Способ получения модифицированной фенолформальдегидной смолы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1786042 А 1 1)5 С 08 6 8/2 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР",3 (6 Юч,ЯД" ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Братский индустриальный институт (72) А.Д, Синегибская, В.А. Самойлов, Т,А. Донская и Е.В. Яровая(56) 1, Авторское свидетельство СССР М 480577, кл, С 08 1 97/02, 1973.2. Авторское свидетельство СССР М 1310406, кл, С 08 6 8/28, 1985.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАН НОЙ ФЕН ОЛ ФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ(57) Сущность: модифицированные фенолформальдегидные смолы получают конденсацией фенола, формальдегида в пристуствии гидроксида натрия при йх массовом соотношении 1:0,9:0,3 соответственИзобретение относится к химии полимеров, а именно к способу получения модифицированной фенолформальдегидной смолы, используемой в клеевых составах, а также при получении композиционных материалов..Известен способ получения фенолформальдегидной смолы, в котором фенол частично заменяется на сульфатный лигнин, выделенный из черного щелока, причем выделение сульфатного лигнина из черного щелока с высоким выходом требует разработки специальной техно.)огии.Недостатком способа является то, что процесс выделения сульфатного лигнина в технологически приемлемом виде(сухой порошок или влажная паста) является длительным и трудоемким процессом, требующим но в водной среде, формальдегид вводят порционно, Сначала при 40 - 42 С вводят 92 ф формальдегида (в виде формалина), температуру поднимают до 80 - 85 С и выдерживают 40 - 45 мин. Смесь доводят до кипения и кипятят 10 мин, затем охлаждают до 80 - 85 С, вводят вторую порцию формальдегида и при 85 - 90 Свыдерживаютдодостижения вязкости 0,83-0,93 Па/с по ВЗ - 4, К полученному фенолформальдегидному кон- денсату добавляют 40 ф,-ный раствор лигнинсодержащего карамельного осадка предгидролизатов сульФат-целлюлозного производства в 4 О-ном водном растворе гидроксида натрия при массовом соотношении конденсата и карамельного осадка (80- 90):(10 - 20) и процесс продолжают при ф 70 - 80 С в течение 40 мин. 3 табл. расхода значительных количеств нейтрализующих щелочь черных щелоков агента - серной кислоты или углекислого газа, необ ходимого кислотоупорного оборудования, а Ос, также специальных фильтрующих устройств для отделения лигнина из кислого раствора; рНаиболее близкий к изобретению является способ получения феноллигнинформальдегидной смолы путем конденсации при нагревании в присутствии едкого натра фенола, лигносодержащего вещества "кара- а мели" и формальдегида,Недостатком известного. способа является то, что фенолли 1 нинформгльдегидная смола, полученная по этому способу, содержит в свободном состоянии значительное количество фенола и формальдегида, являющихся токсичными веществами,3 1786042 Цель изобретения - снижение мономеров в смоле,Цель достигается тем, что по способуполучения модифицированной фенолформальдегидной смолы конденсацией фенола, 5формальдегида, гидроксида натрия при ихмассовом соотношении 1:0,9:0,3 соответственно, в присутствии воды и лигнинсодержащего карамельного осадка предгидролизатовсульфат-целлюлозного производства при постадийном введении формальдегида и нагревании до получения фенолформальдегидного .конденсата с вязкостью 0,83 - 0,93 Па/слигнинсодержащий карамельный осадокпредгидролизатов сульфат-целлюлозного 1производства вводят в фенолформальдегидный конденсат в виде 40;-ного раствора в 4%-ном водном растворе гидроксиданатрия при массовом соотношении конденсата и карамельного осадка (80 - 90):(10:20) ипроцесс продолжают при 70 - 80 С втечение40 мин,П р и м е р 1. В трехгорлуюколбу,снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником, загружают 24,62 гфенола, 14,95 г щелочи и 18,8 мл воды (иэрасчета 46% сухих веществ), перемешивают, нагревают и при температуре 40 - 42 Свводят первую порцию 43,9 г 92,0) формалина, доводят температуру до 80 - 85 ОС ивыдерживают при этой температуре 40-45мин, Затем смесь осторожно в течение 15мин доводят до кипения и кипятят 10 мин.После кипячения смесь за 10 - 15 мин охлаждают до 80 - 85 С, вводят вторую порцию4,25 г формалина, за 5- 10 мин температуруповыщают до 85 - 90 С и выдерживают приэтой температуре до достижения вязкости0,83-0,93 Па/с по ВЗ. Массовое соотношение фенола: формальдегида: щелочи1:0,9:0,3,К полученному фенолформальдегидномуконденсату добавляют 40 О-ный раствор ка. рамельного осадка предгидролизатов сульфат-целлюлозного производства в 4-номводном растворе гидроксида натрия и нагревают при перемешивании при 70 - 80 С в течение 40 мин при массовом соотношениифенолформальдегидного конденсата(ФФК) и"карамели" 90:10.Характеристика модифицированнойфенолформальдегидной смолы: свободныйфенол 0,08;, свободный формальдегид0,076, жизнеспособность 2 мес.П р и м е р 2. Гроводят аналогичнопримеру 1 при массовом соотношении фенолформальдегидного конденсата и "карамели" 85:15,фенол 0,06%, свободный формальдегид 0,06% жизнеспособность 2 мес.П р и м е р 3, Проводят аналогично примеру 1 при массовом соотношении фенолформальдегидного конденсата и "карамели" 80;20.Характеристика модифицированной фенолформальдегидной смолы: свободный фенол 0,08 оь, свободный формальдегид 0,08 О,10 жизнеспособность 2 мес Физико-химические свойства фенолформальдегидной смолы приведены в табл,1.Модифицированную смолу использовали при производстве фанеры. Клеющие свойства определяли по ГОСТ 96-24-72.На сосновый шпон влажностью 4-7% наносили модифицированную фенолформальдегидную смолу при соответствующем 20 весовом соотношении фенолформальдегидная смола: щелочной раствор "карамели" в количестве 130 - 140 г/м . Плиты шпона согбирали в пакеты, выдерживали на воздухе 10 - 20 мин и склеивали при температуре 115.+3 С поддавлением 2 МПа в течение 7,5. мин, Из каждого склеенного листа вырезали образцы в соответствии с ГОСТ 9624-72, выдерживали в кипящей воде в течение 1 ч, определяли максимальную нагрузку,25 30 35 Разрушающую образец при скалывании по клеевому шву, Результаты испытаний приведены в табл.2.После разбавления водой до содержания сухих веществ 9 - 11 смолу использовали в производстве твердых древесноволокнистых плитВдревесное волокно, полученное из древесных хвойных пород со степенью размола 24 с, концентрацией массы 1,9 О, добавляют серную кислоту в количестве 0,8 О к массе абсолютно сухого волокна для доведения рН среды до 4, затем вводят 0,5 О к массе абсолютно сухого волокна парафиновой эмульсии, полученное по предлагаемо 40 45 му способу связующее в количестве О,боь к массе абсолютно сухого волокна. Перемешивают, загружают в отливную машину для обезвоживания и формирования влажного ковра. Влажные плиты прессуют при температуре 186 С, давлении 25,0 МПа, в течение 10 с и сушат при давлении 5 МПа в течение 300 с. Затем плиты в эакалочных камерах выдерживают при температуре 170 С в течение 4 ч, иэ отлитых плит вырезают образцы 50 соответственно ГОСТ 19592-80. Проверку 55 прочности на изгиб проводили на испытательной машине по ГОСТ 7855-74. Водопоглощение и разбухание определяли через 24 Характеристика модифицированной ч после выдерживания их в воде при 20 С.фенолформальдегидной смолы: свободный Результаты испытаний приведены в табл.3.Сухойостаток Жизне- способ- ность Содержание свобо ных4,72 4,85 5,0 39,839,5539,87 14,7 14,9 15,0 90:10 85;15 80:20 0,08 0,06 0,8 0,07 0,06 0,8 222 Известный ФЛ ФСФЛФСФЛ ФСГОСТ 20907-75 43 45 45 0,10,130,13 4,9 5,1 5,1 12,1 1 1,7 10,5 30 40 50 0,15 0,10 0,10 232,5 402 11,18 23 4,5-5,5 не бо- не более 0,18 лее 0,18 Таблица 2 Формула изобретения Способ получения модифицированной фенолформальдегидной смолы конденсацией фенола, формальдегида, гидроксида натрия .при их массовом соотношении 1:0,9:0,3 соответственно в присутствии воды и лигнинсодержащего карамельного осадка предгидролизатов сульфат-целлюлозного производства при постадийном введении формальдегида и нагревании до получения фенолформальдегидного конденсата с вязкостью 0,83 - 0,93 Па/с, о т л иКоличество фенола, замещаемого "карамелью" в смоле ч а ю щ и й с я тем. что, с целью снижения содержания мономеров в смоле, повышения водостойкости иэделий на основе смолы, лигнинсодержащий карамельный 5 осадок предгидролизатов сульфат-целлюлозного производства вводят в фенолформальдегидный конденсат в виде 40%-ного раствора в 4%-ном водном растворе гидроксида натрия при массовом соотношении 10 конденсата и карамельного осадка (8090);(10-20) и процесс продолжают при 70- 80 С в течение 40 мин. Физико-химические свойства Содержание бромируемыхвеществ,7 1786042 Таблица 3 оставитель А,Синегехред М.Моргентал едак Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, Раушская наб 4/5 иэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 226 Тираж ВНИИПИ Гасударственного комите 113035, Москва