карбамидной смолы Разрушающее напряжение при сжатии отвержденных образцов,кгс/см кизнеспособностьгод Время,ч Выход,ф Температура реакции,ьс Пример Содержание компонентов композита,моль йммиак КМЦ Формальдегид Мочевинв через 2 года храненияобразцов прикомнатнойтемпературе в моментизготовпения 3065 3043 3480 3684 369 2500 1000 1010 1285 1298 1310 1000 1,5 2,0 ЗО 55,305,456,0 1 1111Составитель М, ХафизовТехред М. Моргентал Корректор О,ципле Редактор О,Стенина Заказ 1379 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 171819 20 21 22 23 24 11,251,51,752,0050,811112,53,03,5222221,О1,0152,0 0,1 015 О,г 0,25 0,3 0,1 О, 0,03 0,08 0,1 0,1 0,3 0,3 О,З 0,4 0,5 0,6 0,3 0,3 0,3 О 0,2 0,2 0,3 0,050,0630,0750,0880,10,050,050,050,050,0010,00350,111