Способ получения мочевиноформальде-гидной смолы

 

патентно-техническая . бг

Союз Советских

СоциапкстичЕских

Республик

О П - Ж-" П И-- Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

{щ537087

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 230774 (21) 2052614/05 с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетОпубликовано 070681. Бюллетень Но 21

Дата опубликования описаиия 070681 (51)М. Кл.

С 08 G 12/12

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 678 ° 652 (088.8) (72) Авторы изобретения

О.А. Тарахтунов, Л.Г. Беккерт, М.С. Акутин, Е.Я. Дорфман, З.Е. Сотник, Ш.Ф. Гейфен С.Я. Клименко, В.П. Чадаев, А.А.Лашков, А.Д. Лугин. и Б.И. Лурье (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЧЕВИНОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ

СМОЛЫ

Изобретение касается получения карбамидных смол конденсацией мачевины и формальдегида при нагревании в присутствии катализаторов конденсации.

Известен способ получения мочевиноформальдегидной смолы конденсацией моченины с формальдегидом при нагревании в присутстнии хлористого цинка (11, при этом получают пропиточные составы для волокнистых материалов.

Известен способ получения мочевиноформальдегидной смолы, применяемой в клеях, конденсацией мочевины и фор- 15 мальдегида в присутствии 2-57 нес.ч.

ZnCl< на 100 вес.ч. мочевины (2).

Однако смола, получаемая по известным способам, имеет недостаточную скорость отверждения и низкую 20 жизнеспособность.

Цель изобретения - получение стабильных быстроотверждающихся смол с повышенной жизнеспособностью.

Это достигается тем, что катализатор конденсации 2пС1о вводят в конденсацию в количестве 0,05-0,15 нес,ч. на 100 вес.ч. моченины.

Способ осуществляют следующим образом, 30

Раствор мочевины в предварительно нейтрализованном формалине подают в реактор, снабженный мешалкой и.обратным холодильником. Сюда.же дозируют раствор хлористого цинка. Температура процесса 92-100 С, рН 4,5-5,5, время пребывания конденсационного раствора в реакторе 20-30 мин.

Из реактора конденсационный раствор поступает в аппарат доконденсации, куда вводится дополнительное количество мочевины. Проведение стадии доконденсации с мочевиной до процесса сушки позволяет уменьшить потери формальдегида и снизить содержание его в отгоне с 4-5 до 0,4-0,5Ъ.

Предлагаемый процесс не исключает и проведения стадии доконденсации с мочевиной после сушки смолы.

Конденсационный раствор после доконденсации с мочевиной сушится в выпарном аппарате при температуре

60-80 С и разрежении до коэффициента рефракции 1,462-1,468, затем охлаждается и отпранляется потребителю.

Смолы, получаемые предлагаемым способом, имеют пониженное содержание свободного формальдегида.

537087

Пример 2. В трехгорлую колбу, c Hàáêe;:íó>o мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают

405 г 37 „0-о-ного формалина, нейтрали3oBан -;ого 1 н. раствором NdOH до рН

7. б . Затем добавляют 166, 8 r мочевины, рН смеси после ее растворения в течение 30 мин составляет 7,7. Вводят 0,33 мл 50Ъ-ного раствора ZnC1» при этом рН снижается до 5,9. Подставляют кип> щую баню, через 15 миН 45 температура >меси 96 С, рН 4, 85. Конденсацию в.-д г 30 мин; рН конденсационного рас-.:в,>р«i 4,8 ° Далее охлаждают полученный р:створ до 65-70 С; нейтрао лиэуют 1 и. раcã:вором.йаОН до рН 7,4. Я1

Отгоняют воду -:ри 65-70 С и разрежения до Кр.1,453. После сушки проводят доконденсацию в течение 20 мин при

65 32,7 г мочевины в виде

70Ъ-ного раствора.

«, .«

Анализ смолы приведен ниже.

Концентрация водородных ионов, рН 7,35

Условная вяз кость по ВЗ-4, при 20 С, сек

Содержание свободно го формальдегида, Ъ

Содержание метилольных групп, Ъ 14,0

Содержание сухих веществ, Ъ 64,5 65

33,5

0,48

Пример 1„В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают

405 r 37,0о-ного формалина, нейтрализованного 1 н. раствором йаОН до рН 7,55. Затем добавляют 166,8 r мочевины, рН смеси после растворения мочевины в течение 30 мин при температуре 20>С составляет 7,75. Вводят

0,33 мл 50Ъ раствора ZnС1>, при этом рН снижается до 6,74. Подставляют кипящую водяную баню, через 15 мин при

96 С, рН 5,2. Конденсируют в течение

30 мин, рН конденсационного раствора 5,1. Далее охлаждают полученный о конденсационный раствор до 60-70 С, нейтрализуют 1 н. раствором МаОН до 35 рН 6,8;- вводят вторую порцию Мочевины 32 7 r в виде 70---ного раствора.

У, о

Отгоняют воду при 65-70 C и разрежении до Кр 1,462.

Анализ смолы дан ниже. 20

Концентрация водородных ионов, рН 7,25

Условная вязкость по

ВЗ вЂ” 4 при 20 С, сек 31,4

Содержание свободного

25 формальдегида, Ъ 0,63

Содержание метилольных групп, Ъ 14,2

Содержание сухих веществ, Ъ

Время отверждения при

100 С сек 31

Жизнеспособность при

20 C ò 15

6,64

0,64

64,7

28,9

11, 15

Пример 5. В трехгорлую колбу,. снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром загру>кают

Время отверждения при 100 С, сек 32

Жизнеспособность при 20 С, ч 17

П р и м. е р 3. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают

607,5 г 37,0Ъ-ного формалина и 279 мл

72Ъ-ного плана мочевины, рН смеси

5,86. Затем вводят 0,5 мл 50Ъ-ного раствора ZnC1, рН 5,6. Подставляют кипящую водяную баню, через 5-7 мин температура смеси 96-98 С. Конденсируют 30 мин, рН конденсационного раствора 5,02. Далее нейтрализуют. 1 н. раствором NaOH до рН 7,18. Отгоняют воду на кипящей водяной бане при разрежении до Кр 1,464. Затем вводят вторую порцию плава мочевины 54,6 мл для доконденсации.

Анализ смолы.

Концентрация водородных ионов, рН

Условная вязкость по

ВЗ-4 при 20«> С, сек 23,5

Содер>кание свободного формальдегида, Ъ

Содер>кание метилольных групп, Ъ 12, 74

Содержание сухих веществ, Ъ

Время отверждения при 100 С, сек 36

::.:«изнеспособность при 20 С, ч 12

Пример 4. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают

60,,5 г 37, ОЪ-ного формалина и 279 мл

72-о-ного плава мочевины, рН смеси

5,78. Затем вводят 0,5 мл 50Ъ-ного раствора ZnC12, рН 5,48. Подставляют кипящую водяную баню, и через о

5-7 мин температура смеси 96-98 С. Конденсируют 30 мин, рН конденсационного раствора 5,01. Далее нейтрализуют 1 н. раствором NaOH до рН 6,96. Вводят вторую порцию плава мочевины 54,6 мл, после чего отгоняют воду на кипящей водяной бане при разрежения до Кр

1,462..

Анализ смолы приведен ниже.

Концентрация водородных ионов, рН 7,08

Условная вязкость по

ВЗ-4 при 20 С, сек

Содержание свободного формальцегида, Ъ О,. б

Содержание метилольных групп, Ъ

Содержащие сухих веществ, Ъ 65,0

Время отверждения при 1000С„ сек 28

Жизнеспособность при 20 >С, ч . 13

537087

13,1 20

67,2

39

18

63,0 бО

Пример 7. В реактор с мешалкой и обратным холодильником загружают 81,4 кг 34,8Ъ-ного формалина, нейтрализованного до рН 7,65. Затем .. загружают 27 кг мочевины, рН смеси 65

607,5 г 37,0-о-ного формалина и 279 мл

72Ъ-ного плава мочевины, рН смеси

5,93. Затем вводят 0,7 мя 50Ъ-ного раствора ZnC lg, рН смеси 5,42. Подставляет кипящую водяную баню и чео рез 5-7 мин температура смеси 96-98 С., Конденсируют 30 мин, рН конденсацион5 ного раствора 4,96. Далее нейтрализуют 1 н. раствором NaOH до рН 6,75.

Отгоняют воду.на кипящей водяной бане при разрежении до Кр 1,462. Далее доконденсируют, добавляя 54,6 мл плава мочевины.

Анализ смолы:

Концентрация водородных ионов, рН 6,51

Условная вязкость rro 15

ВЗ-4 при 20О С, сек 57

Содержание свободного формал ьде гид а, Ъ 0,37

Содержание метилольных груп и, Ъ

Содержание сухих веществ, Ъ

Время отверждения при 100 С, сек

Жизнеспособность при

20ОС, ч

Пример 6. В трехгорлую колбуг снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают

270 r 37Ъ-ного формалина, нейтрализованного 1 н. раствором NaOH до рН 7,5.

Затегл загру:кают 111,2 г мочевины, рН смеси после ее растворения в течение получаса составляет 8,05.

Вводят 0,1 г 50о-ного раствора хлористого цинка, рН смеси 6,5. Подстав- 5 ляют кипящую водяную баню, через

15 мин температура смеси 96ОС, рН 5,3.

Конденсируют в течение 30 мин; рН 5,3-.

Конденсируют в течение 30 мин, рН конденсационного раствора 4,95. Нейтра- 40 лизуют 1 н. раствором Na0H до рН 6,65, охлаждают до 65 С и вводят вторую поро цию мочевинь1 21,8 г в виде 70Ъ-ного раствора. Отгоняют воду при 65О С и разрежения до Кр 1,460.

Анализ смолы представлен ниже.

Концентрация водородных ионов, рН 7,35

Услов н ая вязкость по

ВЗ-4 при 2С С, сек

Содержание свободного формальдегида, Ъ 0,8

Содержание метилольных групп, Ъ 18,1

Содержание сухих веществ, Ъ 55

Время отверждения при

100ОС сек 28

Жизнеспособность при 20 С, ч 10

110

20,4

121

18,3 после ее растворения составляет 8,3 °

Затем вводят 50 r 50Ъ-ного раствора хлористого цинка и ведут конденсацию при кипении до водного числа

15-8,0. После достижения водного числа конденсационный раствор нейтрализуют, отгоняют воду до Кр 1,470 и добавляют 7,3 кг мочевины для доконденсации.

Анализ смолы дан ниже.

Концентрация водородных ионов, рН 6,8

Условная вязкость по ВЗ-4 при 20 С, сек

Содержание свободного форглальде гида, Ъ 0,72

Содержание метилольных групп, Ъ

Содер>кание сухих веществ, Ъ 65

Время отверждения при 100 > С, сек 34

Жиэ неспособноСть при 20 оС, ч 10 5

Пример 8. В трехгорлую колбу с мешалкой, термометром и обратным холодильником загружают 695 r формалина, нейтрализуют до рН б, 5, добавляют 340 г плава мочевины. Затем вводят 0,47 г твер-, .дого хлористого цинка и нагревают раствор до кипения. После этого рН устанавливают на уровне 4,7-5,1 и ведут конденсацию до водного числа 15-8,0.

Полученный конденсационный раствор нейтрализуют, отгоняют воду до Кр

1,468 и вводят 97 8 r плава мочевины для доконденсации.

Анализ смолы приведен ниже.

Концентрация водородных ионов, рН 6,7

Условная вязкость по

ВЗ-4 при 20 С, сек

Содержание свободного формальдегида, Ъ 0,6 Содер><ание метилольных групп, Ъ

Содержание сухих веществ, Ъ 67

Время отверждения при

100 С, сек 36

Жизнеспособность при 20ОС, ч 11

Пример 9 . В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 270 r 37Ъ-ного формалина, нейтрализованного 1 н. раствором йаОН до рН 8,0. Затем добавляют 100 r мочевины и 0,285 r 50Ъ-ного раствора хлористого цинка, смесь нагревают до кипения и ведут конденсацию при рН 4,7-5,2 в течение 30 мин. Конденсационный раствор нейтрализуют до рН 7,2 и отгоняют воду при температуре 65-70 С и разрежении до Кр

1,462. Далее вводят 43 r мочевины для доконденсации.

Анализ смолы представлен ниже.

Концентрация водородных

537087

Содержание свободного формальдегида, Ъ

Содержание мети лольных групп, Ъ

Содержание сухих веществ, Ъ

Время отверждения при 100 С, сек

Жизнеспособность при 20 С, ч

0,36

14,1

65,4

42

Формула изобретения

Составитель И. Гинзбург

Редактор С. Суркова Техред А Бабннец Корректор Г. Решетник

Заказ 3382/52 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ионов, рН 7,5

Условная . вязкость по В3-4, сек 36

Содержание свободного формальдегида,% 0,41

Содержание метилольных

5 групп, 3 . 18,0

Содержание сухих веществ, Ъ 64

Бремя отверждения при 100 С, сек о

Жизнеспособность при

20 С, ч 13

Пример 10. В треХгорлую колич. снабженную мешалкой, обра ным холодильником и термометром, загружают 270 г 37%-ного формалина, ней-, 15 трализованного до рН 7,7, 0,285 г

50%-ного раствора хлористого цинка и 140 r 72%-ного плава мочевины.

Смесь нагревают и ведут конденсацию ,при.кипении и рН 4,8-5,1 до вязкости по В3-4 14 сек. Конденсационный раствор нейтрализуют, отгоняют воду при температуре 65"С и разрежении до Кр 1,463, после чего вводят 65 г плава мочевины для доконденсации.

Анализ смолы приведен ниже.

Концентрация водородных ионов, рН 7,4

Условная вязкость по В3-4, сек

Способ получения мочевиноформальдегидной смолы конденсацией мочевины с формальдегидом в присутствии хлористого цинка при нагревании, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью получения стабильных бЫстроотверждающихся смол с повышенной жизнеспособностью, конденсацию ведут в присутствии 0,05-0,15 вес.ч. хлористого циника на 100 вес.ч. мочевины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шайбер И. Химия и технология искусственных смол. - M. - Л. Госхимиздат, 1949, с. 276, 282, 289.

2. Патент C2IA 9 1992180, кл. 260-69, 1933 (прототип).