Способ получения пенопласта

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК(19) (1)пС 08 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ядр ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол (53) 678.6323221:62-405.8(088.8) (56) 1, Патент Англии У 1 359 683, кл, С 085308, опублик. 1971. (54)(57) 1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА путем вспенивания и отверждения фенолальдегидной смолы резольного типа в присутствии кислотного олигомерного катализатора, содержащего сульфированные ароматическиеа, и вспенивающего агента, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения процессов вспенивания и отверждения, в качестве кислотного оли-. гомерного катализатора используют сульфированный 0,3-1,2 моль серной кислоты продукт конденсации 1 моль фенола с 0,10-0,29 моль карбонилсодер" жащего соединения,2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что процесс проводят в присутствии хлоридов магния, кальция, бария, цинка, алюминия, свинца, титана, ванадия, хрома, марганца, вольфрама, железа, кобальта, никеля, платины, взятых в количестве 0 1-2 0 моль на 1 моль фенола кислот- фУЮ ного олигомерного катализатора.Изобретение касается получения высокомолекулярных соединений, в частности способа получения фенольного пенопласта теплоиэоляционного назначения, 5Известен способ получения пенопласта путем вспенивания и отвержденияфенолальдегидной смолы резольного типа .в присутствии кислотного олигомерного катализатора, содержащего сульфированные ароматические ядра, ивспенивающего агентами.1 ,В качестве кислотного олигомерного катализатора по известному способуиспользуют сульфированную в ядро фенолальдегидную смолу новолачного типа,полученную при молярном соотношениифенола, альдегида и серной кислоты1:0,3-1,0:О, 1-1,5 соответственно.20Недостатком известного способаявляется пониженная активность вспе, ниваемой смеси при отверждении. Цель изобретения - ускорение25 процессов вспенивания и отверждения пенопласта.Цель достигается тем, что в качестве кислотного олигомерного катализатора применяют сульфированный 0,3-1,2 моль серной кислоты продукт конденсации 1 моль фенола с 0,10- 0,29 моль карбонилсодержащего соединения. Процесс можно осуществлять в присутствии хлоридов магния, кальция бария, цинка, алюминия, свин ца, титана, ванадия, хрома, марганца, вольфрама, железа, кобальта, никеля, платины, взятых в количестве 0,1-2,0 моль на 1 моль фенола кислотного олигомерного катализатора. 40Кислотный олигомерный катализатор можно использовать после дополнитель" ной кондечсации его с 0,05-0,30 моль карбонилсодержащего соединения. Кис" лотный катализатор представляет со бой высококонцентрированный, но одновременно ниэковяэкий продукт, легко совмещающийся с резольной смолой.Эти качества катализатора обеспечивают высокую активность смеси 50 при ее вспенивании и отверждении.Предлагаемый способ позволяет получать пенопласт известными метода-ми: формованием "на месте", напылением на открытые криволинейные 55 и фасонные поверхности, формованием на установках непрерывного действия ит,п,В качестве фенолальдегидных смол резольного типа по предлагаемому способу можно применять жидкие реэольные смолы с вязкостью ниже 200 пэ (при 20 С) и содержанием воды менее 507.В качестве всгЖнивающео агента можно использовать легкокипящие жидкости:такие, как низшие алифатические спирты, алифатические эфиры и кетоны; насыщенные алифатические углеводороды, галогенуглеводороды или их смеси; вещества, разлагающиеся под действием кислоты или тепла с образованием газообразных продуктов, например карбонаты и бикарбонаты металлов, порошки металлов, взаимодействующие с кислотным катализатором с выделением водорода.Всоответствии с изобретением предпочтительно применять петролейный эфир с температурой кипения в интервале от 30 до 10 С, трифтортрихлорэтан (фреон 113), трихлорфторметан (фреон), а также четыреххлористый углерод или его смеси сфреоном 11. Вспенивающий агент используют в количестве 1,0-30 вес.ч. к весу реэольйой смолы.По предлагаемому способу можно применять различные целевые добавки, способствующие получению пенопластов с улучшенными свойствами, К ним относятся, например, неионогенные поверхностно-активные вещества, улучшаю" щие структуру пенопласта, тиомочевина, поглощающая выделяющийся при вспенивании формальдегид, всевозможные наполнители типа стекловолокна, увели" чивающие прочностные показатели пенопласта. Кислотный олигомерный катализаторполучают путем сульфирования продуктаконденсации 1 моль фенола с О, 1-0,29 моль карбонилсодержащего соединения. Возможна модификация катализатора, заключающаяся в дополнительной его конденсации с 0,05-0,3 моль карбонилсодержащего соединения.Иэ карбонилсодержащих соединений применяют ацетальдегид, ацетон, бензальдегид, метилэтилкетон, фурфурол,формальдегид. Последний в виде, например, ацеталя , триоксана, параформа и т.д.Для сульфирования используют олеум, серный ангидрид, концентрированную (не ниже 927) серную кислоту.592159 Таблица 1с Номер катализатора 3 4 1 2 (иэвест- (известный) ный) 5 6 Рецептура, моль:Фенол 1 0,2 Карбонилсодержащее соединение Ацетон Ацет- СНО 0,29 аль- (диокд гид солан) 0,1 э 0,2СН 20(377 ныйрастворв воде)0,1 параформ0,15 0,8 Фенол 1,2 0,3 0,65 Серная киспота В соответствии с изобретением применяют сульфированные продукты конденсации 1 моль Фенола с 0,10-0,29 молькарбонилсодержащего соединения, полученные, например, следующими способами;1. Конденсируют фенол с карбонилсодержащим соединением в присутствиикаталитических количеств оснований,кислот, солей, в результате чего по Олучают продукт,.содержащий либо метилольные группы, либо метиленовыесвязи при наличии большого избыткасвободного тепла, полученный продуктсульфируют. 152. Конденсируют при новолачномили резольном соотношении часть фенола с карбонилсодержащим соединением, затем смешивают образующийся продукт конденсации с оставшейся частью 20фенола и сульфируют полученную смесь.3. Совмещают стадию сульфирования со стадией конденсации. При этомпредпочтительно используют безводные (или содержащие небольшое количество воды) мономеры.В сульфированный продукт конденсации можно добавлять различные вещества: такие, как минеральные и/илиорганические кислоты, например орто- ЗОфосфорная, толуолсульфокислота, ангидриды минеральных и/или органических кислот, например фосфорныйангидрид, уксусный ангидрид, воду,спирты, например бутанол, поверхностно-активные вещества,Рецептура и свойства катализатора Кислотный олигомерный катализатор представляет собой жидкость с вяэо костью 100-2500 спэ при 20 С и сухим остатком выше 763 (120 С, 2 ч), Катализатор используют в количестве 3-100 вес.ч., предпочтительно 5-40, на 100 вес,ч. резольной смолы. Используемые по изобретению хлориды различных металлов применяют в порошкообразном виде, а также в виде растворов в воде, спиртах, резольной смоле в количестве 0,1-2,0 моль на 1 моль катализатора, Хлориды дополнительно увеличивают активность смеси при вспенивании и отверждении.Фенольные пенопласты, получаемые в соответствии с изобретением, имеют качественные показатели на уровне лучших показателей известных пенопластов этого типа. П р и м е р. Синтезируют кислотные олигомерные катализаторы 1-7, рецептуры и свойства которых приведены в табл.1. Катализатор 1 получают путем сульфирования фенола с последующей конденсациейсульфированного фенола с Формальдегидом, а катализатор 2-сульфированием новолака, Катализаторы 3-5 синтезируют путем сульфирова- ния продукта конденсации 1 моль Фенола с 0,10-0,29 моль карбонилсодержащего соединения с последующей диконденсацией (катализаторы 6-7) с формальдегидом.(формалин 373-ный) 0,5 0,05 0,3 11 Продукт, подвергающийся сульфированию при синтезекатализатора Фенол Новолак РастСмесь.фенола с вор новопарафор;мом лакав феноле И 1 Свойства кислотного катализатораВязкость(20 С), спз 6050 4800 900 1800 720 360 2100 Сухой остаток (120 С, 2 ч), вес.Х 67 79 87 84 84 68 смолы 1 применяют продукт, полученныйпри взаимодействии 1 моль фенола с1,65 моль формальдегида в щелочнойсреде. Показатели смолы: вязкостьпри 20 С 2930 спэ, содержание метилольных групп 23 вес,7. Как видно из табл.1, катализаторы по изобретению 3-7 характеризуются 40 меньшей вязкостью и большей величиной сухого остатка, чем вязкость и сухой остаток известных кислотных олигомерных катализаторов 1-2.Кислотные олигомерные катализа торы 1-7 используют для получения пенопластов. В качестве реэольной В табл.2 приведена активность смеси при вспенивании и отверждении,Таблица 2 Номер катализатора Активность смеси+с1+1%отлипа ф +Фчемин 18 10 240 65. 30 130 Рецептура и свойства катализатора Продуктконденсациифенолас ацетоном Смесь Профенола дукт с ацет-кональде- денгидом сациифенола с диоксоланом вкислойсредеотлила, с + В 3+0,1 мольСа С 1+ 60 35 180 10,5 9 4+2 мольС 1 С 13 170 40 160 30 10 200 50 12,9 П р и м е ч а н и е:в расчете на 1 моль фенола катализатора+ + ь - время, в течение которого смесь резольной смолы с катализатором переходит в гелеобразноесостояние при 100 С,о - время, в течение которого смесь резольнойсмолы с катализатором и вспенивающим агентомначинает вспениваться;+Н 1 гвремя в течение которого смесь резола с катализатором и вспенивающим агентом вспенивается иотверждается до такого состояния, когда поверхность пенопласта теряет липкость,Опыт, В Компонент смеси, вес.ч. Рекомендуемыйметод переработки смеси Кажущаяся плотность резоль- фреонная 113 катализа- хлорид тор металла пенопласта, кг 1 м З смола 1 1 100 8 3 35 СоС 1 5 Напыление 28 2 1 100 3 5 4 А 1 С 13 1 Вспенивание"на месте" 3 1 100 15 4 2 100 10 3 17 СОС 1 3 То же 12 Блочное формование (литье) 6 10 30 3 7 5 2 100 5 Непрерывноеформование 4 13 2 СГд 0,1 Литье 30 6 2 100 8 Как видно из табл,2, использование катализаторов 3-7 в соответствии с изобретением позволяет увеличить ак- З 5 тивность смеси при вспенивании и отверждении (по сравнению с использованием известных катализаторов 1-2).В табл.3 приведены рецептуры,рекомендуемые методы переработки и свойст ва полученных фенольных пенопластов.Таблица 3Редактор О.Юркова Корректор М.Шароши Техред С.Мигунова Заказ 2354/2 Тираж 469ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9 59Кроме резольной смолы 1, применяют резольную смолу 2 со следующимио показателями: вязкость при 20 С 4500 сп, сухой остаток (120 с, 2 ч), 80 вес.Х.,содержание метилольных групп 18 вес,й, содержание поверхностно"активного вещества 1 вес.Х. Хлориды алюминия, цинка и меди ис 2159 10пользуют в виде растворов в воде либо в порошкообразном состоянии (см. табл.3).Применение предлагаемого способапозволит осуществлять формование пенопласта за более короткий промежуток времени, чем процесс получения пенопласта по известному способу.