Способ получения фенолформальдегидного связующего

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2 Я 1280 (21) 3225663/23-05с присоединением заявки Мо -(51 М Кл з С 08 6, 8 ДО//С 08 1 61(10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 230882, Бюллетень Мо 31 РЗ 1 УДК 678,632088 8) Дата опубликования описания 23,0882 Р.Ю.Пошюнас, Ю.А.Жилюкене, Д.Б,И.Маткенате и И.-З.М.Капйчаускас(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский институттеплоизоляционных и акустических строительныхматериалов и изделий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНОГО СВЯЗУЮЩЕГО 20 Изобретение относится к получению синтетических связующих, предназначенных для производства теплоизоляционных материалов из минеральной или стеклянной ваты.Известен способ получения водорастворимой фенолформальдегидной смолы путем конденсации фенола с формальдегидом в присутствии гидроокиси каль ция с последующей сатурацией продукта реакции газообразной двуокисью углерода и отделением образовавшегося карбоната кальция центрифугированием 1) .Однако полученная по данному способу смола при хранении быстро теряет водораэбавляемость (в течение 2-3 недель), что ограничивает возможность ее применения в .качестве связующего при производстве теплоизоляционных материалов, особенно на предприятиях, отдаленных на значительные расстояния от завода-изготовителя смолы, Кроме того, процесс сатурации является длительным, а необходимость отделения образовавшегося углекислого кальция, который быстро выпадает в осадок и может закупорить трубопроводы, требует дополнительно специального оборудова" ния и значительно осложняет получение смолы.Известен также способ получения фенолформальдегидного связующего, включающий конденсацию фенола и формальдегида в присутствии окиси кальция с последующей нейтрализацией щелочного катализатора серной кислотой или сернокислым аммонием с добавкой водного аммиака 23.Полученные по данному способу связующие также не отличаются стабильностью при хранении. Кроме того, при нейтрализации серной кислотой вязкость связующего возрастает до такой степени, что оно трудно перемешивается. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фенолформальдегидной смолы, включающий конденсацию фенола и формальдегида в присутствии окиси или гидроокиси кальция с последующей нейтрализацией продукта реакции ортофосфорной кислотой 33.Однако в процессе нейтрализации ортофосфорной кислотой сильно возрастает вязкость смолы, а после нейтрализации она переходит в гелеоб 952868разное состояние с потерей текучести, что осложняет ее транспортировку и применение в производстве минераловатных теплоизоляционных материалов.Цель изобретения - снижение вяз кости связующего и повышение стабильности при хранении.Цель достигается тем, что сог" ласно способу получения фенолформальдегидного связующего, включающему кон 1 О денсацию фенола с формальдегидом в присутствии окиси или гидроокиси кальция, охлаждение и нейтрализацию кислотой, нейтрализацию проводят смесью угольной и ортофосфорной кислот при их мольном соотношении равном (0,331)-7:1).Полученное связующее характеризуется умеренной вязкостью и высокой стабильностью при хранении. Образовавшиеся при нейтрализации соли кальция остаются во взвешенном состоянии и не выпадают в осадок при хранении, поэтому отпадает необходимость их отеделения, Связующее обладает высокой прочностью склеивания и влагостойкостью после отверждения. Технология изготовления Фенолформальдегидного связующего следующая.П р и м е р 1. В реактор, осна- ЗО щенный механическОй мешалкой и обратным холодильником, загружают 100 вес.ч. кристаллического Фенола, 255 вес.ч.37-ного формалина и 6,7 вес.ч. гидроокиси кальция (или 5 вес.ч. 35 окиси кальция) и при непрерывном пере" мешивании нагревают реакционную смесь до 50-52 ОС, выдерживают при этой температуре 1,5 ч, затем температуру повышают до 60-62 С и продол О жают конденсацию до содержания сво-. бодного формальдегида 4,5-6,0 (примерно в течение 2-2,5 ч), после чего реакционную смесь охлаждают до 25-30 С, Содержание гидроокиси 45 кальция в смеси 1,6, величина рН 8,8,В 100 г реакционной смеси при интенсивном перемешивании одновременно начинают подачу газообразной двуокиси углерода и 20-ной ортофосфорной кислоты. Для получения моль. - ного соотношения прореагировавших угольной и ортофосфорной кислот 0,38:1 в 100 г реакционной смеси вводят 5,8 г 20-ной ортофосфорной кислоты с такой скоростью, чтобы всю кислоту ввести при величине рН7. Подачу углекислоты прекращают по достижении величины рН 6,8. П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 для получения мольного соотношения прореагировавших угольной и ортофосфорной кислот 1:1 в 100 г реакционной смеси вводят 4,2 г 20-ной ортофосфорной кислоты с такой скоростью, чтобы всю кислоту ввести при величине рН ) 7. Подачу углекислоты прекращают по достижении величины рН 6,8.П р и м е р 3, Аналогично примеру 1 для получения мольного соотношения прореагировавших угольной и ортофосфорной кислот 6,6:1 в 100 г реакционной смеси вводят 1,3 г 20-ной ортофосфорной кислоты с такой скоростью, чтобы ее ввод закончить при величине рН не ниже 7. Подачу углекислоты прекращают по достижении величины рН 6,8.При использовании изготовленного по предлагаемому способу связующего в производстве теплоизоляционных материалов на 100 вес.ч. связующего при перемешивании добавляют 10-15 вес.ч. 25-ной аммиачной воды (для связывания свободного формальдегида) и смесь наносят на минеральное или стеклянное волокно любым известным способом. Режим тепловой обработки пропитанного связующим минераловатного или стекловатного ковра аналогичен .обычно применяемому йрй изготовлении теплоизоляционных материалов с применением выпускаемых промышленностью Фенолоспиртов.Для оценки клеящих свойств связующего 97 вес.ч. песка перемешивают с 3 вес.ч. (в пересчете на сухой остаток) связующего, полученную массу загружают в разборные формы и проводят термоотверждение в течение 30 мин при 180 фС. После этого формы охлаждают до комнатной температуры, образцы вынимают иэ форм и испытывают на статический изгиб. При оценке влагостойкости связующего наряду с определением исходной прочности образцов определяют их прочность после 15-суточного выдерживания в условиях 98+2-ной относительной влажности при 20+2 С. Вязкость связующего определяли согласно инструкции, прилагаемой к вискоэимеру, стабильность при хранении оценивали по смешиваемости.Результаты исследования вязкости, стабильности при хранении и клеящих свойств связующих, полученных по предлагаемому и известному способам, приведены в таблице.1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 с 3 . 3 1 Ю О 1 1 1 1 11 1 6 1 Ц 1 В 1 ао1 1 11 1 1 1 11 М11ббх х 1 О н д 1 ОКВ Х ООбн х 1 ВФЮР 1 1 ХМб Х;-О ед о 1 п 6 о хоН)Х бхО давх 1 3 Х 1 с 90 1 хехо хцнИЦ хяоое Фо х ХОЫ 1 Ф Х Х аддх х о в хоов 1 О ЦХ аооз 1 о аддс До о 1 ХГ 13 О11 М 11 бд ооо хОЦб о с б Х н Об о о х о сф с м сР952868 Формула изобретения 1 О Составитель Н.КосмачеваРедактор Н.Егорова Техред Ж.Кастелевич Корректор М немчик 6203/38 Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Из приведенных в таблице данных видно,что предлагаемый способ получения связующего, включающий нейтрализацию смесью угольной и ортофосфорной кислот, позволяет снизить вязкость связующего, по сравнению 5 с известным, нейтрализованным ортофосфорной кислотой, в 3,5-13 раз, не ухудшая его стабильности при хранейии,клеящей сйособности и влагостойкости после отверждения. Снижение вязкости связующего и предотв"ращение его геМеообразования позволит перекачивать связующее насосами по трубопроводам и использовать для его транспортировки обычно приме .няемые железнодорожные цистерны, что будет способствовать широкому его применению в минераловатной промышленности, Связующее по предлагаемому способу можно изготовлять на за О водах, выпускающих фенолоспирты, и поставлять потребителям в готовом для употребления нейтрализованном) виде , что будет способствовать зна" чительнрму улучшению эксплуатационных свойств минераловатных теплоизо.ляционных иэделий, поскольку нейтрализация фенолоспиртов непосредственно на заводах минераловатных изделийв настоящее время мало где проводится. Способ получения фенолформальдегидного связующего, включающий конденсацию фенола с формальдегидом в присутствии окиси или гидроокиси кальция,охлаждение и нейтрализацию кислотой,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью снижения вязкости связующегои повышения стабильности при хранении,нейтрализацию проводят смесью угольной и ортофосфорной кислот при ихмольном соотношении равном (0,3:1)-(7.1) .,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ПНР 9 89649,кл. С 08 С 8/10, опублик.1977.2. Патент Англии Р 1285038,кл. С 2 С, опублик. 1977.3. Патент США Р 3932334,кл. 260-29,3, опублик. 1977 (прототип) .