Способ получения карбамидоформальдегидной смолы

 

Сущность изобретения: карбамид с фармальдегидом конденсируют в среде с переменной кислотностью приначальной температуре 50 - 55^oС, повышают температуру до 70 - 100^oС, вводят в реакционную смесь диоксидифенилпропан в количестве 3 - 8% от массы формальдегида, деконденсация с дополнительным количеством карбамида проводят до конечного молярного соотношения карбамида и формальдегида 1 : (1,0 - 1,2). Полученный продукт подвергают вакуум-сушке и охлаждают. Из полученной смолы имеют эмиссию формальдегида 7,0 - 9,8 мг/100 г плиты. 1 табл.

Изобретение относится к получению карбамидоформальдегидных смол, а именно карбамидоформальдегид смол, используемых в производстве древесно-стружечных плит.

Древесно-стружечные плиты, широко применяемые в настоящее время в строительстве, мебельной промышленности, получают главным образом на основе карбамидоформальдегидных смол. Это обусловлено существенными преимуществами их по сравнению с другими типами синтетических смол: низкой стоимостью, широкой сырьевой базой, высокой адгезионной способностью, большой скоростью перехода в твердое состояние, достаточной стабильностью при хранении.

Немодифицированные карбамидоформальдегидные смолы, производимые в промышленном масштабе, получают при молярных соотношениях формальдегида и карбамида (1,5: 1) (2,5:1) (1). Применение в производстве древесно-стружечных плит карбамидоформальдегидных смол при указанных молярных соотношениях существенно сужает возможности применения древесно-стружечных плит в связи со значительным выделением из них при эксплуатации свободного формальдегида в окружающую среду.

Наиболее близким к изобретению является способ получения карбамидоформальдегидной смолы для производства древесно-стружечных плит, включающий конденсацию карбамида с формальдегидом в среде с переменной кислотностью при нагревании, вакуум-сушку, охлаждение и деконденсацию с дополнительным количеством карбамида до конечного молярного соотношения карбамида к формальдегиду 1:(1,2±0,02) (2).

Использование известной смолы в производстве древесно-стружечных плит позволяет получать плиты с количеством выделяемого формальдегида 13-20 мг/100 г плиты. По европейским стандартам эмиссия формальдегида до 10 мг/100 г плиты.

Цель изобретения снижение эмиссии формальдегида до уровня не более 10 мг/100 г плиты.

Для решения указанной задачи предлагается способ получения карбамидоформальдегидной смолы для производства древесно-стружечных плит, включающий конденсацию карбамида с формальдегидом в среде с переменной кислотностью при нагревании, вакуум-сушку, охлаждение и доконденсацию с дополнительным количеством карбамида, отличающийся тем, что конденсацию начинают при 50-55^оС, перед доконденсацией температуру повышают до 70-100^оС и при этой температуре вводят диоксидифенилпропан в количестве 3-8% от массы формальдегида, причем конечное молярное соотношение карбамида к формальдегиду составляет 1:(1,0-1,2).

Диоксидифенилпропан (С₆Н₄ОН)₂ х х С(СН₃)₂ продукт конденсации фенола с ацетоном, применяется как сырье для получения эпоксидных и фенолформальдегидных смол, представляет собой серовато-белый порошок, хорошо растворимый в спирте и ацетоне. Мол.м. 228,30, температура плавления 147^оС. Другие наименования дифенилпропан, бисфенол А.

П р и м е р 1. 118,4 г формальдегида (1) в виде 37%-ного водного раствора формалина нейтрализуют 1 н.раствором NaOH до рН 4,5-4,8, добавляют 5 см³ водного раствора аммиака концентрации 25% добавляют 118,4 г карбамида (II). После растворения II поднимают температуру до 50-55^оС, выдерживают реакционную массу 1 ч, затем продолжают нагрев. При достижении температуры массы 70^оС добавляют диоксидифенилпропан (ДФП) 3% от массы формальдегида, введенного в процесс, и продолжают нагрев до 92^оС. Выдерживают при 92-100^оС до достижения вязкости 20с по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм, нейтрализуют реакционную массу до рН 7,5, отгоняют воду под вакуумом до коэффициента рефракции (КР) 1,457, снижают температуру смолы до 70^оС и добавляют II до молярного отношения I:II 1:1. Продолжают конденсацию 30 мин при температуре 50-70 (55-65)^оС. Затем смолу охлаждают, смешивают со стружкой, прессуют древесно-стружечную плиту (ДСП). Масса сухой смолы в плите составляет 10% от абсолютно сухой стружки. Эмиссия формальдегида из плиты составляет 7,0 мг/100 г плиты.

П р и м е р 2. Реакционную массу, приготовленную и выдержанную при 50-55^оС по примеру 1 нагревают до 92-100^оС, добавляют ДФП 8% от массы формальдегида, введенного в процесс, и выдерживают до достижения вязкости 20 с, нейтрализуют и отгоняют под вакуумом воду, снижают температуру смолы от 70^оС и добавляют II до молярного соотношения I:II 1,2:1. Далее ведут процесс, как в примере 1. Эмиссия формальдегида из плиты 8,5 мг/100 г плиты.

П р и м е р 3. Реакционную массу по примеру 1, нагретую до 92-100^оС, выдержанную до достижения вязкости 20 с, нейтрализуют, добавляют ДФП 5,5% от массы формальдегида, введенного в процесс и отгоняют под вакуумом воду. Температуру массы снижают до 70^оС и добавляют (II) до молярного соотношения I: II 1,1:1, далее процесс ведут как в примере 1. Эмиссия формальдегида из плиты 9,2 мг/100 г плиты.

П р и м е р 4. 355,2 г 1 в виде 37%-ного водного раствора формалина нейтрализуют 1 н.раствором NaOH до рН 4,5-4,8, добавляют 15 см³ 25%-ного водного раствора аммиака, добавляют 355,2 г карбамида, выдерживают полученный раствор при 50-55^оС 30 мин, затем с помощью дозировочного насоса подают полученный конденсационный раствор в каскад 2-х реакторов с температурой в I 88-90^оС, во II 92-100^оС таким образом, чтобы вязкость после II реактора по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм составляла 18-22 с. После второго реактора из капельной воронки в реакционную массу постоянно подают 1 н. раствор NaOH для нейтрализации реакционной массы. Из нейтрализованной реакционной массы под вакуумом удаляют воду для увеличения массы сухих веществ в смоле, кр 1,457 к высушенной смоле, имеющей температуру 70^оС, добавляют ДФП 5,5% от массы формальдегида, введенного в процесс, перемешивают до полного растворения ДФП и добавляют II до молярного соотношения I:II 1,2:1. Далее процесс ведут, как в примере 1. Эмиссия формальдегида из плиты 9,8 мг/100 г плиты.

П р и м е р ы 5 и 6 полностью аналогичны примеру N 1, но расход диоксидифенилпропана составляет в них, соответственно, 2 и 9% на массу формальдегида. Пример 7 соответствует воспроизведению способа по прототипу (без введения диоксидифенилпропана).

Из данных таблицы видно, что благодаря способу по изобретению эмиссия формальдегида из ДСП снижается до 7,0-9,8 мг/100 г плиты (примеры 1-4). При этом эксплуатационные, в т.ч. физико-механические свойства ДСП остаются на уровне, присущем прототипу 5.

При расходе диоксидифенилпропана ниже нижнего обусловленного предела не достигается снижения эмиссии формальдегида менее 10 мг/100 г плиты (пример 5).

При расходе диоксидифенилпропана выше верхнего обусловленного предела не достигается дальнейшего улучшения параметра эмиссии формальдегида (пример N 6), что позволяет оценить превышение расхода диоксидифенилпропана сверх обусловленных пределов как нецелесообразное.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ для производства древесностружечных плит, включающий конденсацию карбамида с формальдегидом в среде с переменной кислотностью при нагревании, вакуум-сушку, охлаждение и деконденсацию с дополнительным количеством карбамида, отличающийся тем, что конденсацию начинают при 50 - 55^oС, перед деконденсацией температуру повышают до 70 - 100^oС и при этом температуре вводят диоксидифенилпропан в количестве 3 - 8% от массы формальдегида, причем конечное молярное соотношение карбамида к формальдегиду составляет 1 : (1,0 - 1,2).

РИСУНКИ

Рисунок 1