Способ непрерывного получения пресс-материалов

,80445311 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ мо ев, ветко,амыш ИВь В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Кемеровский научно-исследовтельский институт химической проленности( 54 ) ( 57 ) 1. СПОСОБ НЕПРЕРЬВНОГОПОЛУЧЕНИЯ ПРЕСС-МАТЕРИАЛОВ на основефенолформальдегидных смол новолачного и резольного типов путем поликонденсации смолы из фенола или егогомологов с формальдегидом в видеего водного раствора в присутствиисоответствующего катализатора принагревании, смешения смолы и смесисыпучих компонентов ( наполнителя,отвердителя, красителя ), гомогенизации и пластификации полученнойпресс-массы, вакуум-сушки с последующим гранулированием или измельчением полученного пресс-материала,ЗЕ) С 08 1, 61/10; С 08 С 8/10 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса, улучшения качества получаемого пресс материала, поВышения стабильности его свойств, сокращения потерь сырья и уменьшения вредных выбросов в атмосферу, сначала проводят поли- конденсацию фенола и формальдегида при 140-180 С под давлением 16- 25 ати в течение 1-6 мин в присутствии соответствующего катализатора, затем на полученную водноэмульсионную смолу, охлажденную до 80- 84 С и распределенную тонким слоем, наносят при атмосферном давлении смесь сыпучих компонентов; после чего проводят смешение, гомогенизацию и пластификацию в течение 0,5-1,5 мин, повышая постепенно температуру до 130-160 С и давление до 20-30 ати, вакуум-сушку при мгновенном снижении давления, термообработку при 80-120 С и гранулированные массы с температурой 85+3 Со2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью получения новолачных пресс-материалов, фенол, формальдегид и катализатор- кислоту берут в весовом соотношении 100:26-32;0,4-0,6.Предлагаемый способ относится к производству термореактивных пресс-материалов на основе фенолформальдегидных смол.Известен способ непрерывного получения пресс-материалов на основе фенолформальдегидной смолы путем поликонденсации смолы из фенола или его гомологов с формальдегидом в виде его водного раствора в присутствии соответствующего катализатора 1 О при нагревании, смешения смолы и смеси сыпучих компонентов (наполнителя, отвердителя и красителя ), гомогенизации и пластификации полученной пресс-маесы с одновременной вакуумсушкойи последующей грануляцией или измельчением полученного пресс матерчала. Цель изобретения - интенсификация процесса, повышение качестваполучаемого пресс-материала, стабильности его свойств, улучшение условийтруда, сокращение потерь сырья иуменьшение вредных выбросов в атмосферу.Для этого проводят процесс приповышенном давлении температуре вгерметично закрытом оборудовании.Исходные компоненты: фенол (илиего гомологи ), формалин ( формальдегид ) и соотнетстнующий катализатор(дигидрат щавелевой кислоты, соляная кислота иди другие неорганические кислоты, аммиак и гидроокиси металлов ) непрерывно в виде реакционной смеси или раздельным непрерывным дозированием каждого компонента подаются в реактор непрерывного действия, где происходит реакция поликонденсации при 140-180 С и дан лении 16-25 ати в течение 1-6 мин. Полученные продукты высокой степени поликонденсации ( условный мол.вес 800- 1000 ) охлаждают до 80-84 С и выводят из реактора (возможно частичное отделение надсмольной воды ).Полученная водоэмульсионная смола, имеющая при 80 фС вязкость в пределах 250-1000 спз (в зависимости от температуры и времени поликонденсации ), непрерывно поступает в герметичное реакционное пространство и распределяется тонким слоем, на который непрерывно, наносят смесь сыпучих компонентов, содержащую органический или минеральный наполнитель, отвердитель (гексаметилентетрамин или другие амины ), краситель (минеральный или органический ), смазывающие или пластифицирующие вещества. В течение 0,5-1,5 мин проводят не прерывное смешение, гомогенизацию и пластификацию массы в замкнутом реакционном объеме при постепенномб повышении температуры до 130-160 С и давления до 20-30 ати, В этих усло. виях влага и летучие компоненты не испаряются.Влажную массу, нагретую до 130-,о160 С, непрерывно подают в зону вакуумной сушки с температурой 140- 160 С и вакуумом 200-600 мм рт.ст. За счет мгновенного спада давления и высоких температур в зоне вакуумной сушки происходит быстрое удаление основной части влаги. Подсушенный материал поступает в зону термообработки, где прОисходит окончательная сушка материала и его термообработка при температуре 80- 120 С. После этого материал при темопературе 85+ЗОС формуют в виде жгутов диаметром 1-4 мм и непрерывно- выводят из реакционного пространства, разрезают на гранулы и охлаждают. Готовый материал содержит 35-55 веществ, экстрагируемых ацетоном, и 1,5-2 летучих.В,случае получения пресс-материа-, лов на основе новолачной смолы фенол, формальдегид и катализатор - кислоту берутв весовом соотношении 100:26-32:0,4-0,6. Смола содержит повышенное, число ортосвязей (52-70) и 1-6 свободного фенола. В случае получения пресс-материалов на основе реэольной смолы исходные вещества берут в обычных для этого типа смол соотношениях. П р и и е р 1. В реактор непрерывно подают фенол, формалин и раствор дигидрата щавелевой кислотыв формалине в молярном соотношениифенола, формальдегида и дигидрата,равном 1:1:0,0033, Полученную смесьтранспортируют непрерывно н замкнутом реакционном пространстве черезтри температурные эоны, где вначалеона нагревается за 1,5 мин от 20до .140 С, затем в течение последующих 2 мин температура поднимаетсядо 170 С, за счет тепла экэотермической реакции поликонденсации иполученная в результате смола охлаждается н течение 1-1,5 мин до80 ОС. В реакторе поддерживают давление до 20 ати. Охлажденную до 80 Ссмолу непрерывно выводят из реактора, частично отделяют надсмольнуюводу и смолу, содержащую 20+5 остаточной влаги с вязкостью 500+50 спзпри 80 С, и непрерывно со скоростью250 г/мин (15 кг/ч )подают в герметичное реакционное пространство.На распределенную тонким слоем смолу непрерывно наносят смесь сыпучихкомпонентов со скоростью 240 г/мии(,14,4 кг/ч ). Состав смеси сыпучихкомпонентон следующий, вес.ч.:древесная мука 40Минеральныедобавки(стеараткальция ) 1,5Краситель 1,0В течение 1 мин проводят непре- (Орывное смешение, гомогенизацию ипластификацию массы в замкнутомреакционном объеме и постепенным увеличением давления до 25 ати и температуры до 130-160 С. Далее массу 15подвергают сушке при температурео150 С и вакууме 400 мм рт.ст, в течение 30-40 с и термообработкепри 90 С в течение 30-20 с. Затемоматериал при 85+3 С формуют в видежгутов диаметром 1-4 мм и непрерывно выводят из реакционного пространства, режут на гранулы и охлаждают,Готовый материалсодержит 52-55веществ, экстрагируемых ацетоном,и не более 2 летучих.По физико-механическим показателям материал может быть отнесен кгруппе электроизоляционных прессматериалов с повышенной ударной вязкостью (и/м 6 кгс см/см )и пределомпрочности при статическом изгибе(н/м 750 кгс/см 2),П р и м е р 2. Поступают, как впримере 1, используя молярное соотношение Фенола, формальдегида и ди- З 5гидрата, равное 1:0,9:0,0043, и следующий состав сыпучих компонентов,вес.ч.:Древесная мукаМинеральная 40добавка 5,2Гексаметилентетрамин 6,0Краситель 1,5.Смазку - олеиновую кислоту в количестве 0,8 вес.ч. на 100 вес.ч,фенола вводят вместе с фенолом иформалином.Сушку проводят при 160 фС и вакууме 300 мм рт,ст, в течение 30-40 с.Готовый материал содержит 45-48веществ, экстрагируемых ацетоном,и не более 2 летучих.Пресс-материал может быть отнесен к группе фенопластов общегоназначения и имеет повышенную скорость отверждения (н/б 40 с по стандартному конусному стаканчику спредварительным подогревом токомвысокой частоты или н/б 70 с безпредварительного подогрева ).П р и м е р 3. В реактор непрерывно подают фенол, формалин и раствордигидрата щавелевой кислоты в формалине в весовом соотношении фенола, формальдегида.и дигидрата щавелевой кислоты, равном 100:36:0,45.Смесь транспортируют в замкнутомреакционном пространстве последовательно через три температурныезоны, где вначале она нагреваетсяза 1,5 мин от 20 до 140 С, затем втечение последующих 1,5 мин температура поднимается до 175 С за счеттепла экзотермической реакции поликонденсации и полученная в результате смола охлаждается до 80 С.В реакторе поддерживают давление20-25,ати.Охлажденную до 80 С смолу непреорывно выводят из реактора и отделяют от надсмольной воды.Смолу высокой степени поликонденсации, содержащую 7-10 метилольныхгрупп и имеющую вязкость 2000030000 спз и влажность 10-15, направляют в герметичное реакционноепространство со скоростью 15,015,9 кг/ч и распределяют тонкимслоем, на который непрерывно наносят древеснуюмуку со скоростью15,7 кг/ч (в пересчете на сухой вес),В течение 1 мин проводят непрерывное смешение, гомогенизацию ипластификацию массы в замкнутом реакционном объеме с постепенным увеличением давления до 25 ати и,температуры до 140-160 С. Затем проводят вакуумную сушку и термообработку при температуре 120-80 оС. Вовремя вакуум-сушки в массу вводяткраситель и смазку в виде пасты. Время вакуум-сушки, термообработки иохлаждения до 80 С составляето30-40 с,Материал формуют в жгуты диаметром 1,5-2,5 мм, охлаждают до 2030 С и измельчают.Полученный пресс-материал резольного типа может быть отнесен к электроизоляционным пресс-материаламгруппы 32 и отличается от выпускаемых марок повышенной механическойпрочностью (удельная ударная вязкость н/м 6 кгс см/см ; предел прочности при статическом изгибен/м 750 кгс/см),П р и м е р 4. В реактор непрерывно подают фенол, Формалин и водный раствор аммиака (20-25 ) в весовом соотношении фенола, формальдегида и безводного аммиака, равном100:37:0,375.Смесь транспортируют в замкнутомреакционном пространстве через тритемпературные зоны, где вначалеона нагревается за 2 мин от 20до 120 С, затем в течение последующих 2 мин температура поднимаетсядо 150 С за счет тепла реакции поликонденсации и полученная в реэульотате смола охлаждается до 80 С. Вреакторе поддерживают давление до20 ати.445311 Редактор Е,Зубиетова ТехредМ Надь КорректорС,Шекмар Тираж 494 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 6760/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Охлажденную до 80 С смолу непрерывно выводят из реактора и отделяют надсмольную воду.Смолу, содержащую 12-14 фенола, 10-20 воды и имеющую вязкость 15000-20000 спз ( при 20 С ), со ско- ростью 15-18 кг/ч подают в герметичное реакционное пространство и рас" пределяют тонким слоем, на который непрерывно наносят смесь древесной муки со слюдой в. нужном соотношении.РВ течение 1 мин проводят смешение, гомогениэацию и пластификацию массы в замкнутом реакционном объеме с постепенным увеличением давления до 25 ати и температуры до 140- 160 С. Затем проводят вакуумную сушЮ ку и термообработку при температуре120-80 С. Во время вакуум-сушкив массу вводят краситель и смазкув виде пасты.Время вакуум-сушкин термообработ ки и охлаждения до 80 С составляет30-,40 с. Материал формуют в жгутыдиаметром 1,5-2,5 ьвю, охлаждаютдо 20-30 фС. и измельчают.Полученный пресс-материал рейф зольного типа может быть отнесен квлектроиэоляционным пресс-материаламгруппы Э 2 и отличается от выпускаемых марок повыаенной механическойпрочностью (ударная вязкость 45 н/м 6 кгс.см/см, предел прочностипри статическом изгибе н/м 750 кгс/АР)