Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера


 


Владельцы патента RU 2534550:

Цветков Вячеслав Ефимович (RU)

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к изготовлению карбамидоформальдегидных олигомеров, используемых для изготовления древесно-стружечных плит. Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера включает загрузку формалина, его нейтрализацию до pH 7,0-7,5 модификатором-катализатором на основе соли полифункциональной кислоты, введение карбамида, после растворения карбамида, при необходимости, снижение pH до 6,8-7,2 хлористым аммонием с последующим нагревом до 90-92°C и выдержкой в течение 30 мин. Далее проводят снижение pH смеси раствором хлористого аммония до 4,2-4,5 и выдерживают при 90-92°C при перемешивании в течение 30 мин, охлаждают до 60-65°C, доводят pH до 6,7-7,0, добавляют при перемешивании катализатор-модификатор на основе соли полифункциональной кислоты, вводят карбамид и выдерживают при 60-65°C при перемешивании в течение 30 мин с получением олигомера, нейтрализуют модификатором-катализатором на основе соли полифункциональной кислоты до pH 8,0-8,5. В качестве катализатора-модификатора на основе соли полифункциональной кислоты используют модификатор, получаемый путем смешивания едкого натра или калия, молочной или винной кислоты и воды, при соотношении компонентов, мас.ч.: едкий натр или калий 13-15, кислота молочная или винная 16-19, вода 68-69. Технический результат - снижение токсичности при улучшении физико-механических показателей плит, получаемых с использованием карбамидоформальдегидного олигомера по изобретению. 1 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении карбамидоформальдегидного олигомера, применяемого при производстве древесно-стружечных плит. Известен способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера, при котором исходные продукты анализируют на содержание основных веществ, нейтрализуют, а затем загружают в емкость для изготовления реакционного раствора, откуда реакционная смесь самотеком через дозатор поступает в реактор. После заполнения реактора реакционной смесью включают обратный холодильник и в рубашку реактора подают пар. Реакционную смесь нагревают до 55-60°C, после чего додачу пара прекращают, а смесь за счет тепла, выделяемого при реакции, нагревают до 80-85°C. При этой температуре реакцию ведут необходимое время при заданном значении рН среды до требуемой вязкости раствора. Затем реакционную смесь охлаждают до 65-70°C, нейтрализуют, переводят обратный холодильник на прямой и включают вакуум насос. Вакуум-сушку производят при остаточном давлении в аппарате 0,04 МПа. В этот период необходимо следить, чтобы не произошло перебрасывание раствора олигомера через конденсатор в приемник конденсата. Процесс сушки контролируют по количеству образовавшегося конденсата, рН среды и показателю преломления и заканчивают по достижении конденсации олигомера, равной 60-70%. Раствор охлаждают до 25-30°C, стабилизируют аммиачной водой в аппарате и через фильтр сливают в сборник готовой продукции (См. Азаров В.И., Цветков В.Е. Технология связующих и полимерных материалов: Учебное пособие для вузов. - М.: Лесн. пром-ть, 1985. - 216 с; стр. 61-62).

Наиболее близким технологическим решением является способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера, включающий загрузку формалина, его нейтрализацию до рабочего значения концентрации ионов водорода, загрузку карбамида, хлорида аммония, нагрев реакционной смеси, выдержку (См. В.Е. Цветков и др. Полимеры в производстве древесных материалов: практикум. Москва, ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. - 55 стр: с. 16).

Недостатками известных решений является недостаточное снижение токсичности олигомера и полученной с использованием этого олигомера древесно-стружечной плиты.

Задача, решаемая заявленным изобретением, заключается в снижении токсичности, при улучшении физико-механических показателей плит.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе изготовления карбамидоформальдегидных олигомеров, включающего загрузку формалина, его нейтрализацию до рН 7,0-7,5 модификатором-катализатором на основе соли полифункциональной кислоты, введение карбамида, после растворения карбамида при необходимости снижение рН до 6,8-7,2 хлористым аммонием, с последующим нагревом до 90-92C° и выдержкой в течение 30 мин, с последующим снижением рН смеси раствором хлористого аммония до 4,2-4,5 и выдержкой при 90-92C° при перемешивании в течение 30 мин, охлаждением до 60-65C°, доведением рН до 6,7-7,0, добавлением при перемешивании катализатора-модификатора на основе соли полифункциональной кислоты, введение карбамида и выдержку при 60-65C° при перемешивании в течение 30 мин с получением олигомера и его нейтрализацией модификатором-катализатором на основе соли полифункциональной кислоты до рН 8,0-8,5, согласно изобретению в качестве модификатора-катализатора на основе соли полифункциональной кислоты используют получаемый путем смешивания едкого натра или калия, молочной или винной кислоты и воды, при соотношении компонентов:

Едкий натр или калий 13-15
Кислота молочная или винная 16-19
Вода 68-69

Техническая сущность заявленного изобретения заключается в том, что при синтезе карбамидоформальдегидных олигомеров для нейтрализации формалина используют щелочь, в частности NaOH. Предварительная обработка формалина катализатором-модификатором на основе солей полифункциональных кислот снижает количество свободного формальдегида в карбамидоформальдегидных олигомерах, и, следовательно токсичность древесно-стружечных плит на их основе.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1

Путем смешивания 10 массовых частей едкого натра, 21 массовой части лимонной кислоты и 69 массовых частей воды получаем катализатор-модификатор на основе соли полифункциональной кислоты.

Затем 135 массовых частей формалина загружают в реакционную колбу, измеряют рН формалина с помощью рН-метра, доводят рН с помощью модификатора-катализатора на основе соли полифункциональной кислоты до величины 7,0-7,5, вводят 50 массовых частей карбамида (основная загрузка). Включают мешалку и нагрев водяной бани. После полного растворения карбамида при температуре 40-50°C проверяют рН, значение которого должно быть в пределах 6,8-7,2. При необходимости снижения рН добавляют по каплям хлористый аммоний. Продолжают нагрев до 90÷92°C и выдерживают в течение 30 минут. Перед окончанием первой стадии синтеза проверяют рН реакционного раствора (в пределах 6,5-7,0). Вторую стадию проводят в кислой среде. Для этого рН смеси снижают раствором хлористого аммония до 4,2-4,5 и выдерживают при 90-92°C, перемешивая в течении 30 минут. Охлаждают систему до 60-65°, доводя рН до 6,7-7,0 добавлением по каплям катализатор-модификатор на основе соли полифункциональной кислоты, не прекращая перемешивание. Вводят 27 массовых частей карбамида. Реакционную систему выдерживают при 60-65° и работающей мешалке в течение 30 минут. Полученный олигомер концентрируют путем упаривания в вытяжном шкафу в фарфоровой чашке и при тщательном перемешивании до показателя преломления 1,460-1,467, определяемого с помощью рефрактометра. Концентрированный олигомер охлаждают до 25-30°С, нейтрализуют катализатором-модификатором на основе соли полифункциональной кислоты до pH 8,0-8,5. Готовый олигомер сливают в емкость для хранения. Сравнительные свойства карбамидоформальдегидных олигомеров приведены в таблице 1.

Пример 2

Путем смешивания 15 массовых частей едкого натра, 16 массовых частей молочной кислоты и 69 массовых частей воды получаем катализатор-модификатор на основе соли полифункциональной кислоты.

Затем 135 массовых частей формалина загружают в реакционную колбу, измеряют pH формалина с помощью pH-метра, доводят pH с помощью модификатора-катализатора на основе соли полифункциональной кислоты до величины 7,0-7,5, вводят 50 массовых частей карбамида (основная загрузка). Включают мешалку и нагрев водяной бани. После полного растворения карбамида при температуре 40-50°С проверяют pH, значение которого должно быть в пределах 6,8-7,2. При необходимости снижения pH добавляют по каплям хлористый аммоний. Продолжают нагрев до 90÷92°С и выдерживают в течение 30 минут. Перед окончанием первой стадии синтеза проверяют pH реакционного раствора (в пределах 6,5-7,0). Вторую стадию проводят в кислой среде. Для этого pH смеси снижают раствором хлористого аммония до 4,2-4,5 и выдерживают при 90-92°С, перемешивая в течение 30 минут. Охлаждают систему до 60-65°, доводя pH до 6,7-7,0 добавлением по каплям катализатор-модификатор на основе соли полифункциональной кислоты, не прекращая перемешивание. Вводят 27 массовых частей карбамида. Реакционную систему выдерживают при 60-65° и работающей мешалке в течение 30 минут. Полученный олигомер концентрируют путем упаривания в вытяжном шкафу в фарфоровой чашке и при тщательном перемешивании до показателя преломления 1,460-1,467, определяемого с помощью рефрактометра. Концентрированный олигомер охлаждают до 25-30°С, нейтрализуют катализатором-модификатором на основе соли полифункциональной кислоты до pH 8,0-8,5. Готовый олигомер сливают в емкость для хранения.

Сравнительные свойства карбамидоформальдегидных олигомеров приведены в таблице 1.

Пример 3

Путем смешивания 13 массовых частей едкого калия, 19 массовых частей винной кислоты и 68 массовых частей воды получаем катализатор-модификатор на основе соли полифункциональной кислоты.

Затем 135 массовых частей формалина загружают в реакционную колбу, измеряют pH формалина с помощью pH-метра, доводят pH с помощью модификатора-катализатора на основе соли полифункциональной кислоты до величины 7,0-7,5, вводят 50 массовых частей карбамида (основная загрузка). Включают мешалку и нагрев водяной бани. После полного растворения карбамида при температуре 40-50°С проверяют pH, значение которого должно быть в пределах 6,8-7,2. При необходимости снижения pH добавляют по каплям хлористый аммоний. Продолжают нагрев до 90÷92°С и выдерживают в течение 30 минут. Перед окончанием первой стадии синтеза проверяют pH реакционного раствора (в пределах 6,5-7,0). Вторую стадию проводят в кислой среде. Для этого pH смеси снижают раствором хлористого аммония до 4,2-4,5 и выдерживают при 90-92°С, перемешивая в течение 30 минут. Охлаждают систему до 60-65°, доводя pH до 6,7-7,0 добавлением по каплям катализатор-модификатор на основе соли полифункциональной кислоты, не прекращая перемешивание. Вводят 27 массовых частей карбамида. Реакционную систему выдерживают при 60-65° и работающей мешалке в течение 30 минут. Полученный олигомер концентрируют путем упаривания в вытяжном шкафу в фарфоровой чашке и при тщательном перемешивании до показателя преломления 1,460-1,467, определяемого с помощью рефрактометра. Концентрированный олигомер охлаждают до 25-30°С, нейтрализуют катализатором-модификатором на основе соли полифункциональной кислоты до pH 8,0-8,5. Готовый олигомер сливают в емкость для хранения.

Сравнительные свойства карбамидоформальдегидных олигомеров приведены в таблице 1.

Пример 4

Путем смешивания 14 массовых частей едкого калия, 16 массовых частей лимонной кислоты и 70 массовых частей воды получаем катализатор-модификатор на основе соли полифункциональной кислоты.

Затем 135 массовых частей формалина загружают в реакционную колбу, измеряют pH формалина с помощью pH-метра, доводят pH с помощью модификатора-катализатора на основе соли полифункциональной кислоты до величины 7,0-7,5, вводят 50 массовых частей карбамида (основная загрузка). Включают мешалку и нагрев водяной бани. После полного растворения карбамида при температуре 40-50°С проверяют pH, значение которого должно быть а пределах 6,8-7,2. При необходимости снижения pH добавляют по каплям хлористый аммоний. Продолжают нагрев до 90÷92°С и выдерживают в течение 30 минут. Перед окончанием первой стадии синтеза проверяют pH реакционного раствора (в пределах 6,5-7,0). Вторую стадию проводят в кислой среде. Для этого pH смеси снижают раствором хлористого аммония до 4,2-4,5 и выдерживают при 90-92°С, перемешивая в течении 30 минут. Охлаждают систему до 60-65°, доводя pH до 6,7-7,0 добавлением по каплям катализатор-модификатор на основе соли полифункциональной кислоты, не прекращая перемешивание. Вводят 27 массовых частей карбамида. Реакционную систему выдерживают при 60-65° и работающей мешалке в течение 30 минут. Полученный олигомер концентрируют путем упаривания в вытяжном шкафу в фарфоровой чашке и при тщательном перемешивании до показателя преломления 1,460-1,467, определяемого с помощью рефрактометра. Концентрированный олигомер охлаждают до 25-30°С, нейтрализуют катализатором-модификатором на основе соли полифункциональной кислоты до pH 8,0-8,5. Готовый олигомер сливают в емкость для хранения.

Сравнительные свойства карбамидоформальдегидных олигомеров приведены в таблице 1.

Таким образом, изобретение позволяет получить малотоксичные карбамидоформальдегидные олигомеры.

Таблица 1
Сравнительные свойства карбамидоформальдегидных олигомеров
Свойства олигомеров Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Ближайший аналог
Содержание сухого остатка при 105°С, % 66 68 65 67 66±2
Водородный показатель, ед. pH 7,4 7,3 7,7 7,5 7,3
Вязкость условная по В3-4 при 20°С 89 91 90 93 95
Содержание свободного формальдегида, % 0,12 0,15 0,11 0,12 0,30
Время желатинизации при 100°, сек 45 46 44 49 53

Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера, включающий загрузку формалина, его нейтрализацию до pH 7,0-7,5 модификатором-катализатором на основе соли полифункциональной кислоты, введение карбамида, после растворения карбамида при необходимости снижение pH до 6,8-7,2 хлористым аммонием с последующим нагревом до 90-92°C и выдержкой в течение 30 мин, с последующим снижением pH смеси раствором хлористого аммония до 4,2-4,5 и выдержкой при 90-92°C при перемешивании в течение 30 мин, охлаждение до 60-65°C, доведение pH до 6,7-7,0, добавление при перемешивании катализатора-модификатора на основе соли полифункциональной кислоты, введение карбамида и выдержку при 60-65°C при перемешивании в течение 30 мин с получением олигомера и его нейтрализацию модификатором-катализатором на основе соли полифункциональной кислоты до pH 8,0-8,5, отличающийся тем, что в качестве модификатора-катализатора на основе соли полифункциональной кислоты используют модификатор, получаемый путем смешивания едкого натра или калия, молочной или винной кислоты и воды, при соотношении компонентов, мас.ч.:

Едкий натр или калий 13-15
Кислота молочная или винная 16-19
Вода 68-69



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к полимерной химии и к получению компонентов аминопластов для изготовления пленок и других полимерных изделий с особыми свойствами. Способ получения водной дисперсии аминопластов заключается в том, что дисперсию получают путем приготовления концентрированного 50-70%-ного раствора мочевины или смеси мочевины и меламина с формальдегидом при мольном соотношении 1:2,0-2,2.

Изобретение относится к способу непрерывного производства водных растворов аминоформальдегидных смол, предпочтительно, меламиноформальдегидной смолы (MF) или мочевиноформальдегидной смолы (UF), включающему в себя этапы приготовления реакционной смеси аминосоединения и водного раствора формальдегида, добавления катализатора к реакционной смеси и проведения реакции с участием реакционной смеси в присутствии катализатора.

Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидного концентрата. .

Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидной смолы. .
Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидной смолы, которая может быть использована в деревообрабатывающей промышленности в производстве древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, фанеры, клееных деревянных конструкций.
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству карбамидоформальдегидных смол, применяемых в качестве связующих при изготовлении древесных плит, древесно-волокнистых плит, фанеры, деталей мебели и столярно-строительных изделий.

Изобретение относится к способам получения карбамидоформальдегидного концентрата с улучшенными свойствами и фракционным составом, применяемого в качестве сырья в производстве высококачественных малотоксичных смол, используемых для склеивания древесины, при получении ДСП, ДВП и МДФ класса эмиссии Е-1 по формальдегиду, а также в качестве антислеживающей добавки к карбамиду и других целей.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для снижения содержания в материалах, получаемых на основе формальдегидосодержащих смол, несвязанного формальдегида.

Изобретение относится к области производства панелей на основе воспроизводимого древесного материала, например, древесно-стружечных плит для внутренней отделки помещений, древесно-волокнистых плит средней плотности и фанеры.

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 деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении карбамидоформальдегидных олигомеров, используемых для изготовления древесно-стружечных плит. Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера включает загрузку формальдегида, его нейтрализацию до рН 8,0-9,0 с последующей загрузкой первой порции карбамида до полного его растворения и введением параформальдегида при нагревании с выдержкой до рН не ниже 6,5, введение второй порции карбамида с выдержкой на данной стадии до рН не ниже 6,5, затем для снижения значения рН смеси до 4,5-5,0 добавляют при нагревании раствор хлорида аммония и окончание стадии проверяют по смешиваемости с водой при достижении смешиваемости 1:2-1:3, после чего рН смеси повышают до 8,0-8,5 со снижением температуры до 70-75°C и вводят третью порцию карбамида, после растворения которой олигомер подвергают вакуум-сушке и вводят четвертую порцию карбамида до мольного соотношения карбамида к формальдегиду 1:1,4 с последующим охлаждением олигомера, что позволит снизить содержание свободного формальдегида в карбамидоформальдегидных олигомерах и уменьшит токсичность древесно-стружечных плит, полученных на их основе. 2 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.

Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидного концентрата с мольным отношением карбамид:формальдегид 1:(4,9-5). Способ включает окислительное дегидрирование метанола в формальдегид на серебряном или железомолибденовом катализаторе в одном или нескольких реакторах трубчатого или полочного типа и хемосорбцию формальдегидсодержащего газа в двух последовательно расположенных колонных аппаратах. При этом абгаз из первого колонного аппарата делится на две части в соотношении 1:4 с подачей меньшей на каталитический дожиг, а большей во второй колонный аппарат на хемосорбцию 15-25%-ным раствором карбамида с образованием в нем форконденсата с мольным отношением карбамид:формальдегид, равным (0,1-0,5):1, смешиваемого с 50-65%-ным водным раствором карбамида в прямоточном смесителе и подаваемого далее на хемосорбцию формальдегидсодержащего газа в верхнюю секцию первого колонного аппарата. Изобретение позволяет оптимизировать схему получения карбамидоформальдегидного концентрата с целью повышения эффективности производства и снижения содержания формальдегида в абгазе, направляемом в реактор окислительного дегидрирования метанола. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к способу получения карбамидомеламиноформальдегидной смолы, карбамидомеламиноформальдегидной смоле, полученной таким способом, применению такой смолы, композиционному материалу, содержащему указанную смолу, и изделию, содержащему такой композиционный материал. Способ характеризуется ступенчатой конденсацией карбамида и формальдегида и последующей соконденсацией полученного форполимера с меламином. Карбамидоформальдегидный концентрат может быть использован как формальдегидное сырье для получения карбамидомеламиноформальде-гидной смолы. Конденсацию с карбамидом осуществляют в три этапа, проводя порционное введение карбамида. Процесс проводят в средах с переменной кислотностью и при нагревании. Деионизированная вода может использоваться как регулятор вязкости. Бура может добавляться в реакционную смесь на стадии соконденсации с меламином. Технический результат - получение смолы, имеющей высокий сухой остаток, незначительное содержание свободного формальдегида. Смола стабильна при хранении, имеет короткий период желатинизации и отличные физические и механические свойства, может использоваться как химический отвердитель, т.е. для производства древесностружечных и древесноволокнистых плит и других композиционных материалов. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.
Наверх