Способ получения формованных материалов на основе мочевино- формальдегидной смолы

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) C 08 G 12/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2989363/23-05 (22) 03.10.80 (46) 23.06.85. Бюл. У 23 (72) Н.Я.Любман, Г.К.Имангазиева и 3.И.Кнм (71) Государственный научно-иссле" довательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов

"Каэмеханобр™ (53) 678.652.41.21(088.8) (56) 1. Николаев А.Ф. Синтетические смолы и пластмассы на их основе.

М.-Л., 1966, с. 85.

2. Григорьев А.П., Федотова О.Я.

Лабораторный практикум по технолои гни пластических масс. М., Высшая школа", 1977, т. 2, с. 56.

3. Патент Швейцарии У 612985, кл. С 08 Ь 61/20, опублик. 1980 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМОВАН-.

НЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МОЧЕВИНОФОРМАЛЬДЕГИДНОИ СМОЛЫ, включающий поликонденсацию мочевины и формальдегида в водной среде и формование, ÄÄSUÄÄ1162822 A отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии получения формованных материалов, поликон" денсацию мочевины и формальдегида и формование образующейся смолы осуществляют путем выдерживания водного раствора мочевины, формальдегида и кислого катализатора при их массовом соотношении, равном l:(0,5l,0 ): (0,01-0,12 ) соответственно, и концентрации мочевины 250-600 г/л в статических условиях в герметичной форме в течение 10-50 мин при

15-25 С.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения пористого формованного материала используют мочевину концентрацией 250-400 г/л раствора.

3. Способ по и. l о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения механической прочности, поликонденсацню осуществляют в присутствии резорцина, взятого в количестве 1015Х от массы мочевины.

11628

Изобретение относится к техноло= гни пластических масс и может быть использовано в создании материалов с функционально-оптимизированными свойствами, заданной структурой и требуемой формой.

Мочевино-форманьдегидные смолы и пластмассы на их основе используются при изготовлении бытовой арматуры, декоративных панелей, осветительных устройств, Аминопласты от1личаются повышенной стойкостью к нагрузкам, удовлетворительной устойчивостью в щелочах, высокой ат-. мосферно- и светостойкостью. К до- 15 стоинствам карбамидных материалов относятся также низкая стоимость и доступность исходного сырья.

Производство изделий иэ мочевино-формальдегидных смол основано пре" 20 имущественно на переработке (главным образом, методом горячего прессования) пресс-порошков, в состав. ко торых входят мочевино-формальдегидные олигдмеры, наполнители (древесные опилки, стружки, бумага и др. ) и отвердители (обычно катализаторы кислотного характера ). Мочевино-формальдегидные олигомеры получают путем конденсации мочевины с формальдегидом 30 в нейтральной или слабощелочной среде с образованием моно- и диметилолмочевин с последующим подкислением до рН 4,5 — б и нагреванием до

35-чО С с одновременным удалением части воды путем вакуумирования.

Этот раствор затем смешивается с наполнителем. и -в результате сушки композиции получаются пресс-порошки.

Описанный процесс приготовления 40 пресс-порошков и последующее их прессование являются основными операциями, применяемые в современной технике при производстве изделий на основе мочевино-формапьдегидных смол. 45

Многостадийность, сложность оборудования (вакуум-реакторы, дробилки, сушилки, смесители, прессы с обогреваемыми формамю и т.д. ), потребность ,в специальных мероприятиях по технике безопасности и промьнпленной санитарии увеличивают стоимость получаемых продуктов и в значительной мере нивелируют преимущества, вытекающие из низкОй стОимОсти и дОступнос у ти исходного сырья. Формование с применением пресс-порошков обеспечи" вает получение композиционных материалов с двухфазной структурой. Кар22 бамидный компонент в них выполняет роль связывающего, фиксирующего агента, а механические свойства, микроскопическая структура и геометрическая форма определяются характером наполнителя. Доминирующая роль наполнителя, жесткие условия формования приводят к подавлению природы, специфики мочевино-формальдегидного полчмера. Практически получаются инертные непроницаемые материалы уэкофункционального назначения, известные в качестве покровных, защитных и изоляционных материалов, Известен способ получения формованных материалов на основе мочевино-формальдегидной смолы путем взаимодействия мочевины и формалина в слабощелочной среде с последующим отверждением при повышенной температуре в присутствии целлюлозы, иэмель чением и формованием материалов из пресс-порошка 1 1.

Известен также способ получения пористого материала на основе мочевино-формальдегидной смолы мипора включающий вспеиивание олигомеров и отверждение вспененной системы (21.

Мипора.представляет хрупкое, малопрочное, пористое, твердое тело с замкнутым строением ячеек. Она используется исключительно в качестве тепло- и звукоизоляционного материала," но не может быть применена в таком важном разделительном процессе, как фильтрация.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения формованных материалов на основе мочевиноформальдегидной смолы, при котором .смешивают отвержденную термически мо чевино-формальдегидную смолу с мочевино-формальдегидной смолой до

Отверждения, стеаратом цинка, пластификатором и др. компонентами, сушат смесь при 80 С, измельчают в о порошок и формуют горячим прессованием под давлением (31.

Известный и предлагаемый способы сходны тем, что характеризуются тенденцией к самостоятельной роли карбамидного компонента. В известном способе исключается посторонний наполнитель, в его качестве предлагается мочевино-формальдегидная смола, специально выделенная и отвержденная при 11О С в течение

16 ч, 3 11

Недостатком известного способа является сложность, обусловленная тем, что в нем используется традиционный прием формования, включающий приготовление пресс-порошка и его прессование.

Цель изобретения — упрощение технологии получения формованных материалов.

Поставленная цель достигается тем, что при способе получения формованных материалов на основе: мочевиио-формальдегидной смолы, включающем поликонденсацию мочевины .и формальдегида в водной среде и формование, поликонденсацию мочевины и формальдегида и формование образующейся смолы осуществля.ют путем выдерживания водного раствора мочевины, формальдегида и кислого. катализатора, при их массовом соотношении, равном I:(0,5-1,0 ): (0.,01-0,12 ) соответственно, и концентрации мочевины 250-600 г/л в статических условиях в герметичной форме в течение 10-50 мин при

15-25 С.

Для получения пористого формо-! ванного материала предпочтительно использование мочевины концентрацией 250-400 г/л.

Для увеличения механической прочности поликонденсацию осуществляют в присутствии резорцина, взятого в количестве 10-15Х от массы мочевины.

При концентрации мочевин 400600 г/л образуется иэделие с блестящей поверхностью, используемое преимущественно в качестве конструкционного материала.

Предлагаемый способ основан на. том, что реакцию конденсации мочевины с формальдегидом осуществляют в сильнокислой среде, одновременно проводят специальное фазовое выделение критической полиметиленмочевины. Последнюю выделяют равномерно и упорядоченно по всему объему реакционной смеси в виде глабул заданного диаметра. Выделенные гло. булы контактно сцепляют одну с другой с фориированием непрерывного пространственного каркаса, заполняю" щего и фиксирующего исходный объем полимеробразующей смеси. Предлагаемюй способ ведет к получению весьма ценных и практически важных материа62822 лов, значительно упрощает процесс получения мочевино-формальдегидных изделий, и в десятки раз сокращает продолжительность формования иэделий, считая от начала загрузки мономеров и кончая извлечением иэ формы готового изделия.

При четком соблюдении параметров и приемов предлагаемого способа лег10 ко и просто синтезируются самые разнообразные изделия очень широкого назначения. В соответствии с предлагаемым способом получают облицовочные плиты и арматурные детали, зву15 ко- и теплоизоляционные материалы, фильтрующие, диспергирующие и коалесцирующие изделия.

Пример I. В плоский реакцион ный сосуд из нержавеющей стали (па20 раллелепипед с размерами сторон 250х х230х25 им), закрытый сверху крышкой, последовательно загружают 1160мм формалина (35Х, d 1,092) 742 г мочевины и 72 мл 24Х-ной серной кислоты.

25 Смесь перемешивают в течение 20 с, после чего сосуд герметизируют и оставляют при комнатной температуре..

Через 30 мин из формы извлекают механически прочное изделие (разрушающее

Зр напряжение при статическом изгибе

380 кгс/см ) с блестящей поверхностью белого цвета. Изделие легко подвергается любой механической обработке представляет облицовочный материал.

35 П р и M е р 2. В цилиндрический сосуд из нержавеющей стали внутренним диаметром 120 мм и высотой 260 мм последовательно загружают 796 мл воды, 478 r мочевины, 72 мл 17Х-ной фосфорной кислоты и 811 мл формалина (35Х, Ы 1,092 ). Смесь перемешивают

i â течение 20 с, затем вставляют и фиксируют строго по центру стержень из нержавеющей стали с иаруж45 ным диаметром 70 им и высотой

280 мм. Форму. закрывают крышкой н оставляют при комнатной температуре.

Через 30 мин извлекают изделие в виде матовой, белой, толстостенной трубы внешним диаметром 120 им, внут1 ренним диаметром 70 им и высотой

270 мм. Изделие состоит из глобул диаметром 2 — 3 мкм, контактно сцеп;ленных между собой с организацией непрерывного пространственного каркаса. Пористость изделия 78Х, средний размер пор 0,7 — 0,9 мки, проницаемость по отношению к воде

116282

Составитель В.Мкртычан

Техред С.Иовжий Корректор М.Демчик

Редактор А.Шандор

Заказ 4062/23 Тираж 475 Подписное,ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óærîðoä, ул.Проектная,4

Э

280 л/ч при напоре l м вод ст.,раз- : рушающее напряжение при сжатии

0,74 кгс/см . Иэделие используется

z в качестве фильтрующего патрона, его задерживающая способность от- 5 носительно твердой фазы глинистой суспензии с размером частиц 1 мкм практически 100 -ная при полной регенерируемости путем обратной продувки сжатым воздухом. l0

Пример 3. В цилиндрический сосуд иэ ержавеющей стали внутренним диаметром 120 мм и высотой.

280 мм последовательно загружают

580 мл воды, 446 г мочевины, 232 мп 15

1 9%-ного водного раствора реэорцина, 55 мл 15%-ной фосфорной кислоты и 875 мл формалина (35, с1 1,092J.

Смесь перемешивают в течение 20 с, затем вставляют и фиксируют строго 20 по центру стержень из нержавеющей стали с наружным диаметром 70 мм и высотой 280 мм. Форму закрывают крышкой и оставляют при комнатной температуре. Через 30 мин извлека- 25 ют изделие в виде матовой, светлокремовой, толстостенной трубы с внешним диаметром 120 мм, внутренним диаметром 70 мм и высотой

270 мм. Изделие состоит из глобул щ

3-6 мкм, контактно сцепленных между собой с органиэацией непрерывного пространственного каркаса. Пористость изделия 69%» средний размер пор 0,9-1,8 мкм, проницаемость по отношению к воде 430 л/ч при напоре 1 м вод.ст., разрушающее напряжение при сжатии 8,7 кгс/см . т

Изделие используется в качестве фильтрующего патрона, его задерживающая способность в отношении твердой фазы суспензии 100 .-ная при полной регенерируемости путем обратной продувки сжатым воздухом.

Предлагаемый способ черезвычайно прост, он состоит в сливании водного раствора мочевины, формалина, O кислоты н выдерживании полученной смеси в статических условиях при комнатной температуре. 3а 10 - 50 мин синтезируется карбамидное иэделие любой заданной формы и разнообраз-. ного назначения.(Известный способ многостадиен, сложен .

Несмотря на черезвычайную яростоту предлагаемый способ содержит в себе множество приемов тонкого регулирования свойств отливаемых изделий. В соответствии с предлагаемым способом синтезируются плиты микропористой .жесткой безусадочной структуры, не растрескивающиеся, не деформирующиеся, рекомендуемые в качестве облицовочного, покровного, защитного или арматурного материала. Кроме того, он позволяет получать толстостенные трубы макропористой глобулярной структуры с размером пор, задаваемым в пределах

0,5-10 мкм, они рекомендуются в качестве разделительных перегородок при фильтровании, в качестве аэрирующих патронов при флотационном обогащении, в качестве коалесцирующих насадок при разрушении водноорганических эмульсий.