Способ получения пенопласта

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА путем вспенивания-И отверждения фенолальдегидной смолы резольного типа в присутствии кислотного . олигомерного катализатора, содержащего сульфированные ароматические ядра, и вспенивающего агента, о т-личающийся тем, что, с целью ускорения процессов вспенивания и отверждения, в качестве кислотного олиг гомерного катализатора используют сульфированный 0,3-1,2 моль серной кислоты продукт конденсации 1 моль фенола с 0,10-0,29 моль карбонилсодержащего соединения.2. Способ по 'п.1, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии хлоридов магния, кальция, бария, цинка, алюминия, свинца, титана, ванадия, хрома, марганца, вольфрама, железа, кобальта, никеля, платины, взятых в количестве 0,1-2,0 моль на 1 моль фенола кислотрного олигомерного катализатора,®сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И)

3(50 С 08 2 9 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 2328102/05 (22) 24.02.76 (46) 23.03.84. Бюл. К - 11 (72) В.А.Новак, В.Д.Валгин, Ю.С.Мурашов и Б.Н.Шишов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол (53) 678.632 32 21:62-405.8(088.8) (56) 1. П тент Англии У 1 359 683, кл. С 08 с 53/08, опублик. 1971. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА путем вспенивания и отверждения фенолальдегидной смолы резольного типа в присутствии кислотного олигомерного катализатора, содержащего сульфированные ароматические ядра, и вспенивающего агента, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью ускорения процессов вспенивания и отверждения, в качестве кислотного оли-. гомерного катализатора используют сульфированный 0,3-1,2 моль серной кислоты продукт конденсации 1 моль фенола с 0,10-0,29 моль карбонилсодер" жащего соединения.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что процесс проводят в присутствии хлоридов магния, кальция, бария, цинка, алюминия, свинца, титана, ванадия, хрома, марганца, вольфрама, железа, кобальта, никеля, платины, взятых в количестве

0 1-2 0 моль на 1 моль фенола кислот- д

У У

Ю ного олигомерного катализатора.

592159 2

Изобретение касается получения высокомолекулярных соединений, в частности способа получения фенольного пенопласта теплоиэоляционного назначения. 5

Известен способ получения пенопласта путем вспенивания и отверждения фенолальдегидной смолы резольного типа .в присутствии кислотного олигомерного катализатора, содержащего суль- 10 фированные ароматические ядра, и вспенивающего агента(1 .

В качестве кислотного олигомерного катализатора по известному способу используют сульфированную в ядро фенолальдегидную смолу новолачного типа, полученную при молярном соотношении фенола, альдегида и серной кислоты

1:0,3-1,0:О, 1-1,5 соответственно.

Недостатком известного способа является пониженная активность вспе, ниваемой смеси при отверждении.

Цель изобретения — ускорение

25 процессов вспенивания и отверждения пенопласта.

Цель достигается тем, что в качестве кислотного олигомерного катализатора применяют сульфированный

0 3-1,2 моль серной кислоты продукт конденсации 1 моль фенола с 0,100,29 моль карбонилсодержащего соединения. Процесс можно осуществлять в присутствии хлоридов магния, кальция,, бария, цинка, алюминия, свин- 35 ца, титана, ванадия, хрома, марганца, вольфрама, железа, кобальта, никеля, платины, взятых в количестве

0,1-2,0 моль на 1 моль фенола кислотного олигомерного катализатора. 4о

Кислотный олигомерный катализатор можно использовать после дополнительной кондечсации его с 0,05-0,30 моль карбонилсодержащего соединения. Кислотный катализатор представляет собой высококонцентрированный, но одновременно ниэковяэкий продукт, легко совмещающийся с резольной смолой.

Эти качества катализатора обеспечивают высокую активность смеси 50 при ее вспенивании и отверждении.

Предлагаемый способ позволяет получать пенопласт известными метода- ми: формованием "на месте", напылением на открытые криволинейные 55 и фасонные поверхности, формованием на установках непрерывного действия и т.п.

В качестве фенолальдегидных смол резольного типа по предлагаемому способу можно применять жидкие реэольные смолы с вязкостью ниже 200 пэ (при 20 С) и содержанием воды менее 507.

В качестве всп нивающе о агента можно| использовать легкокипящие жидкости:такие, как низшие алифатические спирты, алифатические эфиры и кетоны; насыщенные алифатические углеводороды, галогенуглеводороды или их смеси; вещества, разлагающиеся под действием кислоты или тепла с образованием газообразных продуктов, например карбонаты и бикарбонаты металлов, порошки металлов, взаимодействующие с кислотным катализатором с выделением водорода.

В соответствии с изобретением предпочтительно применять петролейный эфир с температурой кипения в интервале от 30 до 70 С, трифтортрихлорэтан (фреон 113), трихлорфторметан (фреон-11), а также четыреххлористый углерод или его смеси с фреоном 11. Вспенивающий агент используют в количестве 1,0-30 вес.ч. к весу реэольйой смолы.

По предлагаемому способу можно применять различные целевые добавки, способствующие получению пенопластов с улучшенными свойствами, К ним относятся, например, неионогенные поверхностно-активные вещества, улучшаю" щие структуру пенопласта, тиомочевина, поглощающая выделяющийся при вспенивании формальдегид, всевозможные наполнители типа стекловолокна, увели" чивающие прочностные показатели пенопласта.

Кислотный олигомерный катализатор получают путем сульфирования продукта конденсации 1 моль фенола с О, 1-0,29 моль карбонилсодержащего соединения. Возможна модификация катализатора, заключающаяся в дополнительной его конденсации с 0,05-0,3 моль карбонилсодержащего соединения.

Иэ карбонилсодержащих соединений применяют ацетальдегид, ацетон, бензальдегид, метилэтилкетон, фурфурол, формальдегид. Последний в виде, например, ацеталя, триоксана, параформа и т.д.

Для сульфирования используют олеум, серный ангидрид, концентрированную (не ниже 927) серную кислоту.

592159

Таблица 1 с

Номер катализатора

3 4

1 2 (иэвест- (известный) ный) 5 6

Рецептура, моль:

Фенол

1 0,2

Карбонилсодержащее соединение

Ацетон Ацет- СН О

0,29 аль- (диокдегид солан)

0,1э 0,2 °

СН20 (37X-ный раствор в воде)

0,5

СН20 (377ный раствор в воде)

0,1 параформ

0,15

0,8

Фенол

1,2 0,3 0,65

Серная киспота

В соответствии с изобретением применяют сульфированные продукты конденсации 1 моль фенола с 0,10-0,29 моль карбонилсодержащеro соединения, полученные, например, следующими способа- 5 ми:

1. Конденсируют фенол с карбонилсодержащим соединением в присутствии каталитических количеств оснований, кислот, солей, в результате чего по- 10 лучают продукт,.содержащий либо метилольные группы, либо метиленовые связи при наличии большого избытка свободного тепла, полученный продукт сульфируют. 15

2. Конденсируют при новолачном или резольном соотношении часть фенола с карбонилсодержащим соединением, затем смешивают образующийся продукт конденсации с оставшейся частью 20 фенола и сульфируют полученную смесь.

3. Совмещают стадию сульфирования со стадией конденсации. При этом предпочтительно используют безводные (или содержащие небольшое коли- 25 чество воды) мономеры.

В сульфированный продукт конденсации можно добавлять различные вещества: такие, как минеральные и/или органические кислоты, например орто- З0 фосфорная, толуолсульфокислота, ангидриды минеральных и/или органических кислот, например фосфорный ангидрид, уксусный ангидрид, воду, спирты, например бутанол, поверхностно-активные вещества, Рецептура и свойства катализатора

Кислотный олигомерный катализатор представляет собой жидкость с вяэо костью 100-2500 спэ при 20 С и сухим остатком выше 76Ж (120 С, 2 ч). Катализатор используют в количестве

3-100 вес.ч., предпочтительно 5-40, на 100 вес.ч. резольной смолы.

Используемые по изобретению хлориды различных металлов применяют в порошкообразном виде, а также в виде растворов в воде, спиртах, резольной смоле в количестве 0,1-2,0 моль на

1 моль катализатора. Хлориды дополнительно увеличивают активность сме-. си при вспенивании и отверждении.

Фенольные пенопласты, получаемые в соответствии с изобретением, имеют качественные показатели на уровне лучших показателей известных пенопластов этого типа.

Пример. Синтезируют кис,потные олигомерные катализаторы 1-7, рецептуры и свойства которых приведены в табл.1. Катализатор 1 получают путем сульфирования фенола с последующей конденсацией сульфированного фенола с формальдегидом, а катализатор 2-сульфированием новолака. Катализаторы

3-5 синтезируют путем сульфирова- ния продукта конденсации 1 моль фенола с 0,10-0,29 моль карбонилсодержащего соединения с последующей диконденсацией (ката изаторы 6-7) с формальдегидом.

592159

Продолжение табл. 1

Номер катализатора

1 3 4 звест- (иэвест}й) ный) Формальдегид (формалин 37Х-ный) 0,5

0,05 0,3

I1 Продукт, подвергающийся сульфированию при синтезе катализатора Фенол Новолак

РастСмесь. фенола с вор новопараформом лака в феноле

IT.1 Свойства кислотного катализатора

Вязкость (20 С), спз 6050 4800

900 1800 720 360 2100

Сухой остаток (120 С, 2 ч), вес.Ж

79 87 . 84

78

68 смолы 1 применяют продукт, полученный при взаимодействии 1 моль фенола с

1,65 моль формальдегида в щелочной среде. Показатели смолы: вязкость при 20 С 2930 спэ, содержание метилольных групп 23 вес.7.

Как видно из табл.1, катализаторы по изобретению 3-7 характеризуются40 меньшей вязкостью и большей величиной сухого остатка, чем вязкость и сухой остаток известных кислотных олигомерных катализаторов 1-2.

Кислотные олигомерные катализа- 45 торы 1-7 используют для получения пенопластов. В качестве реэольной

В табл.2 приведена активность смеси при вспенивании и отверждении.

Таблица 2

Номер катализатора

Активность смеси

y+

L с

А+ }(%. отлипа

}} }} че

10

240

65.

215

130

Рецептура и свойства катализатора

Продукт конденсации фенола с ацетоном

Смесь Профенола дукт с ацет †кональде- денгидом сации фенола с диоксоланом в кислой среде

592159

Продолжение табл. 2 лизатора

iHoMep катаI

Активность смеси

L с о2, отлила, с ++**

В 3+0,1 моль

Са C1 +

35

180

10,5

Ф 4+2 моль

Ci. С1

170

12

160

10

200

12,9

П р и м е ч а н и е: в расчете на 1 моль фенола катализатора

+ + ь„р„- время, в течение которого смесь резольной смолы с катализатором переходит в гелеобразное состояние при 100 С, 0 — время, в течение которого смесь резольной смолы с катализатором и вспенивающим агентом начинает вспениваться;

+ +А гвремя в течение которого смесь резола с катализатором и вспенивающим агентом вспенивается и отверждается до такого состояния, когда поверхность пенопласта теряет липкость.

Опыт, И Компонент смеси, вес.ч.

Рекомендуемый метод переработки смеси

Кажущаяся плотность резоль- фреон ная 113 катализа- хлорид тор металла пенопласта, м смола

1 1 100 8 3 35 СиС1 5 Напыление

28

2 1 100 3 5 4

А1С13 1

Вспенивание

"на месте"

3 1 100 15

4 2 100 10

3 17 CUC1 3 То же

Блочное формование (литье) 6 10

35

3 7

5 2 100 5

Непрерывное формование

4 13 2пИд О, 1 Литье

6 2 100 S

Как видно из табл,2, использование катализаторов 3-7 в соответствии с изобретением позволяет увеличить ак- 35 тивность смеси при вспенивании и отверждении (по сравнению с использованием известных катализаторов

1-2) .

В табл.3 приведены рецептуры,рекомендуемые методы переработки и свойст ва полученных фенольных пенопластов.

Таблица 3

Редактор О.Юркова

Корректор M.Øàðîøè

Техред С,Иигунова

Заказ 2354/2

Тираж 469

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 59

Кроме резольной смолы 1, применяют резольную смолу 2 со следующими о показателями: вязкость при 20 С

4500 сп, сухой остаток (120 с, 2 ч), 80 вес.X.,содержание метилольных групп 18 вес.Х, содержание поверхностно-активного вещества 1 вес.X.

Хлориды алюминия, цинка и меди ис2159 10 пользуют в виде растворов в воде либо в порошкообразном состоянии (см. табл.3).

Применение предлагаемого способа позволит осуществлять формование пенопласта за более короткий промежуток времени, чем процесс получения пенопласта по известному способу.