Способ получения фенолформальдегидной смолы

 

Союз Советских

Соцнапистнческмх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >939457 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 08. 1О. 80 (2l ) 2990247/23-05 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (53)М. Кл.

С 08 G 8/10

ГосударстеснныН квинтет

СССР

Ilo делам нзебретенкй н отнрытнй

Опубликовано 30. 06.82 51оллетень № 24

Дата опубликования описания 30. 06. 82 (53) УДК 678.632 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Л.P. Вин, Н.Н. Прудникова, И.ф. Кошелева и С С. Дмитриенко

1., Кемеровский научно-исследовательский институт

1 1 химической промышленности 1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕ ГИДНОЙ

СМОЛЫ

1

Изобретение относится к получению фенолформальдегидных смол беэ подвода тепла в присутствии кислотных катализаторов, предназначенных для использования в водохозяйственном строительстве, в частности в производстве дренажных трубофильтров.

Известны способы получения водорастворимых фенолформальдегидных смол путем поликонденсации фенола с формальдегидом в присутствии щелочного катализатора (11 - (3 ).

Однако смолы, полученные известными способами, обладая хорошей водорастворимостью, либо представляloT собой низкомолекулярные продукты с низким содержанием основного вещества 51j и (2 ), что не позволяет их использовать в композициях с водо" растворимыми солями, так как происходит разделение смолы на отдельные фазы, либо представляют собой высокомолекулярные продукты (3), которые под действием .кислотного отвердите2 ля в присутствии водорастворимых солей не отверждаются.

Известные способы позволяют получать смолы холодного отверждения для укрепления грунтов, упрочнения гор" ных пород, бурения нефтяных и газовых скважин, склеивания деревянных конструкций, формовочных песков и т.д.

Наиболее. близок к предлагаемому по технической сущности способ получения холодного отверждения (смола марки Б) для получения дренажных трубофильтров с использованием -керамзитового наполнителя (4 1.

Способ заключается в следующем.

Фенол, формальдегид и едкий натр при молярном соотношении I:1,51:0,047 кипятят 50-70 мин, затем при 6070 С и вакууме 0,8 ат воду отгоняют до содержания сухого остатка 69-704, массу охлаждают и разбавляют ацетоном.

Полученная фенолформальдегидная смола имеет высокий молекулярный

939457 вес и в присутствии водорастворимых солей отверждается настолько медленно, что стекает, не успевая образовать равномерную пленку, Цель изобретения — ускорение процесса кислотного отверждения смолы в присутствии водорастворимых солей.

Поставленная цель достигается тем, что поликонденсацию фенола и формальдегида в присутствии гидроокиси . lp натрия проводят при молярном соотношении фенол:формальдегид:едкий натр равном 1:0,014-0,015 при 80-89оС в течение 4-6 ч.

Проведение процесса в указанных параметрах позволяет получить низкомолекулярную фенолформальдегидную смолу с молекулярной массой 160-250 состоящую преимущественно из одноядерных моно- и диметилолфенолов, замещенный в положении орто- и орта-орто к фенольному радикалу. Рост молекулярной цепи в указанных условиях происходит лишь в незначительной степени.

Содержание основного вещества в полученной смоле составляет 70-754, свободного фенола - 8-123, воды—

7,-153. Полученная смола без нейтрализации имеет рН 7,8-0,2 и отверждается кислотными отвердителями в присутствии водораствсримых солей без дополнительного подвода тепла с высо35 кой скоростью.

Таблица 1

Предлагаемая смола по примеру

Известная смола

Показатель

1 1

282 220

470

Вязкость, МПа

310

74,6

72,3

70,5

55,5

Содержание свободного фенола, 8,0

10,6

11,5

25,0

7,8

8,2 рН смолы.

7,9

9,0

Как видно из таблицы, вязкость предлагаемого связующего в 1,7-2 раза меньше вязкости смолы марки Б,разСодержание сухих веществ, 4

Пример 1. В реакционный сосуд, снабженный мешалкой, обратным холоаильником и рубашкой для подвода и отвода тепла, загружают 100 г фенола, 134,5 г формалина (374-ного водного раствора формальдегида) . и

1,4 г гидроокиси натрия в виде

40 -ного раствора. Смесь нагревают при перемешивании и выдерживают при

80оС 6 ч до достижения коэффициента рефракции 1,490. Сушат при 55оС под вакуумом 0,80 ат до коэффициента рефракции 1,55..

Пример 2. В реакционный сосуд по примеру 1 загружают 100 r фенола, 138 г формалина и 1,45 г гидроокиси натрия. Смесь нагревают до

80-85ОС и выдерживают при перемешивании 5 ч до достижения коэффициента рефракции 1,485. Сушат при 57оС и вакууме 0,75 ат до достижения коэффициента рефракции 1,542.

Пример 3. В реакционный сосуд по примеру 1 загружают 100 г фенола, 140,6 г формалина и 1,50 едкого натра. Смесь нагревают при перемешивании ао 80-85 С и выдерживают ч до коэффициента рефракции 1,480.

Сушат при 60чС и вакууме 0,70 ат до достижения коэффициента рефракции

1,540.

В табл. 1 приведены свойства смолы, полученной предлагаемым способом согласно примерам 1-3, в сравнении со смолой марки Б, полученной известным способом. бавленной ацетоном. При этом смола отличается высоким содержанием сухих веществ, что обеспечивает повы5 939457 б шенную прочность трубофильтров на водорастворимая соль (хлористый натее основе. рий) 150; кислотный отвердитель (70 -ный водный раствор бензолсульфоВ табл. 2 представлены свойства кислоты) 30, в сравнении с аналогич-. композиции, содержащей, мас.ч.: смола 5 ной композицией на основе смолы марполученная предлагаемым способом 100, ки Б;.

Таблица 2

Композиция на основе предлагаемой смолы

1 3

Композиция на оонове известной

Показатель

) I смолы

Время отверждения, мин

2,8

2 5

18,00

3,0

Разрушающее напряжение, MIla .

30,6

31,3 32,3

9,6 8,9 при сжатии

15,0 при изгибе

10 5

5,2

Формула изобретения

Способ получения фенолформальдегидной смолы, выключающий конденсаСоставитель Н.Космачева

Редактор Л.Пчелинская Техред Д, Пекарь Корректор А.Гриценко

Заказ 4589/35 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, 3-35, Рауаская .наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из табл. 2, время от25 верждения предлагаемой смолы в 6-7 раэ меньше по сравнению с известной, а прочностные свойства выше в среднем в 2 раза. зе

Смола, полученная предлагаемым способом, благодаря ряду ценных свойств: высокому сухому остатку, низкой вязкости, значениями рН,близкими к нейтральному, содержанию свободного фенола не менее 83, обеспечивает получение быстроотверждаемых высокопрочных композиций с водорастворимыми солями и может найти приме" нение в водохозяйственном строительстве, как дешевое и недефицитное свя. зующее. цию фенола и формальдегида при нагревании в присутствии гидроокиси натрия, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса кислотного отверждения смолы в присутствии водорастворимых солей, процесс конденсации проводят при 8089оС и молярном соотношении фенол: формальдегид:гидроокись натрия равном 1:0,014"0,015 в течение 4-6 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3425989, кл. 260-55, опублик. 1969, 2. Жуковский С.С. Лясс А.M. Формы и стержни иэ холоднотвердеющих смесей. М., "Машиностроение", 1976, с. 34-363. Патент Германии N 81172, 31 в 3/00, опублик. 1936.

4. Технологический регламент У 3 производства фенолформальдегидной смолы марки Б Тюменского завода пластмасс, 21.03.74 (прототип).