Способ снижения формальдегида в карбамидоформальдегидных смолах


 


Владельцы патента RU 2441031:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова (RU)

Изобретение имеет отношение к способу снижения содержания формальдегида в карбамидоформальдегидной смоле. Способ включает обработку карбамидоформальдегидной смолы с рН 7,0-8,5 водным 20-25% раствором сульфита натрия или водным раствором смеси сульфита натрия с бисульфитом в соотношении 3:1, взятых с 10-20% избытком к эквимолярному количеству содержащегося формальдегида. Технический результат - снижение содержания формальдегида в карбамидоформальдегидной смоле перед ее введением в производство для изготовления изделий на ее основе. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к актуальной экологической проблеме, связанной с эмиссией формальдегида и готовых изделий, получаемых на основе карбамидоформальдегидных и фенолформальдегидных смол. К таким изделиям относятся древесно-стружечные плиты, древесно-волокнистые плиты, фанера, мебель, теплоизоляционный материал и т.п.

Эмиссия формальдегида обусловлена главным образом тем, что всю перечисленную выше продукцию получают из синтетических смол (СС), содержащих свободный формальдегид. Последний переходит в готовые изделия, а затем в процессе эксплуатации покидает его, постепенно выделяясь в окружающую среду.

Количество свободного формальдегида зависит от условий поликонденсации и характера введенного в технологическом процессе акцептора формальдегида.

Минимум содержания формальдегида в промышленных СС составляет 0,15% (малотоксичные СС). Меньшее содержание формальдегида не допускается, т.к. при этом сокращается время хранения СС, которое и без того слишком мало (от двух недель до шести месяцев.)

Известен способ снижения свободного формальдегида путем введения аминного модификатора (10-60%-ного водного раствора полиамина) в процесс получения модифицированной карбамидоформальдегидной смолы конденсацией формальдегидного компонента с карбамидом в присутствии регулятора вязкости. RU 2223286, МПК C08G 12/40, 10.02.2004

Наиболее близким является способ снижения выделения свободного формальдегида из древесно-стружечных плит при их изготовлении, путем использования модифицирующей добавки, содержащей карбамид. Этот способ предусматривает введение в производство древесно-стружечных плит модифицирующей добавки вместе с введением карбомидоформальдегидной смолы. Процесс ведут при нагревании и выдержке при температуре 40-60°C в течение 30-40 минут. SU 1613332, МПК B27N 3/02, 15.12.1990

Однако в предложенном способе карбамид реагирует с метилольными группами смолы только при нагревании до температуры 40-60°C в течение часа, а уменьшение эмиссии формальдегида (в среднем в 4 раза) происходит через 5 суток после изготовления изделия.

Кроме того, в указанных способах уменьшение свободного формальдегида происходит за счет введения веществ, связывающих формальдегид в процессе изготовления изделий на основе синтетических смол, содержащих формальдегид.

Заявляемое изобретение решает задачу - расширение арсенала способов данного назначения, а именно: создание способа снижения содержания формальдегида в карбамидоформальдегидных смолах до введения их в производство.

Техническим результатом является снижение содержания формальдегида в карбамидоформальдегидной смоле перед введением ее в производство для изготовления изделий на ее основе.

Технический результат достигается тем, что способ снижения содержания формальдегида в карбамидоформальдегидной смоле, включающий обработку карбамидоформальдегидной смолы с pH 7,0-8,5 водным 20-25% раствором сульфита натрия или водным раствором смеси сульфита натрия с бисульфитом в соотношении 3:1, взятых с 10-20% избытком к эквимолярному количеству содержащегося формальдегида.

При этом в способе обработку карбамидоформальдегидной смолы до pH 7,0-8,5 можно провести кислым отвердителем - щавелевой кислотой или хлористым аммонием.

Отличием заявляемого способа от известного является то, что сульфит натрия или смесь сульфита натрия с бисульфитом вводят в предварительно изготовленные карбамидоформальдегидные смолы перед использованием их в производстве. При этом содержащийся в смоле свободный формальдегид полностью связывается в бисульфитное соединение, стабильные в выше указанных условиях. Важным критерием полноты связывания формальдегида является pH смолы.

При pH менее 7,0 возможно разложение бисульфитного соединения и полного устранения свободного формальдегида не происходит. При pH более 8,5 начинается обратная реакция, сопровождающаяся выделением формальдегида; рH 7,0-8,5 являетя оптимальным, при котором качество смолы не меняется, что показано в таблице 1.

Осуществление способа заключается в первоначальной обработке предварительно изготовленной карбамидоформальдегидной смолы кислым отвердителем до pH 7,0-8,5 и последующей обработке смолы 20-25% водным раствором сульфита натрия или смеси сульфита натрия с бисульфитом в соотношении 3:1, взятого с 10-20% избытком к эквимолярному количеству содержащегося в синтетической смоле формальдегида.

Предложенный способ иллюстрируется примерами с использованием смол карбамидоформальдегидной смолы КФМТ15-ТУ6-06-12-88; КФ-БМ-ТК-ТУ 6-06-209-91.

Пример 1. К 100 г предварительно изготовленной карбамидоформальдегидной смолы (КФС БМТК) с pH 7,0 и содержанием формальдегида 0,14% добавляют 3,25 г 20% раствора сульфита натрия и перемешивают при комнатной температуре 30 минут.

Результаты обработки приведены в таблице 1.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Используют смолу КФС БМТК, имеющую pH 7,5, содержащую 0,14% формальдегида. Добавляют 3,25 г 25% сульфита натрия, перемешивают 30 минут при комнатной температуре.

Результаты обработки приведены в таблице 1.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Используют смолу КФС КФМТ-15М, имеющую pH 8,9, содержащую 0,14% формальдегида. Проводят обработку смолы кислым отвердителем (10% раствор щавелевой кислоты, 5 мас.ч. на 100 г смолы) до pH 8,5. К смоле добавляют 3,25 г 25% сульфита натрия, перемешивают 30 минут при комнатной температуре.

Результаты обработки приведены в таблице 1.

Пример 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Используют смолу КФС КФМТ-15М, имеющую pH 7,9, содержащую 0,12% формальдегида. К смоле добавляют 2,75 г 20% сульфита натрия, перемешивают 30 минут при комнатной температуре.

Результаты обработки приведены в таблице 1.

Пример 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Используют смолу КФС БМТК, имеющую pH 8,9 содержащую 0,12% формальдегида Проводят обработку смолы кислым отвердителем (20% раствор хлористого аммония в количестве 1% на 100 г смолы) до pH 7,0. К смоле добавляют 2,75 г 20% сульфита натрия, перемешивают 30 минут при комнатной температуре.

Результаты обработки приведены в таблице 1.

Пример 6. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Берут смолу КФС КМФТ-15М, имеющую pH=7,5 и содержащую 0,12%, формальдегида, добавляют 2,75 г 20% сульфита натрия, перемешивают 10 минут.

Результаты обработки приведены в таблице 1.

Пример 7. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Используют смолу КФС КФМТ-15М, имеющую pH 7,5, содержащую 0,14% формальдегида. К смоле добавляют 3,25 г смеси сульфита и бисульфита натрия, в соотношении 3:1, перемешивают 30 минут при комнатной температуре.

Для приготовления смеси сульфита и бисульфита натрия используют 20% раствор сульфита натрия, к которому добавляют 5% раствор НCl, смесь перемешивают 20-30 минут. Мольное соотношение приготовленного раствора 0,75:0,24 или (3:1)

Результаты обработки приведены в таблице 1.

Пример 8. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Используют смолу КФС БМТК, имеющую pH 9,0, содержащую 0,14% формальдегида Проводят обработку смолы кислым отвердителем (10% раствор щавелевой кислоты, 5 мас.ч. на 100 г смолы) до pH 8,0. К обработанной смоле добавляют 4,18 г смеси сульфита и бисульфита натрия, в соотношении 3:1, перемешивают 30 минут при комнатной температуре.

Результаты обработки приведены в таблице 1.

Пример 9. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Используют смолу КФС КФМТ-15М, имеющую pH 8,5 содержащую 0,14% формальдегида. К смоле добавляют 4,18 г смеси сульфита и бисульфита натрия в соотношении 3:1, перемешивают 30 минут при комнатной температуре.

Результаты обработки приведены в таблице 1.

Таблица
Наименование смолы / пример Мас.доля сух. ост., % Мас. доля формальдегида, % Вязкость, с рH смолы после обработки Растворимость в воде
БМТК Пример 1 65 Отс. 14 7,0 Полная
Пример 2 65 0,03 13 7,5 Полная
Пример 3 65 Отс. 13 8,5 Полная
КФМТ Пример 4 60 Отс. 17 7.9 Полная
Пример 5 60 0,06 17 7.0 Полная
Пример 6 60 Отс. 16 7,5 Полная
Пример 7 65 Отс. 15 7,5 Полная
Пример 8 65 0,1 15 8,0 Полная
Пример 9 65 Отс. 15 8,5 Полная

Как видно из данных таблицы 1, обработка карбамидоформальдегидных смол с pH 7,5-8,5 20-25% раствором сульфита натрия или смесью сульфита натрия с бисульфитом в соотношении 3:1 не изменяет их свойств и полностью связывает свободный формальдегид.

1. Способ снижения содержания формальдегида в карбамидоформальдегидной смоле, включающий обработку карбамидоформальдегидной смолы с рН 7,0-8,5 водным 20-25% раствором сульфита натрия или водным раствором смеси сульфита натрия с бисульфитом в соотношении 3:1, взятых с 10-20% избытком к эквимолярному количеству содержащегося формальдегида.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку карбамидоформальдегидной смолы до рН 7,0-8,5 проводят кислым отвердителем.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к водной содержащей меламиновую смолу смеси для пропитки обладающего впитывающей способностью носителя, а также для получения композитного материала, содержание смолы в которой составляет от 50 до 70 вес.%, в пересчете на водную содержащую меламиновую смолу смесь, причем смола содержит меламин и формальдегид в молярном соотношении от 1:3 до 1:1 и, в пересчете на упомянутую водную смесь, от 1 до 10 вес.% одного или нескольких С2-С12-диолов, от 0 до 8 вес.% капролактама и от 0,5 до 10 вес.% 2-(2-феноксиэтокси)этанола и/или полиэтиленгликоля, средняя молярная масса которого составляет от 200 до 1500.
Изобретение относится к декоративным слоистым материалам. .

Изобретение относится к области получения синтетических полимерных материалов, в частности к способам получения карбамидоформальдегидных смол (КФС), применяемых в производстве минераловатных теплоизоляционных материалов.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при изготовлении бумаги и картона. .

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при изготовлении бумаги и картона. .
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способам получения карбамидоформальдегидных смол, широко применяемых в деревообрабатывающей промышленности.
Изобретение относится к химической промышленности и касается синтетической смолы и способа ее получения, применяемой преимущественно в производстве древесно-стружечных плит, фанеры и клеевых соединений древесины.

Изобретение относится к области производства карбамидоформальдегидных смол, используемых в качестве связующих для производства древесно-стружечных плит, древесно-волокнистых плит, фанеры, клеев для склеивания древесины, компонентов связующих для изготовления теплоизоляционных материалов и т.п.
Изобретение относится к химической промышленности и касается технологии получения модифицированных безметанольных карбамидоформальдегидных смол, используемых в качестве связующего в литейном производстве в составе песчано-смоляных смесей для отливок из чугуна, цветных сплавов и стали, при выпуске древесно-стружечных плит, композиционных материалов и фанеры.
Изобретение относится к способам получения пропиточных меламинокарбамидоформальдегидных смол, используемых в производстве бумажно-смоляных пленок, предназначенных для ламинирования древесностружечных плит и фанеры.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности, для пропитки декоративной бумаги при отделки древесных плит

Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидной смолы
Изобретение относится к способу получения карбамидомеламиноформальдегидных смол, которые могут быть использованы в производстве связующих для древесностружечных или древесноволокнистых плит, склеивания мебельных деталей и фанеры

Изобретение относится к смоляной системе, способу ее получения и к готовым изделиям, таким как композиционные древесные плиты. Смоляная система представляет собой смесь аминоформальдегидных смол. Первая аминоформальдегидная смола содержит формальдегид, мочевину и меламин и имеет первое молярное отношение формальдегида к мочевине и меламину. Вторая аминоформальдегидная смола содержит, по меньшей мере, формальдегид и мочевину и имеет второе молярное отношение формальдегида к мочевине. При этом второе молярное отношение является более высоким, чем первое молярное отношение. Комбинированное молярное отношение формальдегида к мочевине и меламину в смоляной системе составляет от около 0,6 до около 1,24. Способ получения смоляной системы заключается в том, что в смесительный аппарат вначале подают первую аминоформальдегидную смолу, затем подают вторую аминоформальдегидную смолу и смешивают смолы. Готовое изделие содержит указанную смоляную систему и компонент из целлюлозного материала. Изобретение позволяет сократить количество выделяемого формальдегида и получить изделия с высокими физическими свойствами. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 7 ил., 15 табл., 8 пр.
Изобретение относится к способу получения меламиносодержащих карбамидоформальдегидных смол, используемых в качестве связующего для производства древесностружечных и древесноволокнистых плит, фанеры, клеев для склеивания древесины и т.д. Способ получения меламиносодержащей карбамидоформальдегидной смолы включает конденсацию компонентов в три стадии. На первой стадии готовят реакционную смесь из карбамидоформальдегидного концентрата, воды и карбамида при мольном соотношении карбамида к формальдегиду 1:2.05 в присутствии 40%-ного раствора едкого натра для доведения pH до 7,6-8,0. Далее осуществляют подогрев приготовленной смеси до температуры (80-82)°C и саморазогрев за счет экзотермического характера реакции до температуры (90-93)°C при pH (7,2-7,8). Выполняют выдержку полученной смеси в нейтральной или слабощелочной среде в течение 20 мин от достижения температуры 90°C при pH (7,0-8,0), а на протяжении выдержки - pH (6,3-6,7). Затем понижают pH среды до 5,0-5,4 с добавлением 20%-ного раствора муравьиной кислоты. Вторую стадию процесса конденсации выполняют в кислой среде при pH (5,0-5,4) и температуре (93-98)°C до смешиваемости с имеющей температуру 20°C водой 1:(5-6). Затем повышают pH среды до 8,0-8,5 введением триэтаноламина и охлаждают смесь до температуры (82-85)°C при регулировании триэтаноламином pH (8,0-8,5). На третьей стадии загружают одновременно воду и меламин при регулировании триэтаноламином pH (8,0-8,5), выдерживают при температуре (80-85)°C и pH (7,8-8,5). При этом растворяют меламин до смешиваемости с водой 1:(2-2,5), после чего смесь охлаждают до температуры (76-78)°C и затем дополнительно вводят карбамид до мольного соотношения карбамида к формальдегиду 1:(1,13-1,15). Доконденсацию проводят в течение 20 мин при температуре (50-52)°C и pH (7,5-8,0) и охлаждают смолу до температуры (25-30)°C при pH (7,6-8,3). Конденсацию заканчивают при мольном соотношении карбамида, меламина и формальдегида 1,0:(0,059-0,068):(1,13-1,15). Изобретение позволяет снизить стоимость меламиносодержащих карбамидоформальдегидных смол путем сокращения используемого количества меламина при обеспечении требуемых экологических и физико-механических характеристик смол и древесных плит с их использованием. 3 табл., 6 пр.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности, к изготовлению меламинокарбамидоформальдегидных олигомеров, используемых для пропитки декоративной бумаги при отделке древесных плит. Описан способ изготовления меламинокарбамидоформальдегидных олигомеров, включающий смешивание формалина, доведенного до рабочего значения концентрации ионов водорода катализатором-модификатором на основе соли полифункциональной кислоты, меламина и воды, нагревание смеси до 90-95°С, при достижении смешиваемости получаемого олигомера с водой 1:1000 охлаждение. Затем вводят в получаемый олигомер карбамид, при достижении смешиваемости олигомера с водой 1:3-1:3,5 смесь охлаждают и доводят рН смеси до 9,5-10,0. Катализатор-модификатор на основе соли полифункциональной кислоты получают путем смешивания едкого натра или калия, молочной или винной кислоты и воды при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: едкий натр или калий 13-15, кислота молочная или винная 16-19, вода 68-69. Технический результат - снижение расхода меламина и уменьшение содержания свободного формальдегида при сохранении технологических показателей пропиточных олигомеров. 1 табл., 4 пр.
Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидной смолы, используемой для изготовления древесностружечных плит. Способ проводят в несколько стадий в среде с переменной кислотностью. Способ заключается в том, что проводят слабощелочную конденсацию карбамида и карбамидоформальдегидного концентрата в водном растворе в температурном диапазоне 20-95°C и при pH 7,2-9,2. При этом мольное соотношение формальдегида и карбамида составляет (1,8-2,2):1. Далее выдерживают конденсационный раствор в течение 10-20 мин при температуре 85-99°C. Затем подкисляют конденсационный раствор до pH 4,7-5,5. Подкисление проводят водным раствором глиоксаля с концентрацией основного вещества не более 50 мас.% в количестве 1-20% в пересчете на формальдегид. Далее поликонденсацию реакционной массы проводят в кислой среде, нейтрализуют до pH 7,5-8,5 и одновременно охлаждают до 70-75°C. Доконденсацию реакционной массы проводят с дополнительным вводом карбамида до конечного мольного соотношения формальдегида к карбамиду (1,0-1,25):1. Готовую смолу охлаждают и фасуют. Изобретение позволяет снизить содержание свободного формальдегида в готовой карбамидоформальдегидной смоле и древесностружечной плите на ее основе. 2 пр.

Группа изобретений относится к связующим типа фенольно-фурановых связующих, используемым для изготовления изделий общепромышленного назначения, в том числе композиционных материалов, способам получения таких связующих, а также к композиционным материалам на их основе. Связующее получено из фурфурола, уротропина, фенолформальдегидной новолачной смолы при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: фурфурол 95-105, уротропин 10-20, фенолформальдегидная новолачная смола 75-90. Группа изобретений также относится к способу получения вышеуказанного связующего, содержащий этапы формирования химической композиции из уротропина и фурфурола, введения фенолформальдегидной новолачной смолы в указанную композицию и перемешивания полученной смеси. Кроме того, группа изобретений относится к композиционному материалу, изготовленному с использованием вышеуказанного связующего. Технический результат состоит в получении связующего, обладающего такими физико-химическими свойствами, которые позволяют использовать его для изготовления промышленных изделий, в том числе армированных композиционных материалов по технологиям пропитки под давлением с последующим формованием в ограничительной форме. Технический результат состоит, кроме того, в разработке способа получения связующего по упрощенной технологии с уменьшением потерь фурфурола и с минимизацией его выделения в окружающую среду, а также в получении композиционного материала, изготовленного с использованием вышеуказанного связующего. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 табл., 11 пр.
Наверх