Способ получения высокоэкзотермически отверждающейся мочевиноформальдегидной смолы

 

Использование: изобретение может быть использовано для изготовления пеноматериалов, в тех производствах, где требуется ограничение количества сточных вод. Сущность: способ получения отверждающейся мочевиноформальдегидной смолы путем конденсации мочевины и параформальдегида в присутствии щелочи, аммиака или гуанидинового основания предполагает проведение конденсации в две стадии: на первой стадии мочевина и формальдегид исользуют в мольном соотношении 0,5 : 1,7 - 2,2 при рН 9 - 11, в течение 15 - 70 мин при кипении реакционной массы, а на второй стадии добавляют такое же количество мочевины и проводят конденсацию при 110 - 111С в течение 105 - 130 мин, причем перед второй стадией на 310 мас. ч. мочевины добавляют 20 - 30 мас. ч. метанола, а также 5 - 8 моля дициандиамида и/или бензогуанамина.

Изобретение относится к получению высокоэкзотермически отверждающейся мочевиноформальдегидной смолы конденсацией мочевины и формальдегида в щелочной среде.

Известен способ получения высокоэкзотермически отверждающейся мочевиноформальдегидной смолы, которые можно использовать для изготовления пеноматериалов.

В этом способе используется конденсация мочевины с формальдегидом в щелочной среде, в присутствии NaOH и NH₃ или гаунидинового основания и, в случае необходимости, NH₃, при температуре конденсации от 80 до 105^оС, продолжительности конденсации от 2 до 4 ч, предпочтительно от 2,5 до 3,5 ч, с последующим концентрированием в вакууме при 75-100^оС содержащегося твердого вещества.

При этом описанном способе концентрирование в вакууме необходимо; естественно, при этом получаются большие количества сточных вод, создающих нагрузку для окружающей среды.

Этот способ является удовлетворительным для многочисленных областей применения.

Однако для особых областей применения необходимо работать с ограниченными количествами сточных вод.

В основе изобретения лежит задача получения мочевиноформальдегидных смол, которые можно изготовить с ограниченными количествами или полным отсутствием сточных вод и которые при этом не оказывают вредного влияния на окружающую среду, при сохранении желательных выходных средств продукта и способа, например свойств вспенивания.

Эту задачу в случае мочевиноформальдегидной смолы вышеназванного вида решают получением смолы: а) конденсацией: в первой стадии конденсации (I) 1,7-2,2 моль формальдегида в форме твердого параформальдегида, в исключительно щелочной среде, при регулирующейся начальной величине рН 9-11; b) в присутствии 1-10 ммоль NaOH и 10-80 ммоль NH₃ или в присутствии 2,5-50 ммоль гуанидного основания и 0-80 ммоль NH₃ на 1 моль формальдегида; с) при температуре конденсации (I) 110-111^оС; d) при продолжительности конденсации (I) от 10 до 100 мин, предпочтительно от 15 до 70 мин.

е) с последующей добавкой во второй стадии конденсации, предпочтительно 0,5 моль мочевины, f) при температуре конденсации (II) от 10 до 120^оС, g) при дальнейшей продолжительности конденсации (II) от 1,5 до 5 ч.

Особые варианты осуществления отличающиеся тем, что перед, во время или после конденсации (I и/или II) добавляют углеводы или продукты их термического разложения, что перед, во время или после конденсации (I и/или II), однако, предпочтительно перед конденсаций добавляют цианамид или дициандиамид и/или бензогуанамин в количествах от 5 до 80 ммоль на 1 моль мочевины.

Мочевиноформальдегидные смолы, полученные по способу изобретения, при воздействии огня или теплоты излучения образуют сильно вспенивающийся угольный защитный слой.

Применение волн высокой частоты вызывает более быструю и более равномерную сушку пенопласта; тем самым сильно снижают или совсем избегают опасности образования трещин в результате усадки.

Настоящее изобретение наряду с безопасностью для окружающей среды и с ограниченными или устраненными проблемами сточных вод дает еще преимущества более высокой мощности получения на единицу объема реактора, сниженных затрат на способ и установку по причине упразднения концентрирования в вакууме и экономических усовершенствований, т. е. более благоприятное получение с точки зрения затрат.

Пример 1, состав, мас. ч. : Мочевина 310 Дициандиамид 20 Бензогуанамин 230 Вода 45 Метанол 30 NaOH 1,7 Гуанидинкарбонат 38 Параформальдегида 95% -ный 584 Концентрация I продолжается 15 мин при температуре около 103^оС.

Проводят добавку 310 мас. ч. мочевины. Концентрация II продолжается 1 ч 45 мин при 111^оС.

Общая продолжительность конденсации составляет 2 ч. Полученная смола имеет вязкость η= 75 дцП при 20^оС и реактивность 36,5^оС.

П р и м е р 2. Состав, мас. ч. : Мочевина 310 Дициандиамид 20 Бензогуанамин 20 NH₃ 25% -ный 45 Метанол 30 NaOH 2,7 Параформальдегид 95% -ный 584 Конденсация I продолжается 20 мин при температуре около 103^оС.

Проводят добавку 310 мас. ч. мочевины.

Конденсация II продолжается 1 ч 50 мин при температуре 110^оС.

Полученная смола имеет вязкость η= 34 дцП при 20^оС и реактивность 36,5^оС.

П р и м е р 3. Состав, мас. ч. : Мочевина 310 Дициандиамид 20 Бензогуанамин 20 NH₃ 33% -ный 18 Метанол 30 Гуанидиновое основание 15 NaОН 1 Параформальдегид 95% -ный 584 Концентрация I продолжается 20 мин. Проводят добавку 319 мас. ч. мочевины.

Концентрация II продолжается 2 ч 10 мин. Полученная смола имеет вязкость η= 220 дцП при 20^оС и реактивность 29,5^оС.

П р и м е р 4. Состав, мас. ч. : Мочевина 310 Дициандиамид 20 Гуанидиновое основа- ние 32% -ное 30 Метанол 20 Параформальдегид 96% -ный 602
Конденсация I продолжается 50 мин. Проводят добавку 602 мас. ч. параформальдегида 96% -ного и 316 мас. ч. мочевины.

Конденсация II продолжается 2 ч 40 мин. Полученная смола имеет вязкость η= 140 дцП при 25^оС и реактивность 44^оС.

П р и м е р 5. Состав, мас. ч. : Мочевина 310 Дициандиамид 20
Гуанидиновое основа- ние 32% -ное 30 Параформальдегида 96% -ный 602
Конденсация I продолжается 50 мин. Проводят добавку 316 мас. ч. мочевины. Конденсация II продолжается 2 ч 10 мин. Охлаждение смолы до 80-50^оС. Затем демпфирование смесью приблизительно 3,5 мас. ч. Н₃РО₄ 85% -ной, 12 мас. ч. гликоля. Полученная смола имеет вязкость η= 205 дцП при 25^оС и реактивность 43^оС. (56) Европейский патент N 0066233, кл. С 08 G 12/12, 1983.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ ОТВЕРЖДАЮЩЕЙСЯ МОЧЕВИНОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ для изготовления вспененных материалов путем конденсации мочевины с формальдегидом в присутствии щелочи, аммиака или гуанидинового основания, отличающийся тем, что формальдегид используют в виде параформальдегида, а конденсацию проводят в две стадии - на первой стадии мочевину с формальдегидом конденсируют при их молярном соотношении соответственно 0,5 : 0,7 - 2,2 при рН 9 - 11, в течение 15 - 70 мин при кипении реакционной массы, а на второй стадии добавляют такое же количество мочевины и продолжают конденсацию при 110 - 111^oС в течение 105 - 130 мин, причем перед второй стадией на 310 мас. ч. мочевины добавляют 5 - 80 ммоль дициандиамида и/или бензогуанамина.