BE832342A - PRODUCTION AND APPLICATION OF IMPROVED PHENOL-ALDEHYDE RESOLS - Google Patents

PRODUCTION AND APPLICATION OF IMPROVED PHENOL-ALDEHYDE RESOLS

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BE832342A
BE832342A BE159123A BE159123A BE832342A BE 832342 A BE832342 A BE 832342A BE 159123 A BE159123 A BE 159123A BE 159123 A BE159123 A BE 159123A BE 832342 A BE832342 A BE 832342A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08J2361/00Characterised by the use of condensation polymers of aldehydes or ketones; Derivatives of such polymers
    • C08J2361/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
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Description

       

  La présente invention concerne le domaine des produits

  
de la condensation, catalysée par une base, que l'on obtient à

  
partir d'un phénol et d'un aldéhyde comme, en particulier, les

  
résols phénol-formaldéhyie . Selon un aspect, 2. 'invention concerne

  
des produits de condensation ayant une meilleure stabilité à l'égard d'une perte de réactivité lorsqu'ils sont maintenus dans des conditions de vieillissement qui, sinon, leur seraient adverses.

  
Selon un autre aspect particulier, l'invention concerne des produits liquides de condensation qui, en plus d'une période prolongée de conservation possible en magasin, conviennent particulièrement pour la formation de résines phénoliques cellulaires.

  
On sait en pratique que la condensation d'un phénol et

  
d'un aldéhyde donne des matières pouvant fournir par durcisse-

  
 <EMI ID=1.1> 

  
lysée par une base, à l'aide d'au moins une quantité stoéchiomé-

  
trique, environ, d'un aldéhyde fournit des produits de condensation connus sous le nom de résols, alors que des catalyseurs acides et l'emploi d'une quantité insuffisante d'aldéhyde fournissent

  
ies novolaques. Les résols liquides et les résols solides ont tous

  
ieux la caractéristique de pouvoir durcir à chaud pour donner des

  
produits infusibles, entièrement réticulés, sans qu'il soit nécessaire d'ajouter pour cela un agent de réticulation. A ce point de

  
vue, on peut désigner de façon plus descriptive les résols comme

  
étant des résines phénoliques obtenues en un seul stade, contrairement aux novolaques qui sont des résines obtenues en deux stades

  
et qui exigent l'addition d'un agent de réticulation pour le processus de durcissement La réactivité des résole et leur aptitude

  
à une auto-condensation donnant des résines à. masse moléculaire

  
supérieure sont attribuables à la présence des groupes hydroxy&#65533;

  
méthyles qui se lient au noyau phénolique aromatique au cours de

  
la condensation catalysée par une base.

  
le durcissement des résols pour donner des résines ther-

  
 <EMI ID=2.1> 

  
avec un dégagement de chaleur et il est accéléré par des matières

  
acides. En présence d'accélérateurs fortement acides de la réaction exothermique et d'une source d'une action de gonflement, les

  
résols liquides durcissent rapidement en des résines phénoliques cellulaires. Les mousses phénoliques servent à contenir des arrangements floraux et à des fins générales d'emballage. Elles n'ont cependant pas le domaine des applications industrielles très diverses atteint par, le polyuréthanne cellulaire. En comparaison des polyuréthannes cellulaires, les mousses phénoliques possèdent une résistance inhérente remarquable à la combustion avec une flamme libre, et elles émettent très peu de fumée lors de leur chauffage.  Par conséquent, on concentre plus d'attention sur les résines phénoliques pour diverses applications pour lesquelles un incendie constitue un risque particulier. En plus de l'amélioration de cer-

  
 <EMI ID=3.1> 

  
brillante ou au rouge incandescent mais sans flamme visible), il faut également surmonter certains inconvénients associés aux résols bruts comme, en particulier, leur médiocre durée possible de conservation en magasin. Du point de vue d'une application industrielle, les résols les plus importants sont ceux provenant du phénol lui-même et du formaldéhyde.

  
Comme décrit généralement dans la littérature, la formation des résols phénol-formaldéhyde comprend la condensation du phénol avec au moins une quantité approximativement équimolaire de

  
 <EMI ID=4.1> 

  
calin, et le traitement des produits de condensation par un acide, comme l'acide sulfurique, pour neutraliser le catalyseur alcalin. Selon l'application finale du résol produit, on peut ajouter à un niveau prédéterminé, par dilution ou par déshydratation, la teneur en eau du produit neutralisé de cette condensation. Si l'on emploie un hydroxyde de métal alcalin comme catalyseur, il peut s'avérer nécessaire d'effectuer une filtration du produit de condensation pour enlever les sels précipités formés au cours de la neutralisation, selon la teneur en eau et l'application finale du résol produit. Que le produit neutralisé de condensation soit filtré ou non, des sels de métaux alcalins sont présents dans ce produit.

  
En tout cas, au cours de la fabrication industrielle des résols phénol-formaldéhyde , fournis sous forme de résines moussables,

  
on évite une filtration grâce à l'emploi de l'hydroxyde de baryum comme catalyseur, lequel, lorsqu'il est neutralisé avec l'acide sulfurique, forme un sel qui ne se sépare par précipitation et

  
qui demeure dans le produit.

  
 <EMI ID=5.1> 

  
pas été élucidée. Cependant, il est généralement admis qu'ils con-tiennent des quantités variables de phénols mono-nucléaires mono-

  
 <EMI ID=6.1> 

  
poly-nucléaires polyméthylolés. Les groupes méthylols sont activés par la présence des groupes hydroxyles phénoliques et, par conséquent, des résols classiques subissent une auto-condensation facile, même à la température ambiante, ce qui contribue à la médiocrité de leur possibilité de conservation en magasin.. 

  
Le problème de l'instabilité des résols existe depuis longtemps et il est associé aux résols phénol-formaldéhydes disponibles à l'échelle industrielle Il est particulièrement important pour des résols liquides, à faible teneur en eau, fournis

  
 <EMI ID=7.1> 

  
ses catégories de résols liquides soient employées par le fabricant des mousses en une période de temps relativement courte après la préparation de ces résols, ceux-ci perdent progressivement leur nature réactive initiale de produits thermodurcissables.

  
Par exemple, des résols destinés à fabriquer de la mousse phéno-

  
 <EMI ID=8.1> 

  
comme cor positions moussables au bout d'environ 4 semaines de ma-

  
gasinage, ou moins encore, aux températures ambiantes ordinaires

  
 <EMI ID=9.1> 

  
gressive de réactivité au cours du magasinage empêche la normalisation ou l'homogénéisation des formulations des mousses,qui permettrait d'obtenir comme produits des mousses ayant des spécifications prédéterminées, comme la masse volumique de cette mousse. Afin de ralentir leur tendance à progresser vers une masse moléculaire supérieure et une forme moins réactive, on maintient de tels résols, destinés à la fabrication d'une mousse phénolique rigide à masse volumique moyenne à élevée, à des températures inférieures

  
 <EMI ID=10.1> 

  
les réfrigère souvent pendant le magasinage et l'expédition. Bien entendu, l'installation et l'entretien d'un équipement de réfrigération ou de refroidissement au site de l'installation de fabrication de la mousse, pour le magasinage, est une obligation onéreuse et gênante..

  
D'autres résole disponibles à l'échelle industrielle sont iestinés à la fabrication d'une mousse à très faible masse vclumi- <EMI ID=11.1> 

  
ment plus élevée en phénol libre qui, généralement, se situe entre environ 20 et environ 40 % en poids. De tels résols particuliers sont indiqués comme pouvant être magasinés pendant des périodes

  
 <EMI ID=12.1> 

  
conserver leurs bonnes aptitudes de moussage, les fabricants des résols recommandent de les maintenir à des températures inférieures à 21[deg.]C et d'éviter un magasinage prolongé. En raison de leur nature très fortement réactive en présence des catalyseurs acides des formulations de mousses classiques, il faut effectuer le moussage à une température inférieure à la température ambiante afin de régler le processus de durcissement et afin d'obtenir un produit de qualité satisfaisante. Donc on mélange d'ordinaire de tels résols avec d'autres matières moins réactives, ou bien ces résols peuvent servir tels quels à l'application, par projection de pulvérisation, de la mousse phénolique..

  
Il est souhaitable, et cela constitue un but principal de la présente invention&#65533;de proposer des produits de la condensa-

  
 <EMI ID=13.1> 

  
) aldéhyde, en particulier des résols phénol-formaldéhyde, ayant de meilleures caractéristiques de vieillissement.

  
Un autre but est de proposer des résols qui, en plus d'une durée prolongée de magasinage possible, sont particulièrement utiles pour l'obtention de produite phénoliques cellulaires.

  
Un autre but encore est de proposer des résols phénolformaldéhyde qui conservent sensiblement leur réactivité de compositions moussables au cours d'un magasinage prolongé aux conditions ambiantes et qui sont capables de mousser pour donner des produits phénoliques cellulaires dont la masse volumique peut se

  
 <EMI ID=14.1> 

  
de moussage lors d'un versement en place.

  
Un autre but consiste à proposer un procédé pour produire des résols ayant des caractéristiques précitées.

  
Divers autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront aux personnes ayant.une expérience ordinaire dans ce domaine, à l'étude de la description et de l'exposé qui vont suivre.

  
Selon un aspect de la présente invention, on propose des résines phénoliques ne comportant pas de corps ioniques pouvant être enlevées par la forme acide libre d'une résine d'échange de cations et par la forme base libre d'une résine d'échange d'anions.

  
Les compositions de l'invention, et, en particulier, les résols

  
 <EMI ID=15.1> 

  
avantageuse à former des produits phénoliques cellulaires comprenant de la mousse phénolique à masse volumique moyenne à élevée aussi bien que de la mousse à faible densité (entre environ 8 g

  
 <EMI ID=16.1> 

  
avec versement en place. les résols de l'invention possèdent également une réactivité suffisamment élevée pour permettre leur utilisation à la formation d'une mousse à très faible masse volu-

  
 <EMI ID=17.1> 

  
Il a été découvert que les résols désionisés de l'invention possèdent une association très intéressante et inattendue

  
de propriétés. L'une de ces propriétés est leur stabilité inhéren-

  
 <EMI ID=18.1> 

  
décrits ci-dessus servant en pratique industrielle. Une manifestation de la plus grande stabilité inhérente des résols de l'invention est leur possibilité de magasinage prolongé. Telle qu'elle 3ert dans le contexte de la présente -invention., l'expression

  
"magasinage" ou "conservation en magasin" désigne la période de vieillissement (vieillissement accéléré par la chaleur ou vieil-

  
 <EMI ID=19.1> 

  
résol donné conserve sensiblement sa réactivité initiale de composition. mous sable . La réactivité est la vitesse à laquelle la  mousse du polymère se forme lorsqu'on soumet le résol à la catalyse par un acide, et cette réactivité se reflète dans la durée de la réaction de polymérisation (par exemple le temps jusqu'à formation d'une crème et le temps de levée) et, en particulier, dans la masse volumique de la mousse produite. Contrastant nettement avec la médiocre possibilité de magasinage ou de vieillissement  des résols industriels décrits ci-dessus, ayant des spécifications destinées à la production d'une cousse à masse volumique moyenne à élevée, les résols de l'invention, qui conviennent pour foncer

  
 <EMI ID=20.1> 

  
réactivité de compositions moussabLes pendant des périodes tien plus prolongées de temps aux températures ambiantes ordinaires

  
 <EMI ID=21.1>  d'une réfrigération avant utilisation. La meilleure stabilité inhérente des résols désionisés de l'invention se reflète également dans l'observation selon laquelle la période de temps au cours de laquelle ces résols polymérisent pour parvenir à un état de gélification, par opposition à l'état thermodurci et entièrement durci, est aussi plus longue que la période de temps aboutissant au point de gélification des résols classiques.

  
Un autre indice de la plus grande stabilité inhérente des résols de l'invention à l'égard d'une auto-condensation donnant des formes moins réactives est la plus faible vitesse d'accumulation de l'eau au cours d'un repos prolongé, Ainsi, alors que les résols hautement actifs précités, disponibles dans le commerce et spécifiés pour la formation d'une mousse à très faible masse volumique, ont une durée possible de conservation raisonnablement bonne, leur teneur en eau augmente à une vitesse nettement plus grande que celle observée pour les résols de l'invention.

  
Une autre caractéristique des résols de l'invention est que, malgré leur plus grande stabilité inhérente et leur possibilité de magasinage ainsi prolongée, ils ont une plus grande réactivité de compositions moussables lorsqu'on les soumet à l'action de catalyseurs acides. Une manifestation de leur très grande

  
 <EMI ID=22.1> 

  
une mousse de masse volumique donnée que la quantité nécessaire par ailleurs dans le cas d'une mousse de résine phénolique classi-

  
 <EMI ID=23.1> 

  
vention est que l'augmentation importante de viscosité que l'on observe au cours du vieillissement ne s'accompagne pas d'une perte correspondante de leur réactivité de compositions moussables.

  
les figures 1, 2 et 3 d'accompagnement montrent l'effet du vieillissement à chaud sur la viscosité des résols et sur la masse volumique de la mousse obtenue (figure 1, où les abscisses

  
 <EMI ID=24.1> 

  
du vieillissement aux conditions ambiantes sur la teneur en eau
(figure 2 ; abscisses: période de vieillissement aux conditions ambiantes ; ordonnées: teneur en eau, % en poids) et sur la viscosité (figure 3 abscisses : période de vieillissement aux con-

  
 <EMI ID=25.1>   <EMI ID=26.1> 

  
que l'on. emploie en pratique industrielle. Ces figures, et les données sur lesquelles elles sont fondées, sont étudiées dans le

  
 <EMI ID=27.1> 

  
gures 2 et 3) ci-après.

  
Selon un autre aspect des enseignements de la présente invention, celle-ci propose des résols phénoliques liquides, ayant une meilleure durée de conservation possible, que l'on obtient par le procédé selon lequel on effectue une désionisation du produit liquide de condensation formé par la réaction, catalysée par un métal alcalin, d'un composé phénolique et d'un aldéhyde, par le traitement de ce produit par la forme acide libre d'une résine d'échange de cations et par la forme base libre d'une résine d'échange d'anions. le présent procédé s'applique de façon partientièrement avantageuse à des 'produits liquides de condensation phénol-formaldéhyde qui ont été formés en présence d'un catalyseur dérivant d'un métal alcalin, comme les hydroxydes, les oxydes, les carbonates et les bicarbonates de n'importe quel métal alca-

  
 <EMI ID=28.1> 

  
sont les hydroxydes de lithium, de sodium, de potassium, de rubi-

  
dium, de césium, de francium, de baryum, de calcium et de magnésium, ainsi que les carbonates et bicarbonates de potassium et de sodium, l'oxyde de calcium etc. Le procédé est décrit en se référant particulièrement à des produits de condensation du phénol et du formaldéhyde. Cependant, ce procédé est également applicable

  
à des produits de condensation d'autres composés phénoliques et d'autres aldéhydes.

  
l'excellente durée de conservation en magasin et les excellentes caractéristiques de vieillissement de nouvelles compositions de résols, obtenues sous l'influence de la catalyse d'un

  
 <EMI ID=29.1> 

  
sence de corps ioniques qui répondent à l'enlèvement effectué par les résines précitées d'échange d'ions, lesquelles appartiennent à deux types. Le premier type est une résine d'échange de cations

  
 <EMI ID=30.1> 

  
un potentiel d'échange avec des cations de métaux alcalins introduits sur le produit de condensation phénol-formaldéhyde à titre

  
 <EMI ID=31.1> 

  
la résine d'échange sont présents sous forme de groupes fortement acides comme les groupes acide sulfonique (-SO&#65533;H) ou sous forme de groupes faiblement acides (-COOH). De préférence, la résine d'échange de cations est de la variété fortement acide. La structure polymère particulière sur laquelle les groupes d'échange de cations sont fixés n'est pas fondamentale pour l'obtention des nouvelles compositions de la présente invention. Des exemples de résines fortes d'échanges de cations convenables sont des résines

  
 <EMI ID=32.1> 

  
de phénol-formaldéhyde comportant des groupes acides sulfoniques, des résines de benzène-formaldéhyde comportant des groupes acides

  
 <EMI ID=33.1> 

  
le marché par plusieurs sociétés sous diverses marques commerciales Par exemple, la série de copolymères sulfonés du styrène et du livinyl-benzène, disponibles sous la donimation respective de

  
"Amberlite 200", "Amberlite 200C", "Amberlite IR-120", "Amberlite IR-122", "Amberlite IR-124" et "Amberlite XE-100" de Rohm & Haas Company . convient bien. D'autres résines fortement acides d'échange de cations qui conviennent sont vendues par Dow Chemical Company sous la désignation de "Dovex 50-W" et par Diamond Shamrock Company sous la désignation de "Duolite C-3" et "Duolite C-25". Des exemples illustrant les résines faiblement acides d'échange de cations sont des polymères acryliques réticulés et des copolymères de l'acide acrylique et du divinyl-benzène, disponibles sous les désignations respectives de "Amberlite IRC-84" et de "Amberlite

  
 <EMI ID=34.1> 

  
Certaines des résines d'échange de cations décrites cidessus sont vendues sous forme de sels. Donc, avant de les utiliser selon les enseignements de la présente invention, on traite ces résines pour transformer les groupes d'échange d'ions en la forme acide libre. Cela s'effectue facilement à l'aide d'un acide minéral comme l'acide sulfurique ou l'acide chlorhydrique, etc. On utilise généralement un excès de l'acide. On élimine ensuite l'excès d'acide par de l'eau ou par un. solvant convenable pour enlever les sels libérés. On régénère de façon semblable la résine usagée.

  
Les nouveaux résols de l'invention sont également exempts d'anions capables d'être enlevés par une résine d'échange d'anions sous sa forme base libre, c'est-à-dire sous une forme comprenant des groupes hydroxyles ou des groupes amino libres. La résine peut être sous forme fortement basique ou faiblement basique. Les résines de la variété fortement basique sont habituellement des

  
 <EMI ID=35.1> 

  
IRA-400". Avant de les utiliser selon les enseignements de la., présente invention, on txaite ces résines anioniques fortement basiques par une substance alcaline, comme des solutions aqueu&#65533; . ses d'un hydroxyde de métal alcalin, pour remplacer les anions chlorures par de l'hydroxyle libre et former ainsi le radical

  
 <EMI ID=36.1> 

  
 <EMI ID=37.1> 

  
résine de façon poussée à l'eau pour enlever les sels du type chlorure. Les résines d'échange d'anions, faiblement basiques, ayant des fonctions polyamines reliées à une gangue ou matrice

  
 <EMI ID=38.1> 

  
que réticulé , conviennent également. Ces résines sont disponibles sous la forme base libre chez Rohm & Haas Company sous les

  
 <EMI ID=39.1> 

  
et "Amberlite IRA-68". lorsque ces diverses résines d'échange d'anions deviennent usagées, on les régénère facilement par traitement avec une substance alcaline forte (par exemple une solu-

  
 <EMI ID=40.1> 

  
fournir à nouveau les groupes hydroxyles ou, dans le cas de la variété faiblement basique, pour éliminer les sels des fonctions aminés.

  
Lors de l'utilisation des résines décrites ci-dessus d'échange d'ions dans le procédé de la présente invention, on peut effectuer de façon discontinue ou continue l'opération d'échange des ions. Dans l'un ou l'autre mode opératoire, le produit de la condensation alcaline du phénol et du formaldéhyde peut être désionisé par traitement de ce produit avec les deux types différents des résines échange d'ions, disposées sous forme d'un lit mixte

  
ou sous forme de lits individuels. Dans une opération à lit mixte,  on met en contact intime le produit alcalin de condensation avec la résine d'échange jusqu'à ce que le pH du liquide traité se stabilise sensiblement à une valeur comprise entre environ 4 et envi-ron 7, ce qui indique une désionisation essentiellement complète.

  
Jour effectuer les réactions d'échange d'ions en utilisant des lits individuels de résines, on met en contact intime le produit alcalin de condensation avec la résine d'échange de cations sous sa forme acide libre pendant une durée de séjour suffisante pour abaisser le pH du produit de condensation soumis à ce traitement à une valeur comprise entre environ 1,5 et environ 4. De préférence, on effectue le traitement jusqu'à ce que le pH se stabilise sensiblement à une valeur particulière comprise dans cet intervalle. Habituellement, le pH se stabilise à une valeur compri-

  
 <EMI ID=41.1> 

  
un enlèvement essentiellement complet des cations. On met ensuite en contact intime le liquide ayant ainsi subi un échange de cations .avec la ferme base libre de la résine d'échange d'anions pendant une durée de séjour suffisante pour élever le pH à une valeur comprise entre environ 4 et environ 7. De préférence, on effectue le traitement d'échange des anions jusqu'à ce que le pH reste sensiblement stable à une valeur particulière comprise dans cet intervalle. Habituellement, le pH se stabilise à une valeur comprise

  
 <EMI ID=42.1> 

  
un enlèvement essentiellement complet des anions.

  
Par "une stabilisation sensible" du pH à une valeur particulière se situant dans les intervalles respectifs précités, on entend un état dans. lequel la fluctuation du pH n'est pas supérieure à environ + 0,3-

  
Dans une opération discontinue, lorsque l'on utilise un mélange de résines d'échange de cations et d'anions ou un traitement successif du produit alcalin de condensation par ces résines respectives d'échange d'ions, on effectue facilement un contact intime par agitation d'une suspension des résines dans le produit liquide de condensation, par tout moyen approprié, Lorsque le pH est porté à une valeur se situant dans les intervalles précités,

  
on sépare le produit liquide de condensation et les résines d'échange par des techniques classiques de séparation d'un liquide et des solides comme la décantation ou la filtration. Lorsque l'on effectue la désionisation en opérations successives , on traite initialement le produit liquide de condensation avec la résine d'échange

  
de cations et, du fait que la matière ayant subi un échange de cations est acide et n'a pas encore été désanionisée, une telle séparation et un tel passage du liquide vers le stade de traitement par échange d'anions doivent s'effectuer aussi rapidement que possible pour réduire à son minimum la durée de séjour dans la solution acide et pour éviter ainsi une polymérisation.

  
En opération continue, les résines d'échange d'ions sont commodément contenues dans lee mêmes colonnes ou dans des colonnes différentes. L'écoulement du produit de condensation dans la ou dans les colonnes peut s'effectuer dans n'importe quel sens, bien que l'on fasse habituellement passer le produit liquide de condensation vers le bas à travers les résines d'échange. On ajuste le débit de l'écoulement à. travers les résines afin d'obtenir

  
 <EMI ID=43.1> 

  
cations et de la résine d'échange d'anions, ou du lit mixte comportant ces résines, ayant un pH se situant dans les intervalles respectifs précités. En général, le débit se situe entre environ
320 g et environ 800 g de produit de condensation par minute par

  
 <EMI ID=44.1> 

  
débit requis pour une désionisation donnée quelconque, afin d'obtenir les valeurs précises du pH, peut être supérieur ou inférieur

  
et qu'il est régi par divers facteurs comme la dimension des particules de la résine d'échange d'ions, les dimensions du lit d'échange d'ions, la viscosité du produit liquide de condensation à traiter, la concentration du catalyseur à base de métal alcalin employée

  
 <EMI ID=45.1> 

  
change d'ions. On détermine facilement les valeurs requises pour le débit ou pour le recyclage en prélevant des échantillons sur l'effluent provenant des colonnes respectives afin d'en mesurer le pH. Si le pH répond à l'addition d'une résine d'échange d'ions
(c'est-à-dire si le pH n'est pas sensiblement stable), on peut recycler l'effluent dans le lit de résine ou bien l'on peut ajus-

  
 <EMI ID=46.1> 

  
sation essentiellement complète.

  
On effectue les réactions d'échange d'ions à des tempéra-

  
 <EMI ID=47.1> 

  
conviennent très bien. On évite habituellement l'application d'un chauffage provenant d'une source externe, les températures supérieures à la température ambiante étant simplement- obtenues par   <EMI ID=48.1> 

  
l'introduction, d'un produit chaud de condensation dans le sys-

  
 <EMI ID=49.1> 

  
effet fondamental sur les réactions d'échange d'ions. Alors que la pression atmosphérique semble convenir le mieux, on peut également utiliser des pressions accrues ou réduites, comme on le désire. Lorsqu'on opère avec une ou plusieurs colonnes, il peut s'avérer nécessaire d'avoir une pression un peu plus grande à l'entrée pour surmonter la chute de pression à l'intérieur d'une colonne donnée quelconque, selon la résistance à l'écoulement et selon le caractère serré ou non du lit de la résine d'échange.

  
Les excellentes caractéristiques de la durée possible de magasinage et du vieillissement des résols de l'invention sont

  
 <EMI ID=50.1> 

  
ioniques ou d'ions qui répondent à un enlèvement par les résines décrites ci-dessus d'échange d'ions. l'état de désionisation et l'absence de ces corps ioniques existent lorsque la concentra-

  
tion des cations et des anions a été réduite à un niveau suffisamment bas pour que le pH du rësol ayant subi l'échange des ions demeure sensiblement constant en présence des résines repsectives d'échange des cations et d'échange d'anions ici décrites.

  
Les cations qui sont enlevés du résol au cours de la réaction d'échange des cations comprennent des cations de métaux correspondant à ceux du catalyseur dérivant d'un métal alcaline que l'on emploie dans la réaction de condensation. Par traitement des produits de condensation jusqu'à ce que le pH se stabilise sensi-

  
 <EMI ID=51.1> 

  
environ 4 et de préférence entre environ 2 et environ 3,5, on réduit la teneur en cations du. métal alcalin provenant du catalyseur

  
 <EMI ID=52.1> 

  
c' est-à-dire à moins d'environ 100 parties par million, par rapport au poids du produit de condensation et selon la détermination faite par spectroscopie d' émission . On doit cependant comprendre que d'autres cations de métaux, dont la nature est inconnue, peu-

  
 <EMI ID=53.1> 

  
dans le phénol, dans le formaldéhyde ou dans le catalyseur ou provenant du réacteur) et que ces autres cations pourraient également avoir un effet adverse sur la durée possible de magasinage du résol si ces cations n'étaient pas autrement enlevés. 

  
La nature des anions qui sont enlevés au cours de la réaction d'échange des anions n'a pas été élucidée. On suppose cependant que de tels anions peuvent dériver de l'acide formique ou de l'acide benzoïque. On doit cependant comprendre que d'autres théories peuvent également expliquer la découverte selon laquelle, à moins de soumettre le résol, ayant subi un échange de cations, à un traitement d'échange d'anions jusqu'à un pH se situant dans l'intervalle précité compris entre environ 4 et environ 7 et de préférence jusqu'à un pH d'environ 4,5 à environ 6,5, on n'obtient pas la stabilité maximale du résol à l'égard d'une auto-condensation irréversible au cours du vieillissement.

  
On pense que les résols phénol-formaldéhyde. désionisés de l'invention comprennent un assortiment complexe de corps des .types suivants : 

  

 <EMI ID=54.1> 


  

 <EMI ID=55.1> 
 

  
que l'on emploie en pratique industrielle. Ces figures;et les données sur lesquelles elles sont fondées, sont étudiées dans le contexte des exemples 34 et 35 (figure 1) et de l'exemple 45 (figures 2 et 3) ci-après.

  
Selon un autre aspect des enseignements de la présente invention, celle-ci propose des résols phénoliques liquides, ayant une meilleure durée de conservation possible, que l'on obtient par le procédé selon lequel on effectue une désionisation du produit liquide de condensation formé par la réaction, catalysée par un métal alcalin, d'un composé phénolique et d'un aldéhyde, par le traitement de ce produit par la forme acide libre d'une résine d'échange de cations et par la forme base libre d'une résine d'échange d'anions. le présent procédé s'applique de façon particulièrement avantageuse à des'produits liquides de condensation

  
 <EMI ID=56.1> 

  
seur dérivant d'un métal alcalin, comme les hydroxydes, les oxydes, les carbonates et les bicarbonates de n'importe quel métal alcalin et alcalino-terreux. Des exemples de catalyseurs convenables sont les hydroxydes de lithium, de sodium, de potassium, de rubidium, de césium, de francium, de baryum, de calcium et de magnésium, ainsi que les carbonates et bicarbonates de potassium et de sodium, l'oxyde de calcium etc. Le procédé est décrit en se référant particulièrement à des produits de condensation du phénol et du formaldéhyde. Cependant, ce procédé est également applicable

  
à des produits de condensation d'autres composés phénoliques et d'autres aldéhydes.

  
L'excellente durée de conservation en magasin et les excellentes caractéristiques de vieillissement de nouvelles compositions de résols, obtenues sous l'influence de la catalyse d'un métal alcalin, de la présente invention sont attribuables à l'absence de corps ioniques qui répondent à l'enlèvement effectue par les résines précitées d'échange d'ions, lesquelles appartiennent- à deux types. Le premier type est une résine d'échange de cations

  
 <EMI ID=57.1> 

  
un potentiel d'échange avec des cations de métaux alcalins introduits sur le produit de condensation phénol-formaldéhyde à titre

  
 <EMI ID=58.1> 

  
la résine d'échange sont présents sous forme de groupes fortement  <EMI ID=59.1> 

  
de groupes faiblement acides (-COOR). De préférence, la résine d'échange de cations est de la variété fortement acide. La struc-

  
 <EMI ID=60.1> 

  
cations sont fixés n'est pas fondamentale pour l'obtention des nouvelles compositions de la présente invention. Des exemples de résides fortes d'échanges de cations convenables sont des résines sulfonées dérivant du styrène et du vinyl-benzène, des résines

  
de phénol-formaldéhyde comportant des groupes acides sulfoniques, des résines de benzène-formaldéhyde comportant des groupes acides sulfoniques, etc. De telles résines ont été vendues et mises sur

  
'Le marché par plusieurs sociétés sous diverses marques commerciales.

  
Par exemple, la série de copolymères sulfonés du styrène et du . divinyl-benzène, disponibles sous la donimation respective de "Amberlite 200", "Amberlite 2000", "Amberlite IR-120", "Amberlite IR-122", "Amberlite IR-124" et "Amberlite XE-100" de Rohm & Haas Company convient bien.D'autres résines fortement acides d'échange de cations qui conviennent sont vendues par Dow Chemical Company sous la désignation de "Dowex 50-W" et par Diamond Shamrock Company sous la désignation de "Duolite C-3" et "Duolite C-25". Des exemples illustrant les résines faiblement acides d'échange de cations sont des polymères acryliques réticulés et des copolymères de l'acide acrylique et du divinyl-benzène, disponibles sous les désignations respectives de "Amberlite IRC-84" et de "Amberlite

  
 <EMI ID=61.1> 

  
Certaines des résines d'échange de cations décrites cidessus sont vendues sous forme de sels.Donc, avant de les utiliser selon les enseignements de la présente invention, on traite ces résines pour transformer les groupes d'échange d'ions en la forme acide libre. Cela s'effectue facilement à l'aide d'un acide minéral comme l'acide sulfurique ou l'acide chlorhydrique, etc. On utilise généralement un excès de l'acide. On élimine ensuite l'excès d'acide par de l'eau ou par un solvant convenable pour enlever les sels libérés. On régénère de façon semblable la résine usagée.

  
Les nouveaux résols de l'invention sont également exempts fanions capables d'être enlevés par une résine d'échange d'anions sous sa forme base libre, c'est-à-dire sous une forme comprenant les groupes hydroxyles ou des groupes amino libres. la résine peut être sous forme fortement basique ou faiblement basique. Les résines de la variété fortement basique sont habituellement des copolymères du styrène et du divinyl-benzène, ayant des substi-

  
 <EMI ID=62.1>  présente invention, on traite ces résines anioniques fortement basiques par une substance alcaline, comme des solutions aqueuses d run hydroxyde de métal alcalin, pour remplacer les anions chlorures par de l'hydroxyle libre et former ainsi le radical

  
 <EMI ID=63.1> 

  
résine de façon poussée à l'eau pour enlever les sels du type chlorure. Les résines d'échange d'anions, faiblement basiques, ayant des fonctions polyamines reliées à une gangue ou matrice

  
 <EMI ID=64.1> 

  
et "Amberlite IRA-68". Lorsque ces diverses résines d'échange d'anions deviennent usagées, on les régénère facilement par traitement avec une substance alcaline forte (par exemple une solution aqueuse à 2 à 5 % en poids d'hydroxyde de potassium) pour fournir à nouveau les groupes hydroxyles ou, dans le cas de la variété faiblement basique, pour éliminer les sels des fonctions aminés.

  
Lors de l'utilisation des résines décrites ci-dessus d'échange d'ions dans le procédé de la présente invention, on peut effectuer de façon discontinue ou continue l'opération d'échange des ions. Dans l'un ou l'autre mode opératoire, le produit de la condensation alcaline du phénol et du formaldéhyde peut être desionisé par traitement de ce produit avec les deux types différents des résines échange d'ions, disposées sous forme d'un lit mixte

  
ou sous forme de lits individuels. Dans une opération à lit mixte, on met contact intime le produit alcalin de condensation avec la résine d'échange jusqu'à ce que le pH du liquide traité se stabilise sensiblement à une valeur comprise entre environ 4 et envi&#65533; 

  
ron 7" ce qui indique une désionisation essentiellement complète.

  
Pour effectuer les réactions d'échange d'ions en utilisant des lits individuels de résines, on met en contact intime le produit alcalin de condensation avec la résine d'échange de cations sous sa forme acide libre pendant une durée de séjour suffisante pour abaisser le pH du produit de condensation soumis à ce traitement aune valeur comprise entre environ 1,5 et environ 4. De préférence, on effectue le traitement jusqu'à ce que le pH se stabilise sensiblement à une valeur particulière comprise dans cet intervalle. Habituellement, le pH se stabilise à une valeur compri-

  
 <EMI ID=65.1> 

  
un enlèvement essentiellement complet des cations. On met ensuite en contact intime le liquide ayant ainsi subi un échange de cations .avec la ferme base libre de la résine d'échange d'anions pendant une durée de séjour suffisante pour élever le pH à une valeur com- <EMI ID=66.1> 

  
le traitement d'échange des anions jusqu'à ce que le pH reste sensiblement stable à une valeur particulière comprise dans cet intervalle. Habituellement, le pH se stabilise à une valeur comprise entre environ 4,5 et environ 6,5. La stabilisation du pH indique

  
un enlèvement essentiellement complet des.anions.

  
Par "une stabilisation sensible" du pH à une valeur particulière se situant dans les intervalles respectifs précités, on entend un état dans, lequel la fluctuation du pH n'est pas supérieure à environ + 0..3*

  
Dans une opération discontinue, lorsque l'on utilise un mélange de résines d'échange de cations et d'anions ou un traitement successif du produit alcalin de condensation par ces résines respectives d'échange d'ions, on effectue facilement un contact intime par agitation d'une suspension des résines dans le produit liquide de condensation, par tout moyen approprié. Lorsque le pH est porté à une valeur se situant dans les intervalles précités,

  
on sépare le produit liquide de condensation et les résines d'échange par des techniques classiques de séparation d'un liquide et des solides comme la décantation ou la filtration. Lorsque l'on effectue la désionisation en opérations successives, on traite initialement le produit liquide de condensation avec la résine d'échange

  
de cations et, du fait que la matière ayant subi un échange de cations est acide et n'a pas encore été désanionisée, une telle séparation et un tel passage du liquide vers le stade de traitement par échange d'anions doivent s'effectuer aussi rapidement que possible pour réduire à son minimum la durée de séjour dans la solution acide et pour éviter ainsi une polymérisation.

  
En opération continue, les résines d'échange d'ions sont commodément contenues dans les mêmes colonnes ou dans des colonnes différentes. L'écoulement du produit de condensation dans la ou dans les colonnes peut s'effectuer dans n'importe quel sens, bien que l'on fasse habituellement passer le produit liquide de condensation vers le bas à travers les résines d'échange. On ajuste le débit de l'écoulement à travers les résines afin d'obtenir un effluent provenant du lit respectif de la résine d'échange de cations et de la résine d'échange d'anions, ou du lit mixte comportant ces résines, ayant un pH se situant dans les intervalles

  
 <EMI ID=67.1> 

  
320 g et environ 800 g de produit de condensation par minute par dm<3> des résines d'échange. On doit cependant comprendre que le débit requis pour une désionisation donnée quelconque, afin d'obteair Les valeurs précises du pH, peut être supérieur ou inférieur

  
et qu'il est régi par divers facteurs comme la dimension des particules de la résine d'échange d'ions, les dimensions du lit d'échange d'ions, la viscosité du produit liquide de condensation à traiter, la concentration du catalyseur à base de métal alcalin employée dans la réaction de condensation et la capacité des résines d'échange d'ions. On détermine facilement les valeurs requises pour

  
le débit ou pour le recyclage en prélevant des échantillons sur l'effluent provenant des colonnes respectives afin d'en mesurer

  
le pH. Si le pH répond à l'addition d'une résine d'échange d'ions
(c'est-à-dire si le pH n'est pas sensiblement stable), on peut recycler l'effluent dans le lit de résine ou bien l'on peut ajus-

  
 <EMI ID=68.1> 

  
On effectue les réactions d'échange d'ions à des tempéra-

  
 <EMI ID=69.1> 

  
conviennent très bien. On évite habituellement l'application d'un chauffage provenant d'une source externe, les températures supérieures à la température ambiante étant simplement obtenues par l'introduction dtun produit chaud de condensation dans le système d'échange des ions. Les pressions ne semblent pas avoir un effet fondamental sur les réactions d'échange d'ions. Alors que la pression atmosphérique semble convenir le mieux, on peut également utiliser des pressions accrues ou réduites, comme on le désire. Lorsqu'on opère avec une ou plusieurs colonnes, il peut s'avérer nécessaire d'avoir une pression un peu plus grande à l'entrée pour surmonter la chute de pression à l'intérieur d'une colonne donnée quelconque, selon la résistance à l'écoulement et selon le caractère serré ou non du lit de la résine d ' échange.

  
Les excellentes caractéristiques de la durée possible

  
de magasinage et du vieillissement des résols de l'invention sont

  
 <EMI ID=70.1> 

  
ioniques ou d'ions qui répondent à un enlèvement par les résines décrites ci-dessus d'échange d'ions. L'état de désionisation et l'absence de ces corps ioniques existent lorsque la concentration des cations et des anions a été réduite à un niveau suffisamment bas pour que le pH du résol ayant subi l'échange des ions demeure sensiblement constant en présence des résines repsectives d'échange des cations et d'échange d'anions ici décrites.

  
Les cations qui sont enlevés du résol au cours de la réaction d'échange des cations comprennent des cations de métaux correspondant à ceux du catalyseur dérivant d'un métal alcalin que l'on emploie dans la réaction de condensation. Par traitement des produits de condensation jusqu'à ce que le pH se stabilise sensiblement dans l'intervalle précité compris entre environ. 1,5 et

  
 <EMI ID=71.1> 

  
faite par spectroscopie d'émission . On doit cependant comprendre que d'autres cations de métaux, dont la nature est inconnue, peu-

  
 <EMI ID=72.1> 

  
cations (comme, par exemple, des impuretés cationiques présentes dans le phénol, dans le formaldéhyde ou dans le catalyseur ou provenant du réacteur) et que ces autres cations pourraient également avoir un effet adverse sur la durée possible de magasinage du résol si ces cations n'étaient pas autrenent enlevés, la nature des anions qui sont enlevés au cours de la

  
 <EMI ID=73.1> 

  
cependant que de tels anions peuvent dériver de l'acide formique ou de l'acide benzoïque. On doit cependant comprendre que d'autres théories peuvent également expliquer la découverte selon laquelle, à moins de soumettre le résol, ayant subi un échange de cations,

  
à un traitement d'échange d'anions jusqu'à un pH se situant dans l'intervalle précité compris entre environ 4 et environ 7 et de

  
 <EMI ID=74.1> 

  
pas la stabilité maximale du résol à l'égard d'une auto-condensation irréversible au cours du vieillissement.

  
On pense que les résols phénol-formaldéhyde. désionisés de l'invention comprennent un assortiment complexe de corps des types suivants : 

  

 <EMI ID=75.1> 
 

  

 <EMI ID=76.1> 
 

  
A propos des structures poly-nucléaires ci-dessus, on doit comprendre que des corps correspondants peuvent être présents dans lesquels les: groupements de pontage sont tous des groupes méthylène (-CH2-) comme illustré par (12) ou des groupes

  
 <EMI ID=77.1> 

  
bien dans lesquels n'importe quelle combinaison de ces groupes est présente, comme illustré par (13). 

  
La distribution et la présence des corps, ci-dessus varient selon la nature du cation du catalyseur de métal alcalin employé. En présence de tels cations de métal alcalin, le phénol donne des anions phénates dont les formes de résonance sont en position ortho et en position para, comme représenté ci-après : 

  

 <EMI ID=78.1> 


  
En présence des catalyseurs de métaux alcalins comprenant des cations n'ayant essentiellement pas tendance à former des complexes en position ortho par rapport à l'hydroxyle, c'est-à-dire

  
 <EMI ID=79.1> 

  
plus stable, est favorisé par rapport à la forcée ortho. Ainsi, lorsque l'on utilise des catalyseurs comme l'hydroxyde de potassium ou des composés du sodium ou du francium, le formaldéhyde réagira plus rapidement et à un degré supérieur avec l'anion en position para plus stable. Le produit résultant de la condensation aura,à son tour, une plus grande distribution en corps à substi-

  
 <EMI ID=80.1> 

  
dessus ainsi qu'en des corps provenant d'une condensation des groupes para-méthylol comme en (8) et (9) par rapport aux corps

  
substituée en ortho comme (4) et (6) ci-dessus bien que les . corps de ce dernier type soient habituellement présente . En accord avec cette explication, on trouve que parmi les nouveaux

  
 <EMI ID=81.1> 

  
tions provenant de produits de condensation formés en présence de catalyseurs à base de potassium ont une réactivité inhérente particulièrement remarquable et supérieure pour jouer le rôle de

  
 <EMI ID=82.1>  chelle industrielle et qui peuvent mousser. Comme décrit ci-dessus, les résole du commerce ou de l'industrie sont formes en présence de cations baryum qui ont une forte tendance à former des complexes en position ortho, ce qui fournit des résols ayant une plus grande distribution en corps à substituants ortho-méthylol.

   En présence de sels et en particulier d'anions qui sont dans de tels résola industriels, de tels groupes méthylol en position ortho subissent facilement une auto-condensation pour donner des corps ,de polymères oligomères à masse moléculaire plus élevée et qui réagissent moins, ce qui se reflète/élans leur médiocre aptitude au. magasinage et dans la perte, qui en est la conséquence, de la réactivité de compositions moussables que l'on constate lorsque, par la suite, on soumet ces résols à l'addition de catalyseurs acides relativement forts pour former rapidement une mousse de polymère que l'on veut obtenir à. l'état entièrement durci par thermodurcissemento Grâce

  
à l'emploi de catalyseurs comme -les hydroxydes de potassium, de césium et de francium ou de leurs sels, on diminue la formation des corps comportant des groupes méthyloi disposés en ortho et l'on augmente ainsi la rétention de la réactivité initiale des compositions moussables. On doit cependant comprendre que quelles que soient les tendances relatives à l'auto-polymérisation des résols initialement produits, par une réaction catalysée par-dû. métal alcalin, la tendance de n'importe quel résol donné à une auto-polymérisation est supprimée lorsque l'on présente le résol à un état désionisé, comme décrit dans le présent mémoire.

  
On doit donc comprendre que, quel que soit le catalyseur particulier employa pour former les produits de condensation que l'on désionise comme décrit dans le présent mémoire, et quelles

  
que soient les réactivités inhérentes relatives des produits désionisés dans leur rôle de compositions moussables, les nouveaux résols de l'invention ont la caractéristique commune d'une durée possible de magasinage prolongée en raison de leur état désionisé et en particulier en raison de leur absence d'anions pouvant répondre à un enlèvement sous l'effet du traitement par les résines décrites ci-dessus d'échange dtanions.

  
En plus de leur état désionisé et de leur durée prolongée de magasinage possible, les résols de l'invention ont la caractéristique inhabituelle supplémentaire de présenter une augmentation sensiblement rapide de leur viscosité initiale au cours d'un vieillissement à chaud sans perte correspondante de la réactivité inhérente leur permettant de jouer le rôle de compositions moussables. Au contraire, l'augmentation de la viscosité présentée par des résols classiques au cours d'un vieillissement à chaud s'associe à une vitesse sensiblement plus rapide de perte irréversible de réactivité pour jouer le rôle de compositions moussablés. Le mécanisme exact permettant l'obtention de la stabilité des résols de l'invention n'est pas entièrement expliqué, et l'on peut présenter diverses théories possibles.

   Sans vouloir se lier ainsi, une explication possible est que l'absence des corps ioniques permet une transformation faisant passer les groupes orthométhylol sur la position para theimo-dynamiquement plus stable

  
et où une liaison hydrogène intermoléculaire peut prédominer. Une telle mise en équilibre peut s'exprimer sous forme simplifiée comme suit :

  

 <EMI ID=83.1> 


  
où R est un atome d'hydrogène ou un groupe méthylol et, lorsque

  
 <EMI ID=84.1> 

  
alkyle. Au contraire, dans les résols classiques contenant des corps ioniques, les réactions de gélification, comme la deshydratation des groupes ortho-méthylol pour donner des polymères à masse moléculaire supérieure, seront favorisées par rapport à la réaction inverse présentée ci-dessus et seront activées par la présence de sels. Lors de la préparation des résols désionisés,

  
 <EMI ID=85.1> 

  
sation des groupes ortho-méthylol est supprimée et que lion favorise la liaison hydrogène intramoléculaire de ces groupes. De cette façon, par conséquent, l'absence des corps ioniques permet la rétention des groupes ortho-méthylol sous une forme permet-

  
 <EMI ID=86.1> 

  
vorise une liaison hydrogène intermoléculaire.

  
Les produits de condensation phénol-formaldéhyde, que l'on désionise selon les enseignements de la présente invention, comprennent ceux préparés à des rapports molaires entre le formal-

  
 <EMI ID=87.1> 

  
Habituellement, on ajoute au système de réaction le formaldéhyde sous forme d'une solution aqueuse contenant environ 3,5 à environ
45 % en poids de HCHO. Les proportions relatives du phénol et du formaldéhyde sont souvent aussi exprimées en termes de facteur de formaldéhyde, qui définit le nombre des parties en poids de la  solution aqueuse de formaldéhyde que l'on introduit dans la zone

  
 <EMI ID=88.1> 

  
teur de formaldéhyde varie selon la teneur en formaldéhyde contenu dans la solution aqueuse particulière employéeo Lorsqu'il est exprimé sur la base d'une solution aqueuse à 37 % en poids de formaldéhyde, le facteur se situe habituellement entre environ 100

  
et environ 190 et plus habituellement encore entre environ 110

  
 <EMI ID=89.1> 

  
La concentration du catalyseur de métal alcalin employé pour effectuer la réaction de condensation peut varier dans un intervalle relativement large, par exemple entre 0,1 et environ
10 parties en poids (et habituellement cette concentration n'est pas supérieure à environ 5 parties en poids) pour 100 parties en poids du phénol introduit dans la zone de réaction.

  
On effectue la réaction de condensation à des températures comprises entre environ 60[deg.] et environ 110[deg.]C et plus habituel-

  
 <EMI ID=90.1> 

  
condensation à la pression atmosphérique, bien que l'on utilise habituellement une pression réduite correspondant par exemple à une valeur comprise entre environ 150 et environ 650 mm de mercure. On ajuste la pression pour correspondre à la température voulue pour la réaction. La durée de la condensation peut varier entre environ une demi-heure et environ 15 heures.

  
Un ensemble global généralement préféré des conditions

  
de la condensation comprend des températures comprises entre envi-

  
 <EMI ID=91.1> 

  
environ une et environ 4 heures et demie,, et des concentrations

  
du catalyseur comprises entre environ 0,2 et environ 4 % en poids
(par rapport au phénol).

  
L'ensemble particulier des conditions de réaction de condensation que l'on emploie dépend dans une large mesure de ltappli-cation finale envisagée pour le résol désionisé produit, comme la qualité voulue de masse volumique de la mousse phénolique qui

  
 <EMI ID=92.1> 

  
est d'autant plus réactif et, ainsi, la masse volumique de la mousse phénolique produite à partir de ce résol est d'autant plus faible que la sévérité ou. la dureté de la combinaison des conditions de réaction diminue. Par exemple, lorsque l'on effectue la condensation à un facteur de formaldéhyde compris entre environ
160 et environ 180 (sur la base d'une solution à 37 % en poids

  
 <EMI ID=93.1> 

  
obtient généralement des résols qui, lorsqu'ils sont ensuite désionisés, peuvent mousser pour donner une mousse à plus grande masse. volumique que les résols obtenus lorsque l'on effectue la condensation dans ces conditions mais à un facteur plus faible de formaldéhyde, compris entre environ 110 et environ 120. A titre  d'illustration supplémentaire, on peut obtenir un résultat semblable à un facteur de formaldéhyde compris entre environ 160 et environ 180 en abaissant la sévérité d'une ou plusieurs des autres conditions de réaction, c'est-à-dire la température, la durée de réaction ou la concentration du catalyseur comme, en particulier, en abaissant la concentration du catalyseur pour la ramener

  
à une valeur comprise entre environ 0,5 et 1 % en poids. Les conditions de la condensation semblent également influer sur la quantité de phénol libre contenue dans le résol produit et qui, comme dans le cas des résols classiques fournis comme étant des compositions moussables, peut varier dans un intervalle relativement large compris par exemple entre environ 2 et environ 40 &#65533; en poids. En général, la teneur en phénol libre (dans cet intervalle) est d'autant plus grande que la combinaison des conditions de la condensation est moins sévère.

  
On comprendra que les indications ci-dessus sont des règles générales concernant les diverses conditions de réaction qui, pour n'importe quel catalyseur donné dérivant d'un métal alcalin, favorisent la formation de produits de condensation qui, lorsqu'ils sont ensuite désionisés &#65533;omme décrit ici, donnent des résols stables ayant une réactivité variable lorsqu'on leur fait jouer le rôle de compositions moussables. Du point de vue de l'obtention des résols ayant une association particulièrement remarquable de stabilité inhérente améliorée et de réactivité inhérente améliorée pour jouer le rôle de compositions moussables, les catalyseurs préférés sont des composés du potassium, du césium et du francium.

  
Parmi eux, les composés du potassium constituent la classe préférée de catalyseurs en raison de leur plus grande disponibilité. On

  
 <EMI ID=94.1> 

  
l'on trouve à l'échelle commerciale ou industrielle. Ces diverses qualités comprennent de l'hydroxyde de potassium produit par électrolyse du chlorure de potassium dans des cellules normales d'électrolyse avec diaphragme et dans des cellules à cathode de

  
 <EMI ID=95.1> 

  
chlorure de potassium est électrolysé dans un dispositif d'électrolyse comportant une cathode de mercure formant du chlore à l'anode et du potassium métallique à la cathode de mercure. On fait passer ensuite les divers amalgames formés entre le potassium et le mercure, ainsi que le mercure lui-même, dans un dispositif de décomposition contenant du graphique ou du fer où. l'amalgame est traité par de la vapeur d'eau ou par de l'eau en formant une solution d'hydroxyde de potassium et de l'hydrogène.

   l'hydroxyde de potassium produit par le procédé électro-chimique de la cellule à cathode de mercure a une teneur en chlorure de potassium résiduel qui, en général, est inférieure à celle de l'hydroxyde de potassium récupéré d'une électrolyse normale du chlorure de potassium dans une cellule fournissant du chlore et dans laquelle le compartiment de l'anode et le compartiment de la cathode sont simplement séparés par un diaphragme. D'hydroxyde de potassium, provenant

  
d'une cellule à diaphragme ou d'une cellule à cathode de mercure, qui a été soumis à une purification supplémentaire pour en diminuer la teneur en chlorure de potassium et/ou en d'autres impuretés, comme des traces de métaux, convient également comme cataly-

  
 <EMI ID=96.1> 

  
de de potassium est également disponible sous diverses formes physiques et l'en emploie de façon appropriée n'importe laquelle de ces formes dans la pratique de la présente invention, comme des pastilles, des paillettes, des briquettes en forme de coques de noix, etc. 

  
Il a été trouvé que les résols désionisés de la présente invention, provenant de produits de condensation qui ont été fabriqués en présence d'hydroxyde de potassium obtenu sous la qualité provenant de la cellule à cathode de mercure, possèdent la propriété supplémentaire inattendue de pouvoir fournir de façon reproductible une mousse phénolique ayant une friabilité sensiblement réduite. la raison exacte de cette amélioration de la résistance à la friabilité, et le mécanisme en. permettant la réalisation, n'ont pas été élucidés. Un exemple illustrant de l'hydroxy-

  
 <EMI ID=97.1> 

  
de de mercure, à utiliser comme catalyseur de condensation selon cet aspect particulier de la présente invention, est l'hydroxyde disponible chez Hooker Chemical Corporation et chez Diamond Shamrock Chemical Company. 

  
 <EMI ID=98.1> 

  
viron 10 et environ 60 % en poids et elle n'est habituellement  pas supérieure à environ 40 à 50 % en poids. L'eau, est introduite

  
dans le système sous forme de la solution du formaldéhyde et elle est également introduite avec le catalyseur que l'on ajoute de préférence sous forme d'une solution aqueuse préformée. On forme également des quantités variables d'eau comme sous-produit au cours de la réaction de condensation. L'eau présente dans le système de réaction peut être laissée dans le produit de condensation et passer telle quelle vers les réactions décrites ci-dessus d'échange d'ions, ou bien l'en peut soumettre le produit de condensation, à. des techniques classiques ^comme un entraînement ou uns évaporation, pour séparer le distillât aqueux et en réduire la teneur en eau à.

  
 <EMI ID=99.1> 

  
d'un état sensiblement non aqueux. Cependant, lorsque l'on effectue les réactions d'échange d'ions en employant des lits individuels des résines respectives d'échange, le produit de condensation doit contenir une quantité suffisante de diluant avant son passage vers la réaction d'échange des cations afin de réduire à son minimum la polymérisation de la matière acide résultante avant l'enlèvement des anions. Dans ce but, le produit de condensation

  
 <EMI ID=100.1> 

  
environ, en poids de diluant . Le diluant peut être de l'eau in- 

  
 <EMI ID=101.1> 

  
j que normalement liquide que l'on ajoute et dans lequel le résol est soluble, ou une combinaison d'eau et d'un diluant organique ajouté. Les diluants organiques convenables comprennent un ou plusieurs des composés suivants : des alcools comme, par exemple l'isopropanol ; des cétones comme l'acétone et la méthyl-éthyl-

  
 <EMI ID=102.1> 

  
esters comme l'acétate de méthyle ; des acétals comme le diméthoxyméthane et l'acétal diméthylique de l'acétaldéhyde ; des hémi-acétals ; et d'autres liquides polaires contenant de l'oxygène de ce genre, dans lesquels le résol est également soluble.

  
D'autres diluants convenables comprennent des composés aliphatiques halogénés normalement liquides dans lesquels le résol est

  
soluble. Comme exemples de diluants appartenant à cette dernière classe, on peut citer le chlorure de méthylène, le chloroforme,

  
 <EMI ID=103.1> 

  
diluants oxygénés précités, comme l'hexachloro-acétone.

  
On effectue facilement la concentration d'un produit liquide de condensation jusqu'à une teneur en eau. particulière par une évaporation à une pression réduite comme, par exemple, une pression correspondant à environ 1 à environ 200 mm de mercure,

  
 <EMI ID=104.1> 

  
fectuer en&#65533;lusieurs stades la séparation du distillât aqueux d'avec le produit de condensation, par exemple en effectuant une évaporation partielle avant le traitement avec la résine d'échange de

  
cations et en effectuant ensuite une évaporation après le traitement avec la résine d'échange d'anions, ou bien en un seul stade, par exemple après la réaction d'échange des anions.

  
On doit donc comprendre que, bien que le produit de la condensation alcaline soit aqueux, on peut fournir les résols désionisés de l'invention sous forme de compositions aqueuses ou non aqueuses comprenant des compositions non aqueuses qui sont sous forme concentrée ou sous forme dissoute dans l'un des solvants organiques précités.

   Un procédé qui convient particulièrement bien pour fournir les résola désionisés de l'invention sous forme anhydre ou sensiblement anhydre (0,5 % en poids d'eau ou moins) consiste à éliminer le distillât aqueux du produit alcalin de condensation, à ajouter, au produit de condensation ainsi traité ou strippé, une quantité d'isopropanol telle que le poids combina de l'eau éventuellement restante et de l'isopropanol soit au moins égal à environ 10 % en poids, à soumettre le mélange résultant aux réactions d'échange d'ions et, selon les désirs, à chasser partiellement ou complètement l'isopropanol du résol désionisé. Pendant 

  
 <EMI ID=105.1> 

  
propanol, ce qui donne les produits non aqueux de l'invention.

  
Lorsque les résols désionisés de l'invention doivent servir à la fabrication d'une mousse phénolique, on réduit la teneur en eau de ces résols ainsi que la teneur de n'importe quel diluant organique ajouté, à un niveau final non supérieur à envi-

  
 <EMI ID=106.1> 

  
Habituellement, on réduit la concentration de l'eau à une valeur comprise entre environ 4 et environ 0,5 % en poids, ou moins encore. Il est souhaitable de réduire à son minimum la teneur en eau des résols destinés au moussage afin de réduire à son minimum le retrait de la mousse produite. La viscosité initiale des résols désionisés de l'invention, qui ont de telles teneurs relativement faibles en eau, ainsi que la viscosité des produits non aqueux, ^parient dans un intervalle relativement large, par exemple entre environ 400 et environ 150 000 cPo (Brookfield à 25[deg.]C),

  
bien que les viscosités initiales ne soient habituellement pas supérieures à environ 100 000 cPo.

  
Les compositions désionisées et le procédé de la présente invention ont été décrits en se référant particulièrement à la réaction du phénol proprement dit et du formaldéhyde,. On doit cependant comprendre que les enseignements de la présente invention sont également applicables à des compositions de résols provenant d'autres composés phénoliques et d'autres aldéhydes. Par exemple, en plus du phénol proprement dit, d'autres composés ayant un groupe hydroxyle phénolique (c'est-à-dire -OH fixé directement sur un noyau benzénique) et ayant 2 ou 3 atomes de carbone non substitués du noyau, en position ortho et para par rapport à l'hydroxyde phénolique, conviennent bien.

   De tels composés comprennent des composés phénoliques mono-nucléaires ainsi que des composés phénoliques poly-nucléaires, c'est-à-dire des composés ayant plus d'un noyau de benzène sur lequel un groupe hydroxyle phénolique est fixé. Par exemple, des phénols mono-nucléaires convenables sont les composés répondant à la formule générale : 

  

 <EMI ID=107.1> 


  
 <EMI ID=108.1> 

  
Lorsqu'ils sont présents, les groupes alkyles peuvent avoir un à 20 atomes de carbone. Voici des exemples illustrant des composés convenables répondant à la formule ci-dessus : le phénol,

  
le résorcinol, le catéchol, l'ortho-crésol, le méta-crésol, le

  
 <EMI ID=109.1> 

  
 <EMI ID=110.1> 

  
décylphénol, le p-octadécylphénol, etc.

  
Voici des exemples illustrant des composés phénoliques

  
 <EMI ID=111.1> 

  
composés tri-nucléaires et tétra-nucléaires suivants, qui sont les produits respectifs de la réaction du phénol et de l'acroléi-

  
 <EMI ID=112.1> 

  
(rapport molaire 4:1) : 

  

 <EMI ID=113.1> 


  
(où les groupes alkylidènes de pontage sont reliés aux noyaux benzéniques respectifs aux atomes de carbone en para par rapport à l'hydroxyle phénolique) illustrent d'autres composés phénol!ques poly-nucléaires convenables. 

  
On doit comprendre que l'on peut utiliser individuelle-ment ou en combinaison n'importe lequel des composés phénoliques ci-dessus. Cependant, habituellement, on utilise les alkyl-phénols substitués en para et /ou des composés phénoliques poly-nucléaires avec le phénol. On envisage également, comme convenant pour servir

  
 <EMI ID=114.1> 

  
para-(2-phényléthyl) -phénol, 1 ' ortho,para-(2-phényléthyl)-phénol et d'autres isomères de ce genre. Lorsqu'on utilise les phénols en combinaison avec d'autres composés phénolique comme, par exemple, les para-alkylphénols précités, les bêta-phényléthylphénols et les phénols poly-nucléaires précités, on utilise habituellement le composé phénolique supplémentaire en une quantité n'excédant pas environ 50 parties en poids pour 100 parties en poids du phénol.

  
En plus du formaldéhyde, voici d'autres aldéhydes utiles pour former les produits de condensation dont peuvent dériver les résols phénoliques désionisés de l'invention : le glyoxal, ltacétaldéhyde, le chloral, le furfural et le benzaldéhyde. En outre,

  
 <EMI ID=115.1> 

  
que l'on ajoute habituellement en solution aqueuse comme antérieurement décrit, ou sous la forme de ses polymères à. faible masse moléculaire comme le para-formaldéhyde ou sous la forme d'autres sub-

  
 <EMI ID=116.1> 

  
tions, décrites ici, de la réaction de condensation. On doit comprendre que l'on peut utiliser, individuellement eu en combinai-

  
 <EMI ID=117.1> 

  
déhyde.

  
On utilise les compositions des résols phénoliques désionisés, normalement liquides et stables, de la présente invention., de façon particulièrement avantageuse pour former des produits phénoliques cellulaires sous forme de plaques (levée libre), sous forme moulée ou sous forme appliquée par une projection de pulvérisations, par des techniques classiques de moulage. La densité ou la masse volumique des produits cellulaires varie sur un inter-

  
 <EMI ID=118.1> 

  
et 480 g environ par dm'. La masse volumique de la mousse produite obtenue d'une formulation quelconque donnée de production de mousses, est déterminée principalement par la réactivité du résol qui, comme antérieurement défini ici, est la vitesse à laquelle la mous-

  
 <EMI ID=119.1> 

  
catalyseurs acides. En général, pour une formulation quelconque donnée, la masse volumique de la mousse produite à partir d'un résol donné est d'autant plus faible que ce résol est plus réactif et, de même* la masse volumique est d'autant plus élevée que le résol est moins réactif.

   Ainsi, il existe généralement une relation inverse entre la masse volumique (ainsi que la durée de la réaction de polymérisation, comme la temps jusqu'à formation d'une crème et le temps de levée), d'une part, et la réactivité des résols, d'autre parto On doit comprendre que l'on peut mélanger un résol désionisé très fortement réactif de l'invention, qui convient pour former une mousse ayant une masse volumique inférieure à environ 8 g/dm<3> tels que les résols préparés à l'aide d*une combinaison relativement modérée de conditions de réaction, avec les produits désionisés moins fortement réactifs,

   pour obtenir une réactivité particulière convenable pour produire une mousse ayant une spécification voulue pour sa masse volumiqueo Puisque les résols désionisés de l'invention ont une durée prolongée de magasinage possible en raison de leur plus grande stabilité inhérente à l'égard de l'auto-polymérisation, des mélanges à base de résols désionisés ayant des réactivités différentes ont également

  
une bonne durée possible de magasinage.

  
Pour la plupart des applications finales des mousses phénoliques produites à partir des résols liquides désionisés de la présente invention, les autres constituants des formulations

  
ou compositions pour l'obtention d'une mousse comprennent habituellement un catalyseur acide, un agent de gonflement ou de moussage et un agent surfactif ou tensio-actif.

  
Le catalyseur faisant partie de la formulation de la mousse peut être un acide minéral ou un acide organique et c'est habituellement un acide relativement fort. Voici des exemples illustrant des catalyseurs acides convenables pour la formation de mousses polymères : l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique, l'aci-

  
de flucborique, l'acide formique ; des mélanges de catalyseurs acides, à base d'acide borique ou de son anhydride) avec des acides hydroxylés organiques ayant un groupe hydroxyle sur un atome de carbone qui n'est pas éloigné de plus d'un atome de carbone du groupe carboxyle comme, en particulier, l'acide oxalique, comme décrit uans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N[deg.] 3 298 973, et d'autres catalyseurs acides cornus dans l'art de la formation d'une mousse phénolique. D'autres catalyseurs convenables sont des acides sulfoniques organiques comme n'importe lequel des acides sui-vants que l'on peut utiliser individuellement ou en combinaison les uns avec les autres : un acide benzène -suif unique, un acide

  
 <EMI ID=120.1> 

  
que, etc, ainsi que des acides résine-sulfoniques comme les produits de la réaction phénol/acide sulfurique/formaldéhyde, décrits

  
 <EMI ID=121.1> 

  
des mélanges convenables d'acides organiques sulfoniques destinés à servir de constituants catalytiques pour des formulations de production d'une mousse phénolique contenant les résols de la présente invention sont des acides toluène-sulfoniques modifiés, comme ceux disponibles chez Witco Chemical Company, Inc. sous la marque "Ultra TX Acid" et "Sulframin TX Acid".

  
Surtout, la concentration du catalyseur contenu dans le mélange de la réaction de moussage peut varier entre environ 0,5 et environ 40 parties en poids, pour 100 parties en poids du résol. désionisé, et l'on n'utilise habituellement pas plus d'environ

  
20 parties du catalyseur. La concentration préférée varie selon la nature du catalyseur. Par exemple, l'acide fluoborique est un catalyseur particulièrement actif pour la formation d'une mousse phénolique et on l'utilise ainsi normalement en une quantité non 3upérieure à environ 10 parties pour 100 parties de résol.

  
On note que certains des catalyseurs acides précités sont

  
 <EMI ID=122.1> 

  
ques sulfoniques et les mélanges acide borique/acide oxalique, Cependant, lorsqu'on les utilise en combinaison avec des résols classiques fournis sous ferme de résines moussables, les sels contenus dans ces résols restent dans la mousse produite et contribuent à la nature corrosive de la mousse phénolique produite. Au contraire, une autre caractéristique et un autre avantage des résols de la présente invention est qu'ils sont, de façon inhérente, moins corrosifs que les résines du commerce, en raison de l'état desionisé des résols de l'invention. Ainsi, leur emploi en combinaison avec le type non corrosif de catalyseur acide fournit une mousse phénolique à moindre corrosivité.

  
Comme source de l'action de gonflement, on peut employer avec les résols désionisés de l'invention n'importe quel agent de

  
 <EMI ID=123.1> 

  
Par exemple, une classe d'agents appropriés de consternent est consti-tuée par les fluorocarbures saturés poly-halogénés ayant un point d'ébullition compris entre environ -40[deg.]C et environ +93[deg.]C, comme

  
 <EMI ID=124.1> 

  
hydrocarbures comme le chlorure de méthylène et le 1,2-dichlor- - -  éthane. Une autre classe d'agents convenables de gonflement est

  
 <EMI ID=125.1> 

  
quantité comprise entre environ 2 et environ 30 parties en poids pour 100 parties en poids de résol contenu dans la formulation

  
 <EMI ID=126.1> 

  
environ 4 et environ 16 parties en poids. 

  
Une classe de constituants surf actif s convenables des

  
formulations pour production d'une mousse phénolique est formée par les surfactifs organiques. Les surfactifs organiques non ioni-

  
 <EMI ID=127.1> 

  
(canine par exemple l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène ou leurs combinaisons) et des alkylphénols comme le nonylphénol, le dodécylphénol etc, sont des surfactifs particulièrement utiles à. cette fin. D'autres surfactifs organiques convenables sont connus dans l'art du moussage des résines phénoliques et ils comprennent, par exemple, les agents surfactifs décrits dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique N[deg.] 3 389 094.

  
Une autre classe d'agents surfactifs est constituée par

  
 <EMI ID=128.1>   <EMI ID=129.1> 

  
En général, l'agent surf actif est présent dans les formulations pour la production d'une mousse en une quantité comprise entre environ 0,5 et environ 10 parties en poids, pour 100 parties en poids du constituent résolu 

  
On peut également effectuer le moussage des résols de

  
la présente invention en présence d'autres additifs comme des charges, des pigments et des composés destinés à rendre non combustibles au rouge la mousse produite. Conviennent particulièrement bien pour ce dernier but les composés contenant du phosphore,

  
 <EMI ID=130.1> 

  
phosphonium.

  
En plus de leur application à la formation de résines phénoliques cellulaires, les résols phénoliques désionisés de l'invention sont utiles également pour une multitude d'autres buts comme, par exemple, dans la fabrication d'adhésifs, de revêtements, de pellicules, d'articles moulés thermodurcissables, etc. 

  
Les exemples non limitatifs suivants sont présentés afin d'illustrer la présente invention.

  
Dans les exemples, et par souci de brièveté, on désigne les résines d'échange d'ions utilisées comme étant les résines A et B d'échange de cations et la résine A d'échange d'anions. Ces résines respectives sont identifiées ci-après :

  
La résine A d'échange des cations est la forme acide libre (H+) de "Amberlite IR-120" de Rohm and Haas Company.

  
La résine B d'échange des cations est la résine "Amberlite IR-200" de Rohm and Haas Company qui, avant de servir dans les exemples, a été transformée en sa forme acide libre par le mode opératoire suivant : On soumet environ 1300 ml de la résine "IR-200", contenue dans une colonne de 17,5 cm de dia-

  
 <EMI ID=131.1> 

  
de 3,8 litres d'acide chlorhydrique à 4,0 % en poids, puis on laisse reposer durant 10 à 15 minutes pendant que le lit de résine se décante, et l'on balaie ensuite en courant descendant avec de l'eau distillée (environ 11 à 15 litres) jusqu'à ce

  
que l'effluent soit neutre au papier à pH.

  
La résine A d'échange des anions est "Amberlite IRA-900", également vendue par Rohm and Haas Company. Elle est fournie sous forme chlorure et donc, avant de servir dans les exemples, elle ,

  
 <EMI ID=132.1> 

  
 <EMI ID=133.1> 

  
tres d'une solution aqueuse à 3 % d'hydroxyde de potassium dans un bêcher de 4 litres durant 30 minutes. On mesure le pH de la suspension pour établir l'alcalinité. On filtre ensuite la résine avec aspiration et on la lave par petites portions avec de l'eau distillée (environ 19 litres) jusqu'à obtention d'un pH neutre constant.

  
On transforme les résines d'échange d'ions usagées en leurs formes acide libre et hydroxylée respectives en suivant les modes opératoires ci-dessus, sauf qu'avant la régénération,  on lave tout d'abord ces résines par un courant descendant d'environ 3 à 4 fois leur volume d'isopropanol afin d'enlever la résine organique (c'est-à-dire le résol) qui tend à enrober les perles de résine d'échange d'ions.

  
L'hydroxyde de potassium servant de catalyseur pour la formation des produits de condensation à partir desquels on

  
a obtenu les résols désionisés A à H, J à Z et XX de l'invention est celui vendu par J. T. Baker and Company sous la dénommination "Potassium Hydroxide Pellets, "Baker Analyzed" Reagent" (pastilles d'hydroxyde de potassium ; réactif "analysé par Baker" ;

  
 <EMI ID=134.1> 

  
"cellule à cathode de mercure", et cet hydroxyde est décrit plus en détail avec référence particulière à la préparation de ces résols particuliers.

  
On a déterminé comme suit les valeurs indiquées dans les exemples pour la viscosité, le pH, la teneur en eau et la teneur en méthylol des résols, et la masse volumique des mousses produites à partir des résols :

  
La viscosité, indiquée en centipoises (cPo) a été

  
 <EMI ID=135.1> 

  
les mesures en plaçant l'échantillon de résol dans un bain à température constante (25[deg.]C sauf indication contraire) durant'
16 heures, en choisissant une broche permettant de donner une lecture à mi-gamme à 6-30 tr/mn. On effectue des lectures au bout de 3, 4 et 5 minutes ; la viscosité indiquée dans les exemples est la moyenne de ces trois lectures.

  
la masse volumique de la mousse est indiquée en g/dm<3>,

  
 <EMI ID=136.1> 

  
Modèle 96.

  
On a déterminé la teneur en eau des résols sont la méthode de Karl Fischer, modifiée par l'utilisation d'une solution, dans du "méthyl-cellosolve" , d'anhydride sulfureux et

  
 <EMI ID=137.1>  ticulier de l'iode (environ 0,2) qui indique le nombre de grammes

  
 <EMI ID=138.1> 

  
on utilise 50 ml de méthanol anhydre et 75 ml de pyridine redistillée. On ajoute le réactif pour titrage au milieu dissolvant jusqu'à ce que l'indicateur de l'appareil de mesure se maintienne à 150 milli-ampères qui est considéré comme le point final.

  
On ajoute ensuite l'échantillon (0,5-1,0 g) à analyser et on le titre avec le réactif jusqu'à ce que l'indicateur se maintienne

  
 <EMI ID=139.1> 

  
suite comme suit la teneur en eau de l'échantillon :

  

 <EMI ID=140.1> 


  
où A est le nombre de millilitres du. réactif de titrage nécessaire pour que l'échantillon, atteigne le point final.

  
 <EMI ID=141.1> 

  
N[deg.] 6, pages 883-884 (Juin 1951).

  
Exemples 1-3

  
 <EMI ID=142.1> 

  
Selon ces exemples, on prépare trois résols à un facteur de formaldéhyde de 170, en utilisant de l'hydroxyde de potassium comme catalyseur et en effectuant durant 3,25 heures à

  
 <EMI ID=143.1> 

  
puis en réalisant une déshydratation partielle du produit de condensation, en traitant successivement par les résines d'échange de cations et d'échange d'anions et finalement en effectuant une élimination par "strippage" pour enlever l'eau supplémentaire. Sauf lorsque cela est noté, la composition des mélanges réactionnels respectifs et le mode opératoire employé sont sensiblement les mêmes que ce qui est illustré par la description suivante de la préparation du résol A :

  
Dans un réacteur muni d'un agitateur "Trubor", d'un thermomètre, d'une admission d'azote et d'une tête de distilla-tion refroidie à l'eau, on introduit (1) 1600 g, soit 17 moles, de phénol fondu, préparé par chauffage durant 18 heures environ d'un phénol solide dans une étuve à air à 55[deg.]C, (2) 2740 g

  
 <EMI ID=144.1> 

  
maline") correspondant à 1022 g (34 moles) de formaldéhyde,

  
et une solution contenant 32,3 g d'hydroxyde de potassium (pure-

  
 <EMI ID=145.1> 

  
xyde de potassium que l'on ajoute tout en agitant comme catalyseur élève le pH de la solution de phénol/formaldéhyde de 3,3 à 8,7. Après avoir diminué la pression régnant sur le système jusqu'à une valeur correspondant à 285 mm de Hg, on chauffe

  
 <EMI ID=146.1> 

  
On arrête alors le chauffage et on laisse la chaleur dégagée par le mélange lui permettre d'atteindre sa température maximale de 75[deg.]C à laquelle commence un reflux vigoureux. La chaleur dégagée maintient un reflux à 75[deg.]C (pression correspondant à

  
 <EMI ID=147.1> 

  
respondant à 295-310 mm de Hg) pendant une période totale de condensation (y compris les 40 minutes initiales de reflux) de 3,25 heures. On réduit ensuite lentement la pression jusqu'à

  
 <EMI ID=148.1> 

  
nutes, tout en recueillant un distillât aqueux. On continue l'enlèvement du distillât aqueux pendant environ 1 heure et de-

  
 <EMI ID=149.1> 

  
et il a un pH de 8,5. On le combine ensuite avec 1000 g de la résine A d'échange des cations. On agite le mélange résultant jusqu'à stabilisation du pH à une valeur de 2,2, ce qui prend environ 10 minutes.On sépare par filtration sur un tissu à mailles fines ("Silkalène") la résine d'échange des cations. On combine ensuite le filtrat, sans retard excessif, avec 300 g de la résine A dtéchange des anions jusqu'à, ce que le pH atteigne 4,6,

  
 <EMI ID=150.1>   <EMI ID=151.1> 

  
les matières volatiles et notamment l'eau, on chauffe le filtrat jusqu'à obtenir une température de 65[deg.]C à une pression correspondant à 40 mm, ce qui prend 6 heures environ. Après cette opération d'évaporation sous pression réduite (strippage), on chauffe le produit liquide durant 1 heure environ à 65[deg.]C sous

  
 <EMI ID=152.1> 

  
nier stade d'augmentation de la consistance, on obtient un produit liquide jaune clair pesant 1900 g, ce qui correspond à un rendement de 117 g pour 100 g de phénol. Ce produit, que l'on désigne ici comme étant le "résol A", a une viscosité Brookfield

  
 <EMI ID=153.1> 

  
un indice d'hydroxyle de 252 mg de KOH/g.

  
Dans l'exemple 2, on prépare le résol B à une échelle double de celle du résol A. Après addition de l'hydroxyde de potassium (catalyseur), le pH du mélange réactionnel est de

  
 <EMI ID=154.1> 

  
ment partiel de l'eau jusqu'à avoir recueilli environ 64 g de distillat aqueux pour 100 g de phénol..Le mélange réactionnel partiellement déshydraté (teneur en eau d'environ 25 % en poids) a un pH de 8,5 et on le combine avec 2000 g de la résine B d'échange des cations. On agite la suspension résultante jus-

  
 <EMI ID=155.1> 

  
lever la résine cationique, on combine le filtrat avec 750 g de résine A d'échange des anions jusqu'à ce que le pH de la suspension soit égal à 4,50. Après séparation de la résine, le

  
 <EMI ID=156.1> 

  
produit liquide refroidir jusqu'à, la température ambiante sans le chauffer davantage dans ces conditions. 'On obtient le produit liquide avec un rendement de Il 9,9 g pour 100 g de phénol. Ce produit, que l'on désigne ici comme étant le "résol B", a une viscosité de 12 800 cPo à 25[deg.]C, une teneur en eau libre de

  
 <EMI ID=157.1>  poids et un indice d'hydroxyle de 341 mg de KOH/g.

  
Dans 1 t exemple 3, on prépare le "résol C" à la même échelle que le résol A, sauf que l'on utilise 600 g de la résine A d'échange des anions. Après addition de l'hydroxyde de potassium (catalyseur), le pH du mélange réactionnel est aussi de 8,7. On effectue la stade d'enlèvement partiel de l'eau après la condensation jusqu'à avoir recueilli environ 70,9 g de distillât pour 100 g de phénol. On combine le mélange réactionnel partiellement déshydraté, qui possède un pH de 8,55, avec 1000 g de la résine A d'échange des cations et l'on agite la suspension résultante jusqu'à ce que le pH se stabilise à 2,35, ce qui prend environ 5 minutes. Aprè s le stade de la filtration, on combine le filtrat avec 600 g de la résine A d'échange des anions jusqu'à ce que le pH de la suspension soit porté à 5,45, au lieu de 4,6 comme dans l'exemple 1.

   Après séparation de la résine d'échange des anions, le filtrat possède un pH de 5,40.

  
On effectue le stade final de déshydratation en soumettant le produit de la réaction à un strippage pendant 3,5 heures au total à 65[deg.]C sous pression réduite (correspondant à 40 mm de Hg) et

  
on laisse ensuite refroidir jusque la température ambiante

  
sans autre chauffage dans ces conditions. On obtient le produit liquide avec un rendement de 119,1 g pour 100 g de phénol. Ce

  
 <EMI ID=158.1> 

  
viscosité de 6710 centipoises à 25[deg.]C.

  
Exemples 4&#65533;6

  
Selon la partie (A) de ces exemples, on effectue le vieillissement à chaud des résols A, B et C pendant diverses périodes de temps et, comme décrit à la partie (B), on prépare des mousses à partir de ces résols avant et après le vieillissement à chaud.

  
(A) Mode opératoire du vieillissement à chaud

  
On effectue le vieillissement à chaud des résols A,

  
 <EMI ID=159.1> 

  
ployant sensiblement le m&#65533;me mode opératoire que celui représenté de façon typique par la description suivante du vieillissement

  
à chaud du résol A : 

  
On place environ 1400 g de résol A dans un ballon de 5 litres, à 4 encolures, muni d'un agitateur, d'un thermomètre, d'un tube d'admission d'azote et d'un condenseur de

  
 <EMI ID=160.1> 

  
(exemples 4-1). Après cette période initiale de vieillissement, on retire du ballon, pour le moussage et la détermination de la viscosité, une portion (environ 450 g) du résol, que l'on désigne par A-1. On soumet le reste du résol dans le ballon à un second stade de chauffage (exemples 4-2) et l'on effectue un vieillissement supplémentaire à chaud pendant une période sup-

  
 <EMI ID=161.1> 

  
le moussage et 'pour des mesures de viscosité, une portion du résol, appelée A-2, qui a maintenant subi un vieillissement à chaud pendant une durée totale de 10, 5 heures. On soumet le

  
 <EMI ID=162.1> 

  
durant une période supplémentaire de 5 heures (exemples 4-3). Le résol restant, qui est maintenant désigné par A-3, a ainsi subi un vieillissement pendant une période totale de 15,5 heures et on le soumet, également à des essais de détermination de son comportement lors du moussage et à une mesure de sa viscosité.

  
On soumet également les résols B et C à trois stades de vieillissement à chaud pendant diverses périodes de temps. Après chaque stade, on soumet les résols respectifs, désignés

  
 <EMI ID=163.1> 

  
ment, lors du moussage et à des déterminations de la viscosité.

  
(B) Réaction et mode opératoire 'pour le moussage La formulation pour mousse, servant à préparer des <EMI ID=164.1> 

  
 <EMI ID=165.1> 

  

 <EMI ID=166.1> 
 

  
Notes :

  
 <EMI ID=167.1> 

  
On prépare les mousses selon le mode opératoire général suivant. On mélange tout d'abord de façon poussée le résol, le surf actif de silicone et l'agent de gonflement contenus dans un godet en carton de 1 litre de capacité, par agitation durant
60 secondes environ à 1700 tr/mn environ à l'aide d'un moteur pneumatique muni d'un arbre en acier inoxydable comportant trois pales d'acier inoxydable ; la température de ce mélange se situe entre 27[deg.] et 30[deg.]C. On verse ensuite la quantité pesée

  
 <EMI ID=168.1> 

  
vigoureusement durant 20 secondes. On verse le mélange résultant dans une botte en carton (20 cm x 20 cm x 15 cm) ; on note le temps (en secondes) pour la formation d'une crème et pour la levée, et l'on mesure la hauteur (en cm). On, considère que le

  
 <EMI ID=169.1> 

  
dition du catalyseur jusqu'à ce que le mélange commence visiblement à se dilater. On mesure le temps de la levée à partir du moment de l'addition du catalyseur jusqu'à ce que la dilatation cesse. On mesure la hauteur de la levée correspondant au temps indiqué pour la levée. On laisse les mousses reposer aux conditions ambiantes pendant au moins 3 jours avant de les découper et d'effectuer les essais.

  
 <EMI ID=170.1> 

  
tamment la durée du vieillissement, ainsi que la viscosité, le temps jusqu'à obtention d'une crème, le temps de levée et la masse volumique de la mousse avant et après vieillissement.

  
 <EMI ID=171.1> 

  
A titer comparatif, le tableau II indique également des données concernant l'essai C-1 fondé sur un résol phénol-formaldéhyde pour moussage, produit industriellement et ayant une qualité destinée à présenter des spécifications suviantes :

  
 <EMI ID=172.1> 

  
typiques de condensation pour la fabrication de cette qualité de résol pour moussage comprennent un facteur de formaldéhyde de 170 (par rapport à une solution aqueuse à 37 % de formaldéhyde) ; une température de condensation d'environ 75 [deg.]C ; une

  
 <EMI ID=173.1> 

  
droxyde de baryum octabydraté comme catalyseur (3,6 parties en poids'pour 100 parties en poids du phénol). On déshydrate partiellement le condensat alcalin (environ 70 g de distillât pour
100 g de phénol), et l'on neutralise avec une solution diluée

  
 <EMI ID=174.1> 

  
résultant est probablement sous une forme solvatée et, en tout cas, il reste dans le résol comme l'un des constituants de celui- <EMI ID=175.1> 

  
 <EMI ID=176.1> 

  
tions ambiantes ordinaires, et donc on l'expédie normalement et on le conserve sous réfrigération (5[deg.]C) afin de réduire à son minimum l'auto-condensation donnant des constituants à masse moléculaire supérieure et la perte comitante de réactivité de la composition moussable. La charge particulière de ce résol . produit industriellement, que l'on utilise dans l'essai compa-

  
 <EMI ID=177.1> 

  
qu'il est fabriqué, il a une viscosité de 4650 cPo, une teneur en eau de 5,6 % en poids, un pH de 5,9 et une spécification de

  
 <EMI ID=178.1> 

  
gération.

  
Comme pour les résols désionisés A, B et C de l'in-

  
 <EMI ID=179.1> 

  
en suivant le mode opératoire de vieillissement ci-dessus. Après chacune de ces périodes de vieillissement, on a désigné le résol

  
 <EMI ID=180.1>  viscosité du résol I, avant et après chaque stade de vieillissement, ainsi que la réactivité de ce résol. On a préparé les mousses respectives en suivant le mode opératoire général de moussage décrit ci-dessus, et en utilisant la formulation A pour obtention d'une mousse du tableau I. Ces résultats figurent également au tableau II qui suit. 

  

 <EMI ID=181.1> 


  

 <EMI ID=182.1> 


  

 <EMI ID=183.1> 
 

  
Les données du tableau II sont toutes fondées sur la formulation A de production d'une mousse. Ces données concer-

  
 <EMI ID=184.1> 

  
1'invention ont une excellente réactivité comme matières moussables, aussi bien initialement qu'après un vieillissement accéléré.

  
 <EMI ID=185.1> 

  
plus faible (essai C-1) et de médiocres caractéristiques de vieillissement, comme le reflète, en particulier, une masse vo-

  
 <EMI ID=186.1> 

  
vieillissement à chaud.

  
Exemples 7 et 8

  
Préparation des résols D et E

  
Dans ces exemples, on prépare deux résols à un facteur de formaldéhyde de 170, en utilisant,les mêmes quantités de phénol, de formaldéhyde et d'une solution aqueuse d'hydroxyde :le potassium comme catalyseur que celles servant à préparer le résol A de l'exemple 1. Après addition du catalyseur, le pH du

  
mélange réactionnel est de 8,7. On effectue la condensation sensiblement comme décrit à l'exemple 1, sauf que la durée totale de la condensation à 75[deg.]C est de 4,25 heures au lieu de 3,25 heures. On effectue un enlèvement partiel d'eau sous pression réduite (correspondant à environ 80 mm de Hg) jusqu'à, avoir recueilli respectivement 70,2 g (exemple 7) et 69,2 g (exemple 8) de distillat pour 100 g de phénol. Les valeurs respectives du

  
 <EMI ID=187.1> 

  
Lors de la préparation du résol D de l'exemple 7,

  
on combine le mélange partiellement déshydraté avec 1000 g de

  
la résine A d'échange de cations, et l'on agite la suspension résultante jusqu'à ce que le pH se stabilise à une valeur de 2,3, ce qui prend environ 15 minutes. On sépare par filtration la résine d'échange des cations et l'on combine ensuite le filtrat avec 1000 g de la résine A d'échange des anions, jusqu'à

  
ce que le pH de la suspension atteigne 4,85, ce qui prend environ 17 minutes. Après filtration, le filtrat obtenu a un pH de 4,9 et on le chauffe à 65[deg.]C sous une pression réduite (correspon-dant à 40 mm de Hg) durant 5,0 heures environ pour effectuer l'enlèvement des matières volatiles et notamment de l'eau. Après cette opération d'évaporation, on chauffe le produit liquide durant une demi-heure environ à 65[deg.]C sous une pression réduite

  
 <EMI ID=188.1> 

  
en un rendement de 117,1 g pour 100 g de phénol. Ce produit, désigné ici comme étant le résol D, a ure viscosité Brookfield de 16 500 cPo à 25[deg.]C.

  
Pour la préparation du résol E de l'exemple 8, on combine le mélange partiellement déshydraté avec 1000 g de la résine A d'échange des cations, et l'on agite la suspension résultante jusqu'à ce que le pH se stabilise à une valeur de 2,4, ce qui prend environ 15 minutes. On sépare par filtration la résine d'échange des cations* et l'on combine ensuite le filtrat avec 800 g de la résine A d'échange des anions jusqu'à ce

  
 <EMI ID=189.1> 

  
une filtration pour enlever la résine anionique, le filtrat obtenu présente un pH de 5,40. Or. chauffe le filtrat à 65[deg.]C sous

  
une pression réduite correspondant à 40 mm de Hg durant 3 heures et demie environ pour effectuer l'enlèvement des matières volatiles et notamment de l'eau. Après cette opération de strippage par évaporation, le produit liquide est obtenu avec un rendement

  
 <EMI ID=190.1> 

  
Exemple 

  
Préparation du résol F

  
Selon le présent exemple, on prépare un résol supplé-

  
 <EMI ID=191.1> 

  
mêmes quantités-de phénol, de formaldéhyde et de solution aqueuse d'hydroxyde de potassium (catalyseur) que celles servant à préparer le résol A de l'exemple 1. Après addition du catalyseur, le pH du mélange réactionnel est de 8,65. On effectue la condensation sensiblement comme décrit dans l'exemple 1, sauf que la durée totale de la condensation à 75[deg.]C est de 2,25 heures au lieu de 3,25 heures. On effectue un enlèvement partiel de l'eau sous pression réduite (correspondant à environ 80 mm de Hg) jusqu'à avoir recueilli environ 62, 9 g de distillât pour 100 g de phénol.

  
Après refroidissement à 45[deg.]C, le pH du mélange partiellement déshydraté est de 8,65. On le combine ensuite avec 850 g de la résine B d'échange de cations. On agite la suspension résultante

  
 <EMI ID=192.1> 

  
prend environ 30 minutes, après quoi l'on ajoute 450 g de la résine A d'échange des cations pour obtenir un pH de 2,7, ce qui prend environ 15 minutes. Après enlèvement par filtrat ion' des résines d'échange des cations, on combine le. filtrat avec
40C g de la résine A d'échange des cations jusqu'à ce que le pH atteigne 5,30, ce qui prend environ 26 minutes. Après sa filtra-

  
 <EMI ID=193.1> 

  
sous une pression réduite correspondant à 40 mm de Hg durant 5,5 heures environ pour effectuer l'enlèvement des matières volatiles et notamment de l'eau. Après cette opération d'évaporation, on chauffe le produit liquide durant 2 heures et quart

  
 <EMI ID=194.1> 

  
On obtient le produit liquide en un rendement de 118 g pour 100 g

  
de phénol. Ce produit, désigné ici comme étant le résol F, a une viscosité de 6500 cPo à 250C.

Exemple 10

  
Préparation du résol G- 

  
Selon le présent exemple, on prépare un résol à un facteur de formaldéhyde de 170 en employant les mêmes quantités de phénol, de formaldéhyde et de la solution aqueuse d'Lyiroxyde de potassium (catalyseur) que celles servant à préparer le résol A de l'exemple 1. Après addition du catalyseur, le pH du mélange réactionnel est de 8,7. On effectue la condensation sensiblement comme décrit dans l'exemple 1; sauf que la durée totale

  
de la condensation à 75[deg.]C est de 5,25 heures au lieu de 3,25 heures. On effectue un enlèvement partiel d'eau sous une pres-

  
 <EMI ID=195.1> 

  
collecté environ 62,8 g de distillat pour 100 g de phénol. Après le refroidissement à la température ambiante, le pH du condensat partiellement déshydraté est de 8,6. On combine ensuite ce condensat avec 1000 g de résine A d'échange de cations et l'on agite la suspension'. -résultante jusqu'à ce que le pH se stabilise à une valeur de 2,3, ce qui prend environ 13 minutes. On sépare par

  
 <EMI ID=196.1> 

  
suite le filtrat avec 600 g de la résine A d'échange des anions, jusqu'à ce que le pH atteigne 5,40, ce qui prend environ 15 minutes. Après une filtration destinée à séparer la résine anionique, le filtrat possède également un pH de 5,40. On chauffe ce

  
 <EMI ID=197.1> 

  
40 mm de Hg durant 5 heures et quart environ pour effectuer l'enlèvement des matières volatiles et notamment de l'eau, après quoi on laisse le produit refroidir jusqu'à la température ambiante. On obtient le produit liquide en un rendement de 121,5 g pour 100 g de phénol.'Ce produit, désigné ici comme étant le

  
 <EMI ID=198.1> 

  
Exemples 1,1-14 

  
Selon ces exemples, on soumet les résols D à G, res-

  
 <EMI ID=199.1> 

  
sion atmosphérique sous azote, en appliquant le mode opératoire décrit ci-dessus en "A" ' des exemples 4 à 6. On détermine les caractéristiques de moussage des résols, avant et après le vieillissement à chaud, en utilisant la formulation A de production

  
 <EMI ID=200.1> 

  
tie (B) des exemples 4 à 6. le tableau III suivant donne les résultats de cette étude sur le vieillissement et sur les caractéristiques de formation d'une mousse. 

  

 <EMI ID=201.1> 


  

 <EMI ID=202.1> 


  

 <EMI ID=203.1> 
 

  
Les données du tableau III montrent surtout que les résols de l'invention, ayant subi un échange d'ions et qui proviennent de produits de condensation dont la condensation a duré moins longtemps et plus longtemps, que les 3,25 heures ayant servi à former les résols A, B et C, ont également de bonnes propriétés de vieillissement et une bonne réactivité pour la formation d'une mousse. Ces données montrent également qu'à un facteur de formaldéhyde de 170, lorsqu'on diminue la dureté des conditions de condensation, par exemple en réduisant à 2,25 heures la durée de la condensation (résol F), on obtient des résols qui, lorsqu'on les désionise par la suite comme décrit ici, sont capables de mousser pour donner une mousse de faible masse volu-

  
 <EMI ID=204.1> 

  
13) par des réactions réglables de versement en place. Les données montrent également que lorsque l'on désire que les résols de l'invention forment une mousse à plus grande masse volumique, on peut obtenir de tels résols en effectuant la réaction de condensation sous une combinaison plus dure de conditions, comme .des durées prolongées de condensation de 4,25 heures et de 5,25 heures, ayant servi à préparer les produits de condensa-

  
tion dont dérivent les résols D, E et G. la raison du résultat apparemment anormal de l'exemple 12-3, obtenu à partir du résol E-3 ayant subi un vieillissement, n'est pas évidente à la vue des résultats obtenus avec le résol D-3 ayant subi un viellissement et qui a servi dans l'exemple 11-3. Le résol D-3 a une viscosité nettement supérieure (64 500 cPo) après 15,5 heures

  
 <EMI ID=205.1> 

  
pondante de réactivité, comme le montre la masse volumique de
36,1 g/dm<3> de la mousse produite à partir de ce résol D-3.

  
 <EMI ID=206.1> 

  
A titre comparatif, on a préparé deux résols qui n'entrent pas dans le cadre de la présente invention, en traitant un produit de condensation phénol-formaldéhyde (facteur de

  
 <EMI ID=207.1>  de 2,65* Cependant, au lieu du traitement subséquent avec une résine d'échange d'anions, on porte le pH final du résol à 4,7 par neutralisation avec du catalyseur alcalin de condensation.

  
Ces résols particuliers sont désignes, ici comme étant les résols

  
 <EMI ID=208.1> 

  
est intéressant à propos de ces résols particuliers. Ce brevet précité concerne la préparation de résines phénol-formaldéhyde obtenues par réaction catalysée par une base et ayant une durée

  
 <EMI ID=209.1> 

  
signifiant alors "une solution de résine qui reste hydrosoluble, sans précipitation ni gélification, pendant une période rai-

  
 <EMI ID=210.1> 

  
résols ayant une telle "tolérance à l'eau", le brevet précité suggère de réduire la proportion de substance alcaline provenant du catalyseur ayant servi à la réaction de condensation phénolformaldéhyde ) par traitement de ce produit de condensation avec une résine d'échange de cations pour en ajuster le pH à une valeur comprise entre 4 et 8, en réglant la durée de l'exposition à la résine d'échange de cations ou "en portant le pH à une

  
valeur inférieure à 4 avec addition subséquente d'une substance

  
 <EMI ID=211.1> 

  
substance alcaline que l'on ajoute peut être la même que celle servant à l'origine pour catalyser la réaction de condensation, ou bien l'on peut utiliser une "substance alcaline volatile", comme une amine. Bien que le brevet précité ne se soucie pas

  
de la durée possible de magasinage des résols du point de vue de leur réactivité à titre de compositions moussables, il a été néanmoins intéressant de préparer et de déterminer les caractéristiques de vieillissement des résols précités II et III.

  
Plus particulièrement, pour la préparation des résols II et III, on a utilisé des mélanges réactionnels contenant les constituants suivants : 1600 g, soit 17 moles de phénol ; 34 moles de formaldéhyde, ajoutés sous forme de 2740 g d'une solution

  
 <EMI ID=212.1> 

  
hydraté comme catalyseur et 230 g d'eau distillée. On chauffe

  
 <EMI ID=213.1>  4,25 heures (résol III). Après addition de l'hydroxyde de baryum
(catalyseur), les mélanges réactionnels ont des valeurs respectives du pH de 8,65 et de 8,75. Après déshydratation partielle
(65,6 et 63,3 g de distillat pour 100 g de phénol, respectivement), les mélanges réactionnels ont un pH de 7,8 (résol II)

  
 <EMI ID=214.1> 

  
avec chaque résol et avec 1000 g de la résine A d'échange de cations, jusqu'à. ce que le pH se stabilise à 2,65. Dans chaque essai, on ajuste le pH du résol à une valeur de 4,70 par l'addition de 38 g (résol II) et de 40 g (résol III) d'une solution

  
 <EMI ID=215.1> 

  
ensuite l'eau des résols à 45[deg.]-65[deg.]C sous une pression correspondant à 80-45 mm de mercure, en une période d'environ 4 heures.

  
On obtient les produits liquides, appelés résols II et III, avec

  
des rendements d'environ 141 g pour 100 g de phénol, et on les soumet à un vieillissement à chaud sous de l'azote à 65[deg.]C à.

  
la pression atmosphérique, en.suivant le mode opératoire décrit

  
 <EMI ID=216.1> 

  
temps indiquées au tableau IV ci-après. Ce dernier tableau indique également la viscosité des résols après leur préparation et après chaque période de vieillissement. On emploie ensuite des échantillons des produits ayant subi ue vieillissement comme constituant résol de la formulation A de production d'une mousse

  
 <EMI ID=217.1> 

  
ci-dessus pour le moussage. Le tableau IV suivant fournit également des données sur le moussage. 

  

 <EMI ID=218.1> 


  

 <EMI ID=219.1> 


  

 <EMI ID=220.1> 
 

  
Les résultats du tableau IV montrent que l'ajustement du pH du produit de condensation ayant subi un échange de cations, par une nouvelle addition du catalyseur de condensation à base de métal alcalin, comme dans la préparation des résols II et III, nuit aux caractéristiques de vieillissement et à l'aptitude à la mise en oeuvre du résol produit. Ainsi, après une période totale de vieillissement de 13 heures (essai C-2b), le

  
 <EMI ID=221.1> 

  
seul constituant résol de la formulation A de production d'une mousse. Cette dernière conclusion se fonde sur l'observation selon laquelle, bien qu'un peu de réactivité soit indiquée par une levée de 7,5 cm dans certaines zones de la formulation de production d'une mousse, le comportement du moussage n'est pas satisfaisant ; la forte viscosité (147 000 cPo) peut également expliquer pourquoi le résol II-2 ne mousse pas. Au contraire, comme le montre la série des données de vieillissement de l'exem-

  
ple 4 du tableau II, le résol désionisé A de l'invention, qui

  
a également été condensé à un facteur de formaldéhyde de 170 pendant 3,25 heures à 75[deg.]C et qui a été porté à un pH final

  
de 4,7 (par traitement avec une résine d'échange d'anions) a

  
des caractéristiques supérieures de vieillissement et a une viscosité initiale nettement plus faible et qui, bien qu'augmentée au cours du vieillissement, reste encore à une valeur permettant la mise en oeuvre du résol. En outre, le résol III, qui a été préparé avec la plus grande période de condensation de 4,25

  
 <EMI ID=222.1> 

  
nir le résol D de l'exemple 7) a une viscosité initiale si élevée (552 000 cPo) qu'il ne peut mousser lorsqu'on utilise

  
la formulation normale A de production d'une mousse, et devient une matière, analogue à du caramel (viscosité supérieure à

  
1 000 000 de cPo) après 7 heures seulement de vieillissement à chaud. Au contraire, et comme le montrent les données de l'exemple 11 du tableau III, le résol D de la présente invention a

  
de bonnes caractéristiques de vieillissement et une bonne réactivité pour la production d'une mousse. 

  
Exemples _ 1 5-18

  
 <EMI ID=223.1> 

  
Selon ces exemples, on prépare des produits supplémentaires de condensation phénol-formaldéhyde à des durées de

  
 <EMI ID=224.1> 

  
sensiblement comme décrit ci-dessus à propos des résols A à G sauf que, au lieu d'effectuer la condensation à un facteur de formaldéhyde de 170, ce facteur est d'environ 120, dans le cas d'une solution à 37,3 % en poids de formaldéhyde. Plus particulièrement, voici dans chaque préparation les matières de départ :
1882 g (20 moles) de phénol, 2413 g d'une solution aqueuse à
37,3 &#65533; en poids de formaldéhyde (30 moles de HCHO) et 32,3 g

  
 <EMI ID=225.1> 

  
188 g d'eau distillée. Aprè s addition de la solution aqueuse

  
du catalyseur, les mélanges réactionnels ont des valeurs respectives du pH de 8,80 ; 8,85 ; 8,75 et 8,70. On .condense les

  
 <EMI ID=226.1> 

  
(résol H), 4,25 heures (résol J), 5,25 heures (résol K) et 6,25 heures (résol L). On soumet ensuite les produits de condensation à une déshydratation partielle à 45-65[deg.]C sous une pression correspondant à 80-45 mm de Hg, jusqu'à, porter la teneur en eau à un niveau d'environ 25 % en poids. On forme ensuite une suspension, à la température ambiar.te, avec les produits partiellement déshydratés de cette condensation et 1000 g de la résine A d'échange des cations, et l'on agite durant 40 à

  
45 minutes pendant lesquelles le pH diminue jusqu'aux valeurs indiquées au tableau V ci-après. Après séparation par filtration de la résine cationique, on combine les filtrats avec

  
300 g de la résine A d'échange des anions, et l'on agite les ' suspensions résultantes jusqu'à ce que les valeurs respectives du pH s'élèvent à 4,55 à 4,6, comme également indiqué au tableau

  
 <EMI ID=227.1> 

  
filtrats ayant alors le pH indiqué au tableau V suivant. 

TABLEAU V

  

 <EMI ID=228.1> 


  
On évapore une quantité supplémentaire d'eau des

  
 <EMI ID=229.1> 

  
viron 40 mm) en une période de 6 heures (résols H et J), 4 heures
(résol K) et 3,75 heures (résol L), après quoi on laisse les filtrats refroidir jusqu'à, la température ambiante. On en détermine la viscosité et le comportement lors du moussage, aussi bien avant qu'après un vieillissement à chaud, en opérant comme décrit dans les exemples suivants.

Exemple 19-22

  
 <EMI ID=230.1> 

  
 <EMI ID=231.1> 

  
verses périodes de temps, selon le mode opératoire de la partie
(A) des exemples 4-6 ci-dessus. Avant et après chaque période de vieillissement, on emploie des échantillons comme constituant résol d'une formulation A de production de mousse (tableau I) en suivant le mode opératoire décrit sous la partie (B) des exemples 4-6. Le tableau VI suivant indique la longueur de chaque période de chauffage, les résultats des mesures de viscosité et les données concernant la réactivité lors de la production d'une mousse. 

  

 <EMI ID=232.1> 


  

 <EMI ID=233.1> 


  

 <EMI ID=234.1> 
 

  
L'examen des résultats présentés aux tableau VI montre que lorsque l'on effectue la réaction de condensation à un facteur phénol-formaldéhyde de 120, on obtient pour des durées de condensation de 3,25 heures et de 4,25 heures (telles qu'on les utilise pour la préparation des résols H et J), des résols fortement réactifs ayant une faible viscosité. La forte réactivité des résols H et J se reflète, en particulier, dans la faible masse volumique des mousses produites. Malgré leur réactivité élevée, les résols H et J laissent s'effectuer à la température ambiante une réaction réglable de moussage après déversement

  
en place. Les résols K et L ont également été condensés à un facteur phénol-formaldéhyde de 120, mais sur de plus longues périodes de condensation (5,25 heures et 6,25 heures). Les résols

  
 <EMI ID=235.1> 

  
à chaud, mais leur viscosité augmente nettement après le vieillissement à chaud. la grande viscosité de ces résols particuliers empêche une incorporation appropriée par mélange de l'acide

  
 <EMI ID=236.1> 

  
ainsi, bien que l'on n'observe qu'un faible retrait, la levée globale de la mousse est irrégulière et les mousses ont une qualité plus médiocre que les mousses obtenues à partir des résols H et J. Il est donc évident que lorsque l'on effectue la réaction de condensation à 75[deg.]C et avec un facteur de formaldéhyde de
120, il convient d'éviter des durées prolongées de condensation
(5,25 heures-6,25 heures).

  
Exemples 23-33

  
Selon ces exemples, on prépare des résols phénolformaldéhyde, désignés ici comme étant les résols M à W, à un

  
 <EMI ID=237.1> 

  
on utilise les constituants suivants : 1600 g de phénol ;

  
2740 g d'une solution aqueuse à 37,3 % en poids de formaldéhyde ; et une solution de catalyseur contenant de l'hydroxyde de potassium (pureté : 86,2 %) en dissolution dans 188 g d'eau distillée. 

  
La quantité particulière d'hydroxyde de potassium et les conditions de condensation que l'on emploie dans chaque préparation sont indiquées au tableau VIII ci-après. En suivant sensiblement le m&#65533;me mode opératoire des manipulations que celui décrit, par exemple, à l'exemple 1, on soumet les produits respectifs de condensation : à une déshydratation partielle ; à un traitement avec la résine A d'échange des cations ; à une filtration ; à un traitement avec la résine A d'échange des anions ; à une filtration ;

  
et à une évaporation pour enlever du distillât aqueux supplémentaire. Le tableau VIII indique également la quantité des résines d'échange d'ions que l'on utilise et le pH des filtrats après chaque traitement d'échange d'ions. On mesure la viscosité de chaque résol et on analyse au moins un résol préparé aux diverses

  
 <EMI ID=238.1> 

  
On emploie ensuite chacun des résols M à W comme résol dans la formulation suivante pour préparation d'une mousse :

TABLEAU VII

  
Formulation B pour la préparation d'une mousse

  

 <EMI ID=239.1> 


  
(1) comme défini au tableau I.

  
On prépare les mousses en suivant le mode opératoire

  
 <EMI ID=240.1> 

  
VIII suivant indique la masse volumique des mousses respectives produites, ainsi que les autres données précitées. 

  

 <EMI ID=241.1> 


  

 <EMI ID=242.1> 
 

  

 <EMI ID=243.1> 


  

 <EMI ID=244.1> 
 

  
(1) A des pressions réduites correspondant aux valeurs suivantes

  
(en mm de Hg) aux températures respectives :

  
 <EMI ID=245.1> 

  
(3) Jusqu** uns pression réduite finale correspondant à 40-41 mm

  
à 65-67[deg.]C.

  
(4) Non enregistré.

  
Il ressort à l'évidence des données du tableau VIII ainsi que des données des tableaux II, III et VI, que le procédé de la présente invention offre des possibilités multiples pour la préparation de résols phénol-formaldéhyde qui conviennent pour produire des mousses à faible masse vclumique et des mousses

  
à masse volumique élevée, grâce, à. un ajustement approprié des conditions de la condensation et notamment du facteur de formaldéhyde, de la durée et de la température de cette condensation, ainsi que de la concentration du catalyseur. Ainsi, comme étudié à propos des données du tableau III, à un facteur de formaldéhyde de 17C, une température de condensation de 75[deg.]C et une concentration d'hydroxyde de potassium (catalyseur) d'environ 2 % en poids par rapport au phénol, on obtient des résols fortement réactifs, permettant la formation d'une mousse à faible masse volumique, lorsque l'on opère avec une durée de condensation relativement brève (par exemple 2,25 heures), alors que l'on obtient des résols permettant de fournir une mousse à masse volumique plus élevée lorsqu'on opère à une plus longue durée de condensation (3,25 heures).

   Comme le montrent les données du tableau VI, on peut également préparer des résols fortement réactifs pour la formation d'une mousse à faible masse volumique lorsque l'on opère avec de plus longues durées de condensation
(par exemple 3,25 heures-4,25 heures), en abaissant à 120 le facteur de formaldéhyde. En outre, les données du tableau VIII indiquent que l'on peut obtenir des mousses ayant la masse volumique voulue en ajustant de façon appropriée la température de condensation et/ou la concentration du catalyseur. En plus de leur excellente réactivité à l'état fraîchement préparé, les résols M à W de la présente invention, qui ont subi un échange d'ions, ont également d'excellentes caractéristiques de vieillissement, comme illustré par les résultats des exemples 34 à
40 ci-après.

  
Exemples 34 et 35

  
On soumet les résols Q et R préparés dans les conditions des exemples 27 et 28 (tableau VIII) à un vieillissement à chaud à 65 [deg.]C et à la pression atmosphérique sous azote pendant une période totale de 18 heures en trois stades de cinq, six et sept heures. Après chaque stade de vieillissement à chaud, on analyse les résolts respectifs pour en déterminer

  
 <EMI ID=246.1> 

  
sité et l'on en vérifie le comportement lors du moussage en employant la formulation B de production d'une mousse (tableau VII). Les résultats obtenus sont présentés au tableau IX suivant qui, pour permettre une comparaison facile, inclut également les valeurs correspondantes pour chaque résol à l'état fraîchement préparé. 

  

 <EMI ID=247.1> 


  

 <EMI ID=248.1> 
 

  
Les résultats de l'exemple 34 montrent l'excellente rétention de la grande réactivité du résol Q corme produit moussable, après un vieillissement accéléré. Cela se reflète par le fait que le temps de formation d'une crème, le temps de levée,

  
la hauteur de la levée et, en particulier, la masse volumique de la mousse, n'ont pratiquement pas changé après chaque période

  
de vieillissement. Le résol R montre également d'excellentes caractéristiques de vieillissement. La rétention de la réactivité

  
et la stabilité à l'égard d'une auto-condensation, que présentent les résols Q et R, se reflètent également dans l'observation selon laquelle leurs teneurs en eau restent relativement basses.

  
Il y a lieu également de noter une observation selon laquelle,

  
si la viscosité des résola augmente au ccurs du vieillissement,

  
la réactivité des résols fraîchement préparés et des résols ayant subi un vieillissement reste approximativement au même niveau.

  
Cela indique que l'augmentation de la viscosité au cours du vieillissement des résols de la présente invention, traités par échange d'ions, n'est pas due à une auto-condensation importante donnant une masse moléculaire supérieure et donnant des polymères moins réactifs, mais est due plutôt à un phénomène physique

  
tel que de la liaison intermoléculaire qui, en présence des catalyseurs acides de durcissement que l'on ajoute, se clive ou se casse facilement pour libérer des sites fortement réactifs permettant un durcissement rapide fournissant la mousse phénolique.

Les autres résols de l'invention, comme les reçois

  
A, C et D décrits ci-dessus, montrent sensiblement la même tendance à la bonne rétention de leur réactivité après vieillissement à chaud, malgré une augmentation importante de la viscosité au cours du vieillissement accéléré. Cela est graphiquement illustré par la figure 1 d'accompagnement, qui montre une corréla-

  
 <EMI ID=249.1> 

  
 <EMI ID=250.1> 

  
se (en g/dm , en ordonnées) et le nombre d'heures de vieillissement à chaud pour les résols A, C, D et R selon l'invention,

  
qui ont subi un traitement d'échange d'ions, et pour le résol normal I, qui ne constitue pas un produit de la présente invention. 

  
Pour chaque résol, les nombres entre parenthèses correspondent au nombre total d'heures pendant lesquelles le

  
 <EMI ID=251.1> 

  
et courbe A) et les exemples 6 à 6-3 (résol C et courbe C) du tableau II et exemples 11 à 11-3 (résol D ; courbe D) du tableau III (dans chacun de ces exemples, on a utilisé la formulation

  
A de production d'une mousse) ; et exemples 35 à 35-3 (résol R et courbe R) du tableau IX, où l'on a utilisé la formulation B de production d'une mousse. Comme le montrent les courbes correspondant au&#65533;ésols de l'invention, la réactivité des résols, reflétée par la masse volumique de la mousse obtenue, reste relativement constante malgré l'augmentation importante de la viscosité. Au contraire, la réactivité du résol I, comme constituant résol de la formulation A de production d'une mousse,

  
est sensiblement réduite après 5 heures seulement de vieillissement à chaud (ce qui est reflété par une augmentation de plus

  
 <EMI ID=252.1> 

  
aussi bien qu'après 18 heures, soit à un niveau permettant aux résols de l'invention d'avoir une bonne réactivité et d'être

  
 <EMI ID=253.1> 

  
rée de la figure 1).

  
Exemples 37-40

  
Selon ces exemples, on évalue les caractéristiques

  
de vieillissement aux conditions ambiantes pour les résols M,

  
P, S, T et W, qui ont été préparés comme décrit dans les exemples
23, 26, 29, 30 et 33 du tableau 7111. On conserve simplement chaque résol à la température ambiante dans un récipient clos

  
et, après une période prolongée de magasinage, on prélève des échantillons pour des mesures de viscosité et pour des essais

  
du comportement lors du moussage, en utilisant la formule B de préparation d'une mousse (tableau VII). Le nombre de jours pour ce vieillissement, la viscosité et les caractéristiques de moussage après vieillissement sont indiqués au tableau X, qui comporte également les données initiales correspondantes. 

  

 <EMI ID=254.1> 


  

 <EMI ID=255.1> 
 

  
Les données du tableau X montrent encore l'excellente possibilité de magasinage des résols de la présente invention traités par échange d'ions. Pour déterminer si les résols M, F, S,

  
T et W ont conservé une réactivité quelconque pour servir de résines moussables après une période extrêmement prolongée de temps, on vérifie la réactivité de moussage de chaque résol servant de constituant résol dans la formulation B de production d'une mousse,

  
 <EMI ID=256.1> 

  
ment aux conditions ambiantes en plus du nombre de jour? de vieillissement indiqués au tableau X. Le tableau XI suivant indique

  
la viscosité, la teneur en eau et les données de réactivité pour chaque résol après la période indiquée de vieillissement.

TABLEAU XI

  

 <EMI ID=257.1> 


  
(1) non mesuré

  
les données ci-dessus montrent de façon assez surprenante que malgré le fait que ces résols ont subi un vieillissement aux conditions ambiantes pendant des périodes presque égales à 2 ans ou même supérieures, ces résols ont conservé suffisamment de réactivité et de fluidité pour pouvoir mousser. La mousse produite à partir du résol T ayant subi ce vieillissement est

  
 <EMI ID=258.1> 

  
masse volumique de la mousse produite est de 23,44 g/dm .

Exemple 41

  
Préparation du résol X et réactivité pour le moussage

  
Dans le présent exemple, on prépare un résol liquide -'supplémentaire selon l'invention, à un facteur de formaldéhyde <EMI ID=259.1> 

  
de formaldéhyde) en présence de 16 g dthydroxyde de potassium
(catalyseur ; pureté : 85,9 %) en dissolution dans 188 g d'eau distillée, pendant une période de 3,25 heures à 85[deg.]C (pression correspondant à 480 mm-525 mm de Hg). Après la réaction de condensation, le pH du produit de condensation (refroidi à 45[deg.]C) est de 7,7. On forme ensuite une suspension avec le produit de condensation (4490 g) et avec 350 g de la résine A d'échange de cations, jusqu'à ce que le pH de la suspension se stabilise à 2,5, ce qui prend environ 16 minutes. On filtre ensuite la suspension et l'on combine le filtrat avec 1000 g de la résine A d'échange d'anions pendant 40 minutes environ. Après cette période, le pH de la suspension est de 5,45.

   On sépare par filtration. la résine d'échange d'anions et l'on élimine 2216 g de distillat aqueux par évaporation de ce filtrat à environ 48-51 [deg.]C (à une pression correspondant à 100-85 mm de Hg) et finalement, à 65 [deg.]C à une pression correspondant à 15 mm de Hg. Le produit liquide restant
(2130 g), désigné ici comme étant le résol X, a une viscosité Brookfield à 25[deg.]C de 66 000 centipoises et une teneur en eau de

  
 <EMI ID=260.1> 

  
En suivant le mode opératoire général de moussage décrit ci-dessus, on emploie le résol X comme constituant résol de la formulation B de production d'une mousse du tableau VII. Voici les données concernant la réactivité de production de la mousse : temps jusqu'à formation d'une crème : 20 secondes ; temps de levée : 100 secondes ; temps jusqu'à absence d'état

  
 <EMI ID=261.1> 

  
masse volumique de la mousse : 26,2 g/dm<3>. La résistance à la compression, et la résistance à la friabilité de la mousse produite figurent au. tableau XVII ci-après.

Exemple 42

  
Selon le présent exemple, on soumet le résol X, préparé selon l'exemple 41 ci-dessus, à un essai normalité pour déterminer son temps de gélification, c'est-à-dire le temps nécessaire pour que le résol atteigne un degré de polymérisation tel qu'il soit devenu un gel. A titre comparatif, on détermine également le temps de gélification d'un résol phénol-formaldéhyde, désigné ici

  
 <EMI ID=262.1> 

  
la fabrication du résol I-A, on effectue la condensation du phénol et du formaldéhyde à l'aide d'hydroxyde de baryum octahydraté ' comme catalyseur, et l'on neutralise le produit de condensation avec de l'acide sulfurique dilué. Tel qu'il a été initialement préparé, le résol I-A a un pH de 6,8, une teneur en eau de 7,0 % en poids et une viscosité de 2970 centipoises. Le résol I-A peut fortement réagir à la chaleur dans des conditions ordinaires

  
de magasinage et il est donc normalement recommandé de le conserver

  
 <EMI ID=263.1> 

  
tion de leurs temps respectifs de gélification, on a conservé le résol 1 de l'invention à la température ambiante durant 43 jours environ, et l'on a conservé le réscl I-A sous réfrigération
(environ 5[deg.]C). Tel qu'il sert dans le présent exemple, le résol

  
 <EMI ID=264.1> 

  
ratoire. Dans chaque détermination, on place un échantillon de

  
1 g de résol au centre d'une plaque chaude réglée à 100[deg.]C, à
1300C, à 150[deg.]C et à 180[deg.]C, respectivement. Après un intervalle

  
de 30 secondes, on heurte l'échantillon avec une spatule et l'on considère comme point final de l'essai le temps nécessaire pour que l'échantillon atteigne un état de polymérisation caractérisé par un début de collage et de formation de "fils" du polymère
(c'est-à-dire le temps nécessaire pour atteindre un état collant). On effectue un certain nombre de mesures pour des échantillons respectifs de chaque résol aux températures indiquées. On effectue des mesures de temps de gélification pour déterminer les vitesses relatives de durcissement. Plus le temps de gélification est long, plus le résol est stable à l'égard d'une polymérisation qui le fait passer à l'état entièrement durci (thermodurci). Les résultats obtenus sont présentés au tableau XII suivant. 

TABLEAU XII

  

 <EMI ID=265.1> 


  
 <EMI ID=266.1>  

  
Les résultats du tableau XII montrent l'augmentation de la stabilité inhérente à l'égard de l'auto-condensation des résols de l'invention, traités par échange d'ions, en comparaison de résols du commerce fournis sous la forme de compositions mousstables. Malgré leur meilleure stabilité et leur durée prolongée de magasinage possible, les résols de l'invention ont également une plus grande réactivité de composition moussable en comparaison des résols servant en pratique industrielle à la fabrication d'une résine phénolique rigide à masse volumique moyenne par des réactions de moussage avec versage en place.

   Comme le montrent les données de réactivité pour la production d'une mousse (tableau II), dans le cas de l'emploi de la formulation A du tableau I pour la préparation d'une mousse, le résol I (qui n'est pas obtenu selon,la présente invention) fournit dans l'essai comparatif C-1

  
 <EMI ID=267.1> 

  
volumique d'environ 45,4 g/dm<3>. Au contraire, à partir de la même formulation A, les résols A à C de l'invention fournissent des mousses ayant des masses volumiques nettement inférieures aussi bien avant qu'après un vieillissement accéléré, ces plus faibles densités reflétant leur meilleure réactivité à titre de compositions moussables. La plus grande réactivité des résols de l'invention, traités par échange d'ions, est encore indiquée par l'observation selon laquelle ces résols exigent moins de catalyseur pour obtenir une mousse de masse volumique donnée que les résols compa-

  
 <EMI ID=268.1> 

  
comme constituant résol de la formulation B de production d'une mousse, modifiée cependant pour contenir24 parties du catalyseur acide au lieu de 9 parties seulement, les temps de formation

  
d'une crème et de levée sont de 50 secondes et de 130 secondes, respectivement ; la hauteur de levée de la mousse est de 18,75 cm et la mousse résultante a une masse volumique de 25,9 g/dm , ce

  
qui est voisin de la masse volumique de 26,2 g/dm de la mousse produite à partir du réaol X de l'exemple 41 avec la plus faible concentration de 9 parties de l'acide fluoborique comme catalyseur. De même, lorsque l'on emploie le résol comparatif I-A comme constituant résol de la formulation B de production d'une mousse, modifiée pour contenir 21 parties du catalyseur acide et 40 parties de l'agent de gonflement, la réactivité de moussage est de : temps de formation d'une crème : 80 secondes ; temps de levée : 240 secondes ; hauteur de levée de la mousse : 16,25 cm ; masse volumi-

  
 <EMI ID=269.1> 

  
son avec des résols employés à l'échelle commerciale et fournis

  
 <EMI ID=270.1> 

  
 <EMI ID=271.1> 

  
par échange d'ions, possèdent, comme composition moussable, une plus grande réactivité inhérente du fait que les résols selon l'invention fournissent une mousse ayant une masse volumique ou une densité particulière à de plus faibles niveaux de :La concentration du catalyseur.

Exemple 43

  
Préparation 'du résol Y 

  
Le présent exemple illustre la préparation des résols de l'invention à l'échelle d'une installation pilote, lorsque l'on effectue la désionisation dans des lits fixes de résines d'échange dans des colonnes. On effectue la condensation dans un réacteur en acier inoxydable, muni d'un condenseur et

  
 <EMI ID=272.1> 

  
formaldéhyde étant d'environ 170, et 5,22 kg d'une solution aqueuse (à environ 12,5 % en poids) d'hydroxyde de potassium (pureté :

  
 <EMI ID=273.1> 

  
par la réaction provoque le reflux et l'on règle la température à 85[deg.]C durant 3 heures en ajustant la pression (correspondant

  
 <EMI ID=274.1> 

  
de la réaction, on le fait passer dans un tambour, puis on le fait passer en sens descendant à travers un lit de 45,4 kg de la résine A d'échange de cations, contenue dans une tour revêtue

  
 <EMI ID=275.1> 

  
l'effluent provenant de la tour d'échange des cations a un pH de 3,0 et on le fait ensuite passer vers le bas à travers un lit de 72,6 kg de la résine A d'échange d'anions, contenue dans une tour en acier inoxydable (24-4- cm x 30 cm de diamètre intérieur). L'effluent de la tour d'échange des anions a un pH de 5,2 et l'on en élimine 47,4 kg de distillat aqueux en opérant sous une pression

  
 <EMI ID=276.1> 

  
le résol ainsi produit, désigné comme étant le résol Y, avec

  
un rendement de 134 kg pour 100 kg de phénol utilisé et, à l'ana- ' lyse, on trouve que ce résol possède une teneur en eau de 5,78 %

  
en poids et une viscosité Brookfield (à 25[deg.]C) de 22 800 centipoises.

  
On détermine, avant et après vieillissement durant 54 jours à la température ambiante, la réactivité du résol Y comme résine

  
 <EMI ID=277.1> 

  
fraîchement préparée et de la matière ayant subi un vieillissement pour être le constituant résol de la formulation B de préparation d'une mousse (tableau VII). Les résultats obtenus sont présentés au. tableau XIII.

TABLEAU XIII

  

 <EMI ID=278.1> 


  
(1) Après 54 jours de vieillissement à la température ambiante.

  
Les résultats du tableau XIII montrent en outre l'excellente aptitude au magasinage des résols de l'invention,

  
 <EMI ID=279.1> 

  
ves des mousses préparées à partir du résol Y fraîchement préparé

  
et après vieillissement de ce résol Y, sont sensiblement les

  
mêmes. Il y a lieu également de noter l'observation selon laquelle,

  
si la viscosité de la matière ayant subi un vieillissement, a  considérablement augmenté, cela n'a pas nui à la réactivité. 

Exemple 44 

  
Préparation du résol Z , 

  
 <EMI ID=280.1>  

  
En suivant sensiblement le même mode opératoire des manipulations et en utilisant l'équipement décrit à l'exemple
43, on prépare un résol hautement réactif et qui convient pour une application par projection de pulvérisation d'une résine phénolique, comme décrit ci-après,

  
On effectue la réaction de condensation en employant
77,6 kg de phénol et 133 kg de solution aqueuse à 37 % de formaldéhyde (le facteur de formaldéhyde étant d'environ 170) et environ

  
 <EMI ID=281.1> 

  
7 dissolution dans 3,7 kg d'eau distillée. On réduit la pression

  
régnant sur le système à une valeur correspondant à environ
400 mm de Hg et, après le dégagement initial de chaleur par la réaction, on en règle la température à 75 [deg.]C durant 3 heures environ en ajustant la pression (de façon à correspondre à 400-
470 mm de Hg) On refroidit ensuite le produit de la réaction

  
 <EMI ID=282.1> 

  
fait passer ce produit vers le bas à travers un lit de 45,4 kg de la résine A d'échange de cations, contenue dans la tour décrite dans l'exemple 43. L'effluent provenant de la tour d'échange

  
des cations a un pH de 2,2 et on le fait passer vers le bas à travers un lit de la résine A dtéchange des anions, contenue dans la tour en acier inoxydable. L'effluent de la tour d'échange

  
des anions a un pH de 4,7, et l'on en élimine du distillat aqueux

  
 <EMI ID=283.1> 

  
de Hg et 54-63[deg.]C). On obtient le résol ainsi produit, désigné

  
ici comme étant du "résol Z", avec un rendement de 132 kg pour
100 kg du phénol utilisé. On trouve à l'analyse que le résol Z contient 1,90 % en poids d'eau et qu'il a une viscosité Brookfield (à 25[deg.]C) de 860 centipoises. le résol Z est fortement réactif et il convient donc pour servir à former une résine phénolique à

  
 <EMI ID=284.1> 

  
cation par projection de pulvérisation, lorsqu'on emploie un appareil de pulvérisation tel que celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N[deg.] 3 122 326. Le résol Z convient également pour être mélangé à des résols moins fortement réactifs selon l'invention afin de satisfaire une spécification particulière concernant la masse volumique de la mousse à obtenir.

Exemple 45

  
On conduit une étude de vieillissement sur le résol Z en en conservant une portion dans un récipient clos en verre, de 3,78 1 de capacité, dans des conditions statiques à la température ambiante (moyenne 23[deg.]-26[deg.]C). On prélève périodiquement un échantillon du résol soumis à ce vieillissement, au cours d'une période totale de vieillissement d'environ 16 mois, et l'on soumet l'échantillon à. une analyse de teneur en eau et à une mesure de la viscosité. Un mois environ après le début du vieillissement du résol Z, on applique le même mode opératoire à un résol phénol-formaldéhyde employé à l'échelle industrielle, et que l'on désigne ici comme étant le résol comparatif IV qui est également destiné à fabriquer une mousse phénolique à très faible masse volumique (3,2 à 4,8 g/dm<3>).

   Le résol IV est produit à un facteur de formaldéhyde d'environ 120 (sur la base d'une solution aqueuse à 37 % de formaldéhyde), avec emploi de 1 'hydroxyde de baryum comme catalyseur pour effectuer la réaction de condensation et, comme dans le cas des résols comparatifs I et I-A,

  
on neutralise le produit de condensation en lui ajoutant de l'acide sulfurique, le sel de baryum résultant étant laissé dans

  
 <EMI ID=285.1> 

  
a un pH de 6,3 et une viscosité de 743 centipoises. Pour conserver une bonne possibilité de formation d'une mousse, il est normalement recommandé de magasiner le résol IV à une température infé-

  
 <EMI ID=286.1> 

  
de magasinage de 24[deg.]C si un tel magasinage n'excède pas 3 mois. Avant le moment ou l'on a soumis le résol IV à cette étude de vieillissement, ce résol IV a été maintenu sous réfrigération. Lorsque l'on a commencé à soumettre le résol IV à un vieillissement aux conditions ambiantes, ce résol IV a une teneur en eau

  
 <EMI ID=287.1> 

  
tipoises. Les résultats obtenus sont indiqués au tableau XIV. 

  

 <EMI ID=288.1> 


  

 <EMI ID=289.1> 
 

  
Les résultats de cette étude de vieillissement
(c'est-à-dire les données du tableau XIV) constituent la base des figures 2 et 3 d'accompagnement qui montrent la variation de la teneur en eau (figure 2 ; pourcentage en poids de la teneur en eau en ordonnées) et de la viscosité (viscosité Brook-

  
 <EMI ID=290.1> 

  
ment (en abscisses aux figures 2 et 3 : période de vieillissement aux conditions ambiantes). L'examen de ces figures respectives montre le niveau sensiblement constant de l'eau et de la viscosité au cours du vieillissement du produit désionisé (résol Z) selon l'invention, en comparaison du résol IV employé à l'échelle industrielle et qui est destiné à fournir la même qualité

  
de mousse phénolique.la forte augmentation de viscosité du résol IV au cours des périodes 14 et 15 de son vieillissement est

  
trop grande pour être représentée à la figure 3, en raison de l'échelle utilisée pour la viscosité ; ces valeurs particulières sont fournies au tableau XIV. Le niveau relativement constant

  
de la teneur en eau du résol Z, pendant cette étude prolongée

  
de vieillissement aux conditions ambiantes durant 16 mois environ, indique encore la remarquable stabilité inhérente des résols

  
 <EMI ID=291.1> 

  
moléculaire supérieure et donnant des résines moins réactives.

Exemple 46

  
Préparation du résol XX et réactivité pour le moussage.

  
Dans le présent exemple, on prépare un autre résol liquide selon l'invention, en opérant sensiblement de la même façon et dans les mêmes conditions que pour le résol X de l'exemple 41 ci-dessus. Ainsi, on effectue la réaction de condensation à un facteur de formaldéhyde de 170 (1600 g de phénol et 2740 g d'une

  
 <EMI ID=292.1> 

  
dissolution dans 188 g d'eau distillée pendant une période de

  
 <EMI ID=293.1> 

  
Après la réaction de condensation, le pH du produit de la condensation (refroidi à 45[deg.]C) est de 7,7. On forme ensuite une suspension avec le produit de cette condensation (4522 g) et avec 350 g de la résine A d'échange de cations, jusqu'à ce que le pH de la suspension se stabilise à 2,5, ce qui prend environ 14 minutes. On filtre ensuite la suspension et l'on combine le filtrat avec 1000 g de résine A d'échange d'anions pendant 32 minutes environ. Après cette période, le pH de la suspension est de

  
5,45. On sépare par filtration la résine d'échange d'anions et l'on soumet le filtrat à une évaporât ion d'un distillât aqueux

  
 <EMI ID=294.1> 

  
de restant (1990 g), désigné ici comme étant le résol XX, a une viscosité Brookfield à 25[deg.]C de 85 000 centipoises et une teneur en eau de 1,25 % en poids.

  
En suivant le mode opératoire général de moussage décrit

  
 <EMI ID=295.1> 

  
formulation B de préparation d'une mousse du tableau VII. Voici les données concernant la réactivité pour l'obtention d'une mousse : temps de formation d tune crème : 18 secondes ; temps de levée : 90 secondes ; temps jusqu'à absence d'état collant :

  
80 secondes ; hauteur de levée de la mousse : 19 cm ; masse

  
 <EMI ID=296.1> 

  
comporte l'indication de la résistance à la compression et de la résistance à l'effrittement de la mousse ainsi produite.

  
 <EMI ID=297.1> 

  
Selon ces exemples, on prépare une série de 4 résols phénol-formaldéhyde supplémentaires selon l'invention, désignés ici comme étant les résols AA, BB, CC et DD, à un facteur de formaldéhyde de 170 (1600 g de phénol et 2740 g d'une solution

  
 <EMI ID=298.1> 

  
de potassium (catalyseur ayant la qualité du produit obtenu dans une cellule à cathode de mercure) en dissolution dans 188 g d'eau distillée. L'hydroxyde de potassium employé pour chaque préparation est celui disponible à l'échelle commerciale sous forme de paillettes chez Hooker Chemical Corporation sous la

  
 <EMI ID=299.1> 

  
Société, a les spécifications suivantes (forme sèche) : 

TABLEAU XV

  

 <EMI ID=300.1> 


  
Pour préparer les résols AA et BB, on effectue les réactions de condensation durant 3 heures et 15 minutes à 85 [deg.]C

  
 <EMI ID=301.1> 

  
Pour préparer les résols CC et DD, on effectue les réactions de condensation durant 3 heures et 20 minutes à 85[deg.]C sous une pression réduite correspondant à 460 mm-510 mm de Hg (résol CC) et

  
 <EMI ID=302.1> 

  
de condensation, on mesure le pH des produits respectifs de condensation chauds (à environ 35[deg.]-45[deg.]C). On forme ensuite une suspension avec chacun des produits individuels de condensation et de la résine A d'échange de cations, jusqu'à ce que le pH de

  
la suspension se soit abaissé à 2,7&#65533;2,75. Après filtration, on forme une suspension avec les filtrats ayant subi un échange de cations et avec de la résine A dtéchange d'anions jusqu'à ce

  
que le pH des mélanges respectifs soit élevé à 5,5. On soumet ensuite les produits ayant subi cet échange d'ions à une évaporation d'un distillat aqueux à une température élevée et sous une pression réduite. Les conditions de cette évaporation de purification sont 50[deg.]C-54[deg.]C sous une pression correspondant à 115-100 mm de Hg (résol AA) ; 51 [deg.]-54[deg.]C sous une pression correspondant à

  
 <EMI ID=303.1> 

  
pondant à 105-60 mm de Hg (résol CC) et 50-55[deg.]C sous une pression correspondant à 105-70 mm de Hg (résol DD). L'état final de chaque opération d'évaporation est de 65[deg.]C sous une pression correspondant à 40 mm de Hg. Le tableau XVI ci-après indique la viscosité

  
 <EMI ID=304.1> 

  
des résines d'échange d'ions utilisée, le pH des produits de condensation initialement et après chaque stade d'échange des ions, la quantité de distillat aqueux collecté et les rendements en produit. Le tableau XVI suivant comprend également les données correspondantes pour le résol X (exemple 41 ) et le résol XX
(exemple 46) décrits ci-dessus.

  
t; 

  

 <EMI ID=305.1> 


  

 <EMI ID=306.1> 
 

  
Exemples 51-54

  
Dans ces exemples, on prépare des mousses phénoliques en employant les résols AA, BB, CC et DD décrits ci-dessus des exemples 47-50 comme constituant résol de la formulation B

  
de préparation d'une mousse, qui est définie au tableau 711. :Pour ces préparations, on suit le mode opératoire général de moussage

  
 <EMI ID=307.1> 

  
des mousses produites. On mesure la résistance à la compression selon le mode opératoire de la norme ASTM D-1621. On mesure la résistance à la friabilité en utilisant une combinaison de la norme ASTM C-367 et des essais de culbutage au tonneau selon la norme 0-421. C'est-à-dire que l'on conditionne à la température ambiante les échantillons d'essais dans des cubes en chêne rouge selon la norme ASTM C-367, et les intervalles dec temps d'essai
(après des périodes de 2 et de 8 minutes pour 10 minutes au total)

  
correspondent à la norme ASTM C-421. Le tableau XVII comprend également des données sur la réactivité du résol X et du résol XX décrits dans les exemples 41 et 46, respectivement, ainsi que des données sur la résistance à la compression et la résistance

  
&#65533; la friabilité des mousses qui dérivent de ces résols. Voici le tableau XVII. 

  

 <EMI ID=308.1> 


  

 <EMI ID=309.1> 
 

  
Les résultats du tableau XVII montrent que les mousses phénoliques produites à l'aide des résols AA, BB, CC et DD montrent une nette amélioration de la résistance à la friabilité en comparaison de la résistance des mousses produites à partir des résols X et XX, la différence essentielle entre les deux

  
 <EMI ID=310.1> 

  
potassium, qualité provenant de la cellule à cathode de mercure (à 90 % de, pureté) servant à fabriquer les produits de condensation dont dérivent les résols AA-DD, sont données au tableau XV qui suit les exemples 47 à 50 ci-dessus. L'hydroxyde de potassium servant à la préparation de chacun des résols X et XX est celui fourni par J. T. Baker and Company sous la désignation "Potassium Hydroxide Pellets, "Baker Analyzed" Reagent" (pastilles de l'hydroxyde de potassium, réactif "analysé par Baker").

  
Comme indiqué dans le récipient contenant les pastilles fournies par J. T. Baker and Company, l'analyse du lot n[deg.] 45240 est celle indiquée dans le tableau XVIII suivant :

TABLEAU XVIII

  

 <EMI ID=311.1> 


  
De l'analyse fournie par le fabricant et qui figure au tableau XVIII, il ne ressort pas clairement la façon dont

  
:et hydroxyde particulier de potassium a été fabriqué. Cependant,  <EMI ID=312.1> 

  
semble apparaître que cet hydroxyde n'a pas été fabriqué dans une cellule à cathode de mercure. En tout cas, le tableau XIX suivant donne les analyses des deux types d'hydroxyde de potassium par spectrométrie d'émission et par fluorescence des rayons

  
 <EMI ID=313.1> 

TABLEAU XIX

  

 <EMI ID=314.1> 


  
(1) Hooker Chemical Corporation ; fourni sous forme de paillettes

  
servant de catalyseur de condensation pour la préparation

  
des résols AA-DD.

  
(2) J. T. Baker and Company ; fourni sous forme de pastilles ;

  
servant de catalyseur de condensation pour la préparation des résols X et XX.

  
, Malgré les diverses analyses données dans les tableaux XV, XVIII et XIX ci-dessus, comme antérieurement indiqué ici, la raison ou les raisons exactes de l'amélioration importante observé pour la résistance à la friabilité des mousses phénoliques obtenue à partir des résols de l'invention (par exemple les résols AA-DD) provenant des produits de la. condensation catalysée en présence d'hydroxyde de potassium (qualité provenant d'une cellule à cathode de mercure) n'a ou n'ont pas été élucidées.

  
 <EMI ID=315.1> 

  
Préparation du résol EE

  
Selon le présent exemple, on prépare un résol supplémentaire phénol-formaldéhyde de l'invention, désigné ici comme étant le résol EE, en opérant à un facteur de formaldéhyde de

  
 <EMI ID=316.1> 

  
formaldéhyde) en présence de 16 g d'hydroxyde de potassium (qualité provenant d'une cellule à. cathode de mercure) comme cata-

  
 <EMI ID=317.1> 

  
Cell - Low Chloride" (potasse caustique en paillettes ; cellule

  
 <EMI ID=318.1> 

  
XX ci-après donne l'analyse de cette matière indiquée par le fabricant :

TABLEAU XX

  

 <EMI ID=319.1> 


  
On effectue la réaction de condensation pendant

  
 <EMI ID=320.1> 

  
respondant à 450-508 mm de Hg. On retire le produit de condensation du réacteur et on le pèse (4528 g). On fait passer ensuite ce produit de condensation dans une tour (7,0 cm de diamètre intérieur) contenant 1300 ml de résine A d'échange de cations. Le pH de l'effluent est de 2,9 après une durée de séjour dans le lit de résine d'échange de cations de 14 minutes. On fait ensuite passer le résol ayant subi cet échange de cations dans une tour (8,0 cm de diamètre intérieur) contenant
1400 ml de résine A d'échange des anions pendant une durée totale

  
 <EMI ID=321.1> 

Exemple 56 

  
Selon le présent exemple, on emploie le résol EB deL'exemple 55 comme constituant résol de la formulation A de préparation d'une mousse du tableau I, en employant le mode opéra-

  
 <EMI ID=322.1>  

TABLEAU XXI

  

 <EMI ID=323.1> 


  
 <EMI ID=324.1> 

  
(2) Pour les échantillons de mousse préparés en vue des mesures

  
de la friabilité.

  
Les données du tableau XXI sont fondées sur une mousse phénolique produite à partir du résol EE sensiblement

  
 <EMI ID=325.1> 

  
teneur en eau : 1,4 % en poids). Après environ 62 jours de vieillissement dans les conditions ambiantes, la viscosité Brookfield du résol EE est de 51 400 cPo à 25[deg.]C et sa teneur en eau est de

  
 <EMI ID=326.1> 

  
jours de vieillissement aux températures ambiantes, le résol EE

  
à une étude de vieillissement accéléré. Pour cela, on place 700 g du résol ayant déjà subi un vieillissement dans les conditions ambiantes dans un ballon à fond rond de 1 litre, muni d'un thermomètre, d'un agitateur et d'un adaptateur ouverts à l'atmosphère. On chauffe le résol à 65[deg.]C pendant qu'on agite lentement pendant une période de 5 heures. A la fin de cette période,

  
le résol qui a subi un vieillissement à chaud et qui est désigné

  
 <EMI ID=327.1> 

  
poids. Selon le mode opératoire général de moussage décrit cidessus, on prépare une mousse en employant 300 g de résol EE-1 comme constituant résol de la formulation A de préparation d'une mousse (tableau I). Les données de réactivité sont : temps jusqu'à formation d'une crème : 60 secondes ; temps de levée : 115 secondes ; temps de gélification : 80 secondes ; et hauteur de levée de la mousse : 13,75 cm. Le retrait de la mousse n'est que de 1,6 mm. On mesure également la friabilité de la mousse selon les modes opératoires normaux précités. Voici les résultats de ces mesures : masse volumique des échantillons de mousse préparés pour les déterminations de friabilité : 43,7 g/dm<3> ; pourcentage de perte de poids : après 2 minutes, 4 % ; après 10 minutes,

  
 <EMI ID=328.1> 

  
sement à chaud (65[deg.]C), en suivant le mode opératoire appliqué au cours de la période initiale de. 5 heures, ce qui comprend une lente agitation pendant que le ballon est ouvert à l'atmosphère. Après la période totale de 18 heures de vieillissement accéléré, le résol (que l'on désigne maintenant comme étant le résol EE-2) a une viscosité Brookfield à 25[deg.]C de 91 300 cPo et une teneur en eau de 3,26 %. En suivant le mode opératoire général de moussage décrit ci-dessus, on prépare une mousse en employant le

  
 <EMI ID=329.1> 

  
paration d'une mousse (tableau I). Voici les données caractérisant la réactivité : temps jusqu'à formation d'une crème : 100 secondes ; temps de levée : 160 secondes ; temps de gélification
120 secondes ; et hauteur de levée de la mousse : 11,25 cm. Le retrait de la mousse n'est que 1,6 mm. On observe également une formation de vides qui peuvent être dus à un malaxage inapproprié les ingrédients de la formation, en raison de la viscosité rela-tivement élevée du résol EE-2. Cependant, malgré l'augmentation importante de viscosité et le vieillissement plutôt difficile auquel le résol EE-2 a été soumis (à savoir 62 jours de vieillissement aux conditions ambiantes puis une période totale de

  
18 heures de vieillissement accéléré à 65[deg.]C) , la teneur en eau de ce résol reste à une valeur relativement basse (3,26 % en poids), et ce résol conserve une réactivité importante comme résol moussable. 

REVENDICATIONS 

  
1. Résols phénoliques, caractérisés en ce qu'ils ne comportent pas de corps ioniques pouvant être enlevés par la forme acide libre d'une résine d'échange de cations et par la forme acide libre d'une résine d'échange d'anions.

  
 <EMI ID=330.1> 

  
prolongée de magasinage possible, caractérisés en ce qu'ils ne comportent pas de corps ioniques pouvant être encore enlevés par la forme acide libre d'une résine d'échange de cations et par la forme base libre d'une résine d'échange d'anions.

  
3. Résols phénol-formaldéhyde moussables, ayant une période prolongée de magasinage possible et caractérisés en ce

  
 <EMI ID=331.1> 

  
poids et notamment une teneur en eau non supérieure à environ

  
6 % en poids, et en ce qu'ils ne comportent pas de corps ioniques pouvant être enlevés par une résine fortement acide d'échange le cations et par la forme hydroxyle d'une résine d'échange l'anions.

  
4. Compositions comprenant des résols phénol-formaldéhyde ayant une durée prolongée de magasinabilité, ces compositions étant caractérisées en ce que les résols ont été condensés en présence d'un catalyseur dérivant d'un métal alcalin ou alcalino-terreux pour la réaction de condensation du phénol et du formaldéhyde et en ce que les produits de la condensation ont été ensuite désionisés par échange d'ions avec la forme acide libre d'une résine d'échange de cations et avec la forme base libre d'une résine d'échange d'anions.



  The present invention relates to the field of

  
condensation, catalyzed by a base, which is obtained at

  
from a phenol and an aldehyde such as, in particular,

  
phenol-formaldehyde resols. In one aspect, the invention relates to

  
condensation products having better stability against loss of reactivity when maintained under aging conditions which would otherwise be adverse to them.

  
According to another particular aspect, the invention relates to liquid condensation products which, in addition to a possible extended storage period, are particularly suitable for the formation of cellular phenolic resins.

  
It is known in practice that the condensation of a phenol and

  
of an aldehyde gives materials which can yield on hardening

  
  <EMI ID = 1.1>

  
lysed with a base, using at least a stoichiometric amount

  
approximately one aldehyde yields condensation products known as resols, while acidic catalysts and the use of insufficient aldehyde yields.

  
novolacs. Liquid resols and solid resols all have

  
They have the characteristic of being able to harden when hot to give

  
infusible, fully crosslinked products, without the need to add a crosslinking agent for this. At this point

  
view, we can more descriptively designate the resols as

  
being phenolic resins obtained in a single stage, unlike novolacs which are resins obtained in two stages

  
and which require the addition of a crosslinking agent for the curing process The reactivity of the resoles and their suitability

  
to a self-condensation giving resins to. molecular weight

  
higher are due to the presence of hydroxy groups &

  
methyls which bind to the aromatic phenolic nucleus during

  
condensation catalyzed by a base.

  
the hardening of the resols to give thermic resins

  
  <EMI ID = 2.1>

  
with a release of heat and it is accelerated by materials

  
acids. In the presence of strongly acidic accelerators of the exothermic reaction and a source of a swelling action, the

  
Liquid resols quickly harden to cellular phenolic resins. Phenolic foams are used to contain flower arrangements and for general packaging purposes. However, they do not have the field of very diverse industrial applications reached by cellular polyurethane. Compared to cellular polyurethanes, phenolic foams have remarkable inherent resistance to combustion with a free flame, and they emit very little smoke when heated. Therefore, more attention is being focused on phenolic resins for various applications where fire poses a particular risk. In addition to improving certain

  
  <EMI ID = 3.1>

  
brilliant or incandescent red but without visible flame), it is also necessary to overcome certain drawbacks associated with raw resols such as, in particular, their mediocre possible shelf life. From the point of view of industrial application, the most important resols are those originating from the phenol itself and from formaldehyde.

  
As generally described in the literature, the formation of phenol-formaldehyde resols involves the condensation of phenol with at least an approximately equimolar amount of

  
  <EMI ID = 4.1>

  
calin, and treating the condensation products with an acid, such as sulfuric acid, to neutralize the alkaline catalyst. Depending on the final application of the resole product, the water content of the product neutralized from this condensation can be added at a predetermined level, by dilution or by dehydration. If an alkali metal hydroxide is used as a catalyst, it may be necessary to filter the condensation product to remove the precipitated salts formed during neutralization, depending on the water content and the end application. of the product resolution. Whether or not the neutralized condensation product is filtered, alkali metal salts are present in this product.

  
In any case, during the industrial manufacture of phenol-formaldehyde resols, supplied in the form of foamable resins,

  
filtration is avoided by the use of barium hydroxide as a catalyst, which, when neutralized with sulfuric acid, forms a salt which does not separate by precipitation and

  
that remains in the product.

  
  <EMI ID = 5.1>

  
not been elucidated. However, it is generally accepted that they contain varying amounts of mono-nuclear mono-nuclear phenols.

  
  <EMI ID = 6.1>

  
polymethylol poly-nuclear. Methylol groups are activated by the presence of phenolic hydroxyl groups and, therefore, conventional resols undergo easy self-condensation, even at room temperature, which contributes to their poor shelf life.

  
The problem of resole instability has been around for a long time and is associated with the phenol-formaldehyde resols available on an industrial scale. It is particularly important for liquid, low water content resols supplied

  
  <EMI ID = 7.1>

  
its categories of liquid resols are employed by the manufacturer of the foams in a relatively short period of time after the preparation of these resols, these gradually lose their initial reactive nature of thermosets.

  
For example, resols for making phenolic foam

  
  <EMI ID = 8.1>

  
as foamable horn positions after about 4 weeks of

  
gasoline, or even less, at ordinary room temperatures

  
  <EMI ID = 9.1>

  
Gressive reactivity during storage prevents standardization or homogenization of the formulations of the foams, which would make it possible to obtain as products foams having predetermined specifications, such as the density of this foam. In order to slow their tendency to progress to a higher molecular weight and a less reactive form, such resols, intended for the manufacture of a rigid phenolic foam of medium to high density, are maintained at lower temperatures.

  
  <EMI ID = 10.1>

  
refrigerate them often during storage and shipping. Of course, the installation and maintenance of refrigeration or cooling equipment at the site of the foam plant, for storage, is an onerous and inconvenient obligation.

  
Other resoles available on an industrial scale are intended for the manufacture of a very low density foam. <EMI ID = 11.1>

  
significantly higher in free phenol which generally ranges from about 20 to about 40% by weight. Such particular resols are indicated as being shoppable for periods

  
  <EMI ID = 12.1>

  
to retain their good foaming abilities, the resol manufacturers recommend that they be kept at temperatures below 21 [deg.] C and to avoid prolonged storage. Due to their very highly reactive nature in the presence of the acid catalysts of conventional foam formulations, foaming must be carried out at a temperature below room temperature in order to control the curing process and in order to obtain a product of satisfactory quality. Therefore, such resols are usually mixed with other less reactive materials, or these resols can be used as such for the application, by spraying, of the phenolic foam.

  
It is desirable, and it is a primary object of the present invention, to provide condensate products.

  
  <EMI ID = 13.1>

  
) aldehyde, in particular phenol-formaldehyde resols, having better aging characteristics.

  
Another object is to provide resols which, in addition to a possible prolonged storage time, are particularly useful for obtaining cellular phenolic products.

  
Yet another object is to provide phenolformaldehyde resols which substantially retain their reactivity as foamable compositions during prolonged storage at ambient conditions and which are capable of foaming to give cellular phenolic products of which the density can drop.

  
  <EMI ID = 14.1>

  
foaming when pouring in place.

  
Another object is to provide a method for producing resols having the above characteristics.

  
Various other objects and advantages of the present invention will become apparent to those having ordinary experience in this field upon study of the description and disclosure which follows.

  
According to one aspect of the present invention, there is provided phenolic resins having no ionic bodies removable by the free acid form of a cation exchange resin and by the free base form of an ion exchange resin. anions.

  
The compositions of the invention, and in particular the resols

  
  <EMI ID = 15.1>

  
advantageous in forming cellular phenolic products comprising medium to high density phenolic foam as well as low density foam (between about 8 g

  
  <EMI ID = 16.1>

  
with payment in place. the resols of the invention also have a sufficiently high reactivity to allow their use in the formation of a very low density foam.

  
  <EMI ID = 17.1>

  
It has been found that the deionized resols of the invention possess a very interesting and unexpected association.

  
of properties. One of these properties is their inherent stability.

  
  <EMI ID = 18.1>

  
described above serving in industrial practice. One manifestation of the greater inherent stability of the resols of the invention is their long shelf life. As it is used in the context of the present invention., The expression

  
"storage" or "storage in store" means the period of aging (aging accelerated by heat or aging).

  
  <EMI ID = 19.1>

  
given resol substantially retains its initial compositional reactivity. soft sand. Reactivity is the rate at which polymer foam forms when the resole is subjected to acid catalysis, and this reactivity is reflected in the duration of the polymerization reaction (e.g., the time to formation of a cream and the rising time) and, in particular, in the density of the foam produced. In sharp contrast to the poor storage or aging capability of the industrial resols described above, having specifications intended for the production of a medium to high density foam, the resols of the invention, which are suitable for darkening.

  
  <EMI ID = 20.1>

  
reactivity of foamable compositions for longer periods of time at ordinary room temperatures

  
  <EMI ID = 21.1> refrigeration before use. The better inherent stability of the deionized resols of the invention is also reflected in the observation that the period of time over which these resols polymerize to achieve a gel state, as opposed to the thermoset and fully cured state, is also longer than the period of time leading to the gel point of conventional resols.

  
Another indicator of the greater inherent stability of the resols of the invention to self-condensation giving less reactive forms is the lower rate of water accumulation during prolonged standing, Thus, while the aforementioned highly active resols, commercially available and specified for the formation of a very low density foam, have a reasonably good possible shelf life, their water content increases at a rate significantly greater than that observed for the resols of the invention.

  
Another characteristic of the resols of the invention is that, despite their greater inherent stability and their thus prolonged storage possibility, they have a greater reactivity of foamable compositions when subjected to the action of acid catalysts. A manifestation of their very great

  
  <EMI ID = 22.1>

  
foam of a given density than the amount otherwise required in the case of a conventional phenolic resin foam.

  
  <EMI ID = 23.1>

  
vention is that the significant increase in viscosity that is observed during aging is not accompanied by a corresponding loss of their reactivity of foamable compositions.

  
accompanying figures 1, 2 and 3 show the effect of hot aging on the viscosity of resols and on the density of the foam obtained (figure 1, where the abscissas

  
  <EMI ID = 24.1>

  
aging at ambient conditions on the water content
(figure 2; abscissa: period of aging at ambient conditions; ordinate: water content,% by weight) and on viscosity (figure 3 abscissa: period of aging at ambient conditions).

  
  <EMI ID = 25.1> <EMI ID = 26.1>

  
that one. employed in industrial practice. These figures, and the data on which they are based, are discussed in the

  
  <EMI ID = 27.1>

  
gures 2 and 3) below.

  
According to another aspect of the teachings of the present invention, the latter provides liquid phenolic resols, having the best possible shelf life, which are obtained by the process according to which deionization of the liquid condensation product formed by the reaction, catalyzed by an alkali metal, of a phenolic compound and an aldehyde, by the treatment of this product with the free acid form of a cation exchange resin and with the free base form of a resin of anion exchange. the present process is particularly advantageously applied to liquid phenol-formaldehyde condensation products which have been formed in the presence of a catalyst derived from an alkali metal, such as hydroxides, oxides, carbonates and bicarbonates of any alkali metal

  
  <EMI ID = 28.1>

  
are the hydroxides of lithium, sodium, potassium, rubi-

  
dium, cesium, francium, barium, calcium and magnesium, as well as potassium and sodium carbonates and bicarbonates, calcium oxide etc. The process is described with particular reference to condensation products of phenol and formaldehyde. However, this method is also applicable

  
to condensation products of other phenolic compounds and other aldehydes.

  
the excellent shelf life and the excellent aging characteristics of new resole compositions, obtained under the influence of the catalysis of a

  
  <EMI ID = 29.1>

  
presence of ionic bodies which respond to the removal effected by the aforementioned ion exchange resins, which belong to two types. The first type is a cation exchange resin

  
  <EMI ID = 30.1>

  
an exchange potential with alkali metal cations introduced on the phenol-formaldehyde condensation product as

  
  <EMI ID = 31.1>

  
The exchange resin are present as strongly acidic groups such as sulfonic acid groups (-SO &#65533; H) or as weakly acidic groups (-COOH). Preferably, the cation exchange resin is of the strongly acidic variety. The particular polymer structure to which the cation exchange groups are attached is not fundamental to obtaining the new compositions of the present invention. Examples of suitable strong cation exchange resins are resins.

  
  <EMI ID = 32.1>

  
phenol-formaldehyde having sulfonic acid groups, benzene-formaldehyde resins having acid groups

  
  <EMI ID = 33.1>

  
the market by several companies under various trademarks For example, the series of sulfonated copolymers of styrene and livinyl-benzene, available under the respective designation of

  
"Amberlite 200", "Amberlite 200C", "Amberlite IR-120", "Amberlite IR-122", "Amberlite IR-124" and "Amberlite XE-100" from Rohm & Haas Company. fits well. Other suitable strongly acidic cation exchange resins are sold by The Dow Chemical Company under the designation "Dovex 50-W" and by the Diamond Shamrock Company under the designation "Duolite C-3" and "Duolite C-25. ". Illustrative examples of weakly acidic cation exchange resins are crosslinked acrylic polymers and copolymers of acrylic acid and divinyl-benzene, available under the respective designations of "Amberlite IRC-84" and "Amberlite.

  
  <EMI ID = 34.1>

  
Some of the cation exchange resins described above are sold as salts. Therefore, prior to using them in accordance with the teachings of the present invention, these resins are treated to transform the ion exchange groups into the free acid form. This is easily done with the help of a mineral acid like sulfuric acid or hydrochloric acid etc. Usually an excess of the acid is used. The excess acid is then removed with water or with a. suitable solvent for removing liberated salts. The used resin is regenerated in a similar fashion.

  
The new resols of the invention are also free of anions capable of being removed by an anion exchange resin in its free base form, that is to say in a form comprising hydroxyl groups or groups. free amino. The resin can be in strongly basic or weakly basic form. Resins of the strongly basic variety are usually

  
  <EMI ID = 35.1>

  
IRA-400 ". Prior to use in accordance with the teachings of the present invention, these strongly basic anionic resins are treated with an alkaline substance, such as aqueous solutions of an alkali metal hydroxide, to replace them. chloride anions with free hydroxyl and thus form the radical

  
  <EMI ID = 36.1>

  
  <EMI ID = 37.1>

  
resin with water to remove salts of the chloride type. Weakly basic anion exchange resins having polyamine functions linked to a matrix or matrix

  
  <EMI ID = 38.1>

  
than crosslinked, are also suitable. These resins are available in the free base form from Rohm & Haas Company under the

  
  <EMI ID = 39.1>

  
and "Amberlite IRA-68". when these various anion exchange resins become used up, they are easily regenerated by treatment with a strong alkaline substance (for example a solution.

  
  <EMI ID = 40.1>

  
provide the hydroxyl groups again or, in the case of the weakly basic variety, to remove the salts from the amino functions.

  
When using the above-described ion exchange resins in the process of the present invention, the ion exchange operation can be carried out batchwise or continuously. In either procedure, the product of the alkaline condensation of phenol and formaldehyde can be deionized by treating this product with the two different types of ion exchange resins, arranged as a mixed bed.

  
or as single beds. In a mixed bed operation, the alkaline condensation product is brought into intimate contact with the exchange resin until the pH of the treated liquid stabilizes substantially at a value between about 4 and about 7, this which indicates essentially complete deionization.

  
When performing the ion exchange reactions using individual resin beds, the alkaline condensation product is brought into intimate contact with the cation exchange resin in its free acid form for a residence time sufficient to lower the temperature. pH of the condensation product subjected to this treatment at a value between about 1.5 and about 4. Preferably, the treatment is carried out until the pH stabilizes substantially at a particular value within this range. Usually, the pH stabilizes at a value under

  
  <EMI ID = 41.1>

  
essentially complete removal of cations. The cation exchanged liquid is then brought into intimate contact with the firm free base of the anion exchange resin for a residence time sufficient to raise the pH to a value between about 4 and about 7. Preferably, the anion exchange treatment is carried out until the pH remains substantially stable at a particular value within this range. Usually the pH stabilizes at a value within

  
  <EMI ID = 42.1>

  
essentially complete removal of anions.

  
By "substantial stabilization" of the pH at a particular value lying within the respective ranges mentioned above is meant a state in. which the pH fluctuation is not more than about + 0.3-

  
In a batch operation, when using a mixture of cation and anion exchange resins or a successive treatment of the alkaline condensation product with these respective ion exchange resins, intimate contact is easily effected by stirring of a suspension of the resins in the liquid condensation product, by any suitable means, When the pH is brought to a value within the aforementioned ranges,

  
the liquid condensation product and the exchange resins are separated by conventional techniques for separating a liquid and the solids such as decantation or filtration. When the deionization is carried out in successive operations, the liquid condensation product is initially treated with the exchange resin.

  
cations and, since the cation-exchanged material is acidic and has not yet been de-anionized, such separation and passage of the liquid to the anion-exchange processing stage must also take place. as quickly as possible to minimize the residence time in the acid solution and thereby prevent polymerization.

  
In continuous operation, the ion exchange resins are conveniently contained in the same columns or in different columns. The flow of the condensation product in the column (s) can be in any direction, although the liquid condensation product is usually passed downwardly through the exchange resins. The flow rate is adjusted to. through the resins in order to obtain

  
  <EMI ID = 43.1>

  
cations and the anion exchange resin, or of the mixed bed comprising these resins, having a pH lying within the aforementioned respective ranges. Usually the flow rate is between about
320 g and approximately 800 g of condensation product per minute per

  
  <EMI ID = 44.1>

  
flow rate required for any given deionization, in order to obtain accurate pH values, may be higher or lower

  
and that it is governed by various factors such as the particle size of the ion exchange resin, the size of the ion exchange bed, the viscosity of the liquid condensation product to be treated, the concentration of the catalyst at alkali metal base used

  
  <EMI ID = 45.1>

  
changes ions. The required values for flow or recycle are easily determined by sampling the effluent from the respective columns to measure the pH thereof. If the pH responds to the addition of an ion exchange resin
(i.e. if the pH is not substantially stable), the effluent can be recycled to the resin bed or the effluent can be adjusted.

  
  <EMI ID = 46.1>

  
essentially complete sation.

  
The ion exchange reactions are carried out at temperatures

  
  <EMI ID = 47.1>

  
fit very well. The application of heating from an external source is usually avoided, temperatures above room temperature being simply obtained by <EMI ID = 48.1>

  
the introduction of a hot product of condensation into the system

  
  <EMI ID = 49.1>

  
fundamental effect on ion exchange reactions. While atmospheric pressure appears to be most suitable, increased or reduced pressures can also be used as desired. When operating with one or more columns, it may be necessary to have a slightly greater inlet pressure to overcome the pressure drop within any given column, depending on the resistance to the flow and depending on whether or not the bed of the exchange resin is tight.

  
The excellent characteristics of the possible storage time and aging of the resols of the invention are

  
  <EMI ID = 50.1>

  
ionic or ionic which respond to removal by the ion exchange resins described above. the state of deionization and the absence of these ionic bodies exist when the concentration

  
The cation and anion cation has been reduced to a level low enough that the pH of the ion-exchanged resin remains substantially constant in the presence of the respective cation-exchange and anion-exchange resins described herein.

  
The cations which are removed from the resole during the cation exchange reaction include metal cations corresponding to those of the alkali metal catalyst employed in the condensation reaction. By treating the condensation products until the pH stabilizes sensi-

  
  <EMI ID = 51.1>

  
about 4 and preferably between about 2 and about 3.5, the cation content of the. alkali metal from catalyst

  
  <EMI ID = 52.1>

  
that is, less than about 100 parts per million, based on the weight of the condensation product and as determined by emission spectroscopy. It should be understood, however, that other metal cations, the nature of which is unknown, can

  
  <EMI ID = 53.1>

  
in phenol, in formaldehyde or in the catalyst or from the reactor) and that these other cations could also have an adverse effect on the possible storage time of the resole if these cations were not otherwise removed.

  
The nature of the anions which are removed during the anion exchange reaction has not been elucidated. However, it is believed that such anions can be derived from formic acid or benzoic acid. It should be understood, however, that other theories may also explain the finding that unless the cation-exchanged resole is subjected to anion-exchange treatment to a pH in the range of the above-mentioned range of between about 4 and about 7 and preferably up to a pH of about 4.5 to about 6.5, the maximum stability of the resole against irreversible self-condensation is not obtained during aging.

  
It is believed that phenol-formaldehyde resols. deionized of the invention comprise a complex assortment of bodies of the following types:

  

  <EMI ID = 54.1>


  

  <EMI ID = 55.1>
 

  
which is used in industrial practice. These figures, and the data on which they are based, are discussed in the context of Examples 34 and 35 (Figure 1) and Example 45 (Figures 2 and 3) below.

  
According to another aspect of the teachings of the present invention, the latter provides liquid phenolic resols, having the best possible shelf life, which are obtained by the process according to which deionization of the liquid condensation product formed by the reaction, catalyzed by an alkali metal, of a phenolic compound and an aldehyde, by the treatment of this product with the free acid form of a cation exchange resin and with the free base form of a resin of anion exchange. the present process applies particularly advantageously to liquid condensation products

  
  <EMI ID = 56.1>

  
sor deriving from an alkali metal, such as hydroxides, oxides, carbonates and bicarbonates of any alkali and alkaline earth metal. Examples of suitable catalysts are lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, francium, barium, calcium and magnesium hydroxides, as well as potassium and sodium carbonates and bicarbonates, the oxide calcium etc. The process is described with particular reference to condensation products of phenol and formaldehyde. However, this method is also applicable

  
to condensation products of other phenolic compounds and other aldehydes.

  
The excellent store shelf life and excellent aging characteristics of novel resol compositions, obtained under the influence of alkali metal catalysis, of the present invention are due to the absence of ionic bodies which respond to the removal effected by the aforementioned ion exchange resins, which belong to two types. The first type is a cation exchange resin

  
  <EMI ID = 57.1>

  
an exchange potential with alkali metal cations introduced on the phenol-formaldehyde condensation product as

  
  <EMI ID = 58.1>

  
exchange resin are present in the form of strongly <EMI ID = 59.1>

  
weakly acidic groups (-COOR). Preferably, the cation exchange resin is of the strongly acidic variety. The struc-

  
  <EMI ID = 60.1>

  
cations are fixed is not fundamental to obtaining the new compositions of the present invention. Examples of suitable strong cation exchange residues are sulfonated resins derived from styrene and vinylbenzene, resins.

  
phenol-formaldehyde having sulfonic acid groups, benzene-formaldehyde resins having sulfonic acid groups, etc. Such resins have been sold and put on

  
'The market by several companies under various trademarks.

  
For example, the series of sulfonated copolymers of styrene and. divinyl-benzene, available under the names of "Amberlite 200", "Amberlite 2000", "Amberlite IR-120", "Amberlite IR-122", "Amberlite IR-124" and "Amberlite XE-100" respectively from Rohm & Haas Company is well suited. Other suitable strongly acidic cation exchange resins are sold by The Dow Chemical Company under the designation "Dowex 50-W" and by the Diamond Shamrock Company under the designation "Duolite C-3" and "Duolite C-25". Illustrative examples of weakly acidic cation exchange resins are crosslinked acrylic polymers and copolymers of acrylic acid and divinyl-benzene, available under the respective designations of "Amberlite IRC-84" and "Amberlite.

  
  <EMI ID = 61.1>

  
Some of the cation exchange resins described above are sold as salts, so before using them in accordance with the teachings of the present invention, these resins are treated to convert the ion exchange groups into the free acid form. . This is easily done with the help of a mineral acid like sulfuric acid or hydrochloric acid etc. Usually an excess of the acid is used. The excess acid is then removed with water or with a suitable solvent to remove the salts released. The used resin is regenerated in a similar fashion.

  
The novel resols of the invention are also free of flags capable of being removed by an anion exchange resin in its free base form, that is to say in a form comprising the hydroxyl groups or free amino groups. . the resin can be in strongly basic or weakly basic form. Resins of the strongly basic variety are usually copolymers of styrene and divinyl-benzene, having substitutes.

  
  <EMI ID = 62.1> In the present invention, these strongly basic anionic resins are treated with an alkaline substance, such as aqueous solutions of alkali metal hydroxide, to replace the chloride anions with free hydroxyl and thereby form the radical

  
  <EMI ID = 63.1>

  
resin with water to remove salts of the chloride type. Weakly basic anion exchange resins having polyamine functions linked to a matrix or matrix

  
  <EMI ID = 64.1>

  
and "Amberlite IRA-68". When these various anion exchange resins become used up, they are easily regenerated by treatment with a strong alkaline substance (e.g. 2-5% by weight aqueous solution of potassium hydroxide) to provide the hydroxyl groups again. or, in the case of the weakly basic variety, to eliminate the salts of the amino functions.

  
When using the above-described ion exchange resins in the process of the present invention, the ion exchange operation can be carried out batchwise or continuously. In either procedure, the product of the alkaline condensation of phenol and formaldehyde can be deionized by treating this product with the two different types of ion exchange resins, arranged as a mixed bed.

  
or as single beds. In a mixed bed operation, the alkaline condensation product is brought into close contact with the exchange resin until the pH of the treated liquid substantially stabilizes at a value between about 4 and approx.

  
ron 7 "indicating essentially complete deionization.

  
To perform ion exchange reactions using individual resin beds, the alkaline condensation product is brought into intimate contact with the cation exchange resin in its free acid form for a residence time sufficient to lower the temperature. The pH of the condensation product subjected to this treatment has a value between about 1.5 and about 4. Preferably, the treatment is carried out until the pH stabilizes substantially at a particular value within this range. Usually, the pH stabilizes at a value under

  
  <EMI ID = 65.1>

  
essentially complete removal of cations. The cation exchanged liquid is then intimately contacted with the firm free base of the anion exchange resin for a residence time sufficient to raise the pH to a comparable value. <EMI ID = 66.1>

  
the anion exchange treatment until the pH remains substantially stable at a particular value within this range. Usually the pH stabilizes at a value between about 4.5 and about 6.5. PH stabilization indicates

  
an essentially complete removal of the anions.

  
By "substantial stabilization" of the pH at a particular value within the aforementioned respective ranges is meant a state in which the fluctuation of the pH is not greater than about + 0..3 *

  
In a batch operation, when using a mixture of cation and anion exchange resins or a successive treatment of the alkaline condensation product with these respective ion exchange resins, intimate contact is easily effected by agitation of a suspension of the resins in the liquid condensation product, by any suitable means. When the pH is brought to a value within the aforementioned ranges,

  
the liquid condensation product and the exchange resins are separated by conventional techniques for separating a liquid and the solids such as decantation or filtration. When the deionization is carried out in successive operations, the liquid condensation product is initially treated with the exchange resin.

  
cations and, since the cation-exchanged material is acidic and has not yet been de-anionized, such separation and passage of the liquid to the anion-exchange processing stage must also take place. as quickly as possible to minimize the residence time in the acid solution and thereby prevent polymerization.

  
In continuous operation, the ion exchange resins are conveniently contained in the same columns or in different columns. The flow of the condensation product in the column (s) can be in any direction, although the liquid condensation product is usually passed downwardly through the exchange resins. The rate of flow through the resins is adjusted in order to obtain an effluent from the respective bed of the cation exchange resin and the anion exchange resin, or from the mixed bed comprising these resins, having a pH within the ranges

  
  <EMI ID = 67.1>

  
320 g and approximately 800 g of condensation product per minute per dm <3> exchange resins. However, it should be understood that the flow rate required for any given deionization, in order to obtain the precise pH values, may be higher or lower.

  
and that it is governed by various factors such as the particle size of the ion exchange resin, the size of the ion exchange bed, the viscosity of the liquid condensation product to be treated, the concentration of the catalyst at alkali metal base employed in the condensation reaction and the ability of ion exchange resins. It is easy to determine the values required for

  
flow rate or for recycling by taking samples from the effluent from the respective columns in order to measure it

  
the pH. If the pH responds to the addition of an ion exchange resin
(i.e. if the pH is not substantially stable), the effluent can be recycled to the resin bed or the effluent can be adjusted.

  
  <EMI ID = 68.1>

  
The ion exchange reactions are carried out at temperatures

  
  <EMI ID = 69.1>

  
fit very well. The application of heating from an external source is usually avoided, temperatures above room temperature being achieved simply by introducing a hot product of condensation into the ion exchange system. The pressures do not appear to have a fundamental effect on ion exchange reactions. While atmospheric pressure appears to be most suitable, increased or reduced pressures can also be used as desired. When operating with one or more columns, it may be necessary to have a slightly greater inlet pressure to overcome the pressure drop within any given column, depending on the resistance to the flow and according to the tightness or not of the bed of the exchange resin.

  
The excellent characteristics of the possible duration

  
storage and aging of the resols of the invention are

  
  <EMI ID = 70.1>

  
ionic or ionic which respond to removal by the ion exchange resins described above. The state of deionization and the absence of these ionic bodies exist when the concentration of cations and anions has been reduced to a level low enough that the pH of the resole having undergone the ion exchange remains substantially constant in the presence of the resins. cation exchange and anion exchange repsectives described here.

  
The cations which are removed from the resole during the cation exchange reaction include metal cations corresponding to those of the alkali metal catalyst employed in the condensation reaction. By treating the condensation products until the pH stabilizes substantially in the aforementioned range of between approximately. 1.5 and

  
  <EMI ID = 71.1>

  
made by emission spectroscopy. It should be understood, however, that other metal cations, the nature of which is unknown, can

  
  <EMI ID = 72.1>

  
cations (such as, for example, cationic impurities present in the phenol, in the formaldehyde or in the catalyst or coming from the reactor) and that these other cations could also have an adverse effect on the possible storage time of the resole if these cations are not were not otherwise removed, the nature of the anions that are removed during the

  
  <EMI ID = 73.1>

  
however, such anions can be derived from formic acid or benzoic acid. It should be understood, however, that other theories may also account for the discovery that, unless submitting the resol, having undergone cation exchange,

  
to an anion exchange treatment up to a pH lying in the above-mentioned range of between about 4 and about 7 and

  
  <EMI ID = 74.1>

  
not the maximum stability of the resol against irreversible self-condensation during aging.

  
It is believed that phenol-formaldehyde resols. Deionized of the invention include a complex assortment of bodies of the following types:

  

  <EMI ID = 75.1>
 

  

  <EMI ID = 76.1>
 

  
Regarding the above poly-nuclear structures, it should be understood that corresponding bodies may be present in which the: bridging groups are all methylene groups (-CH2-) as illustrated by (12) or groups

  
  <EMI ID = 77.1>

  
well in which any combination of these groups is present, as illustrated by (13).

  
The distribution and presence of the above bodies vary depending on the nature of the cation of the alkali metal catalyst employed. In the presence of such alkali metal cations, the phenol gives phenate anions whose resonance forms are in the ortho position and in the para position, as shown below:

  

  <EMI ID = 78.1>


  
In the presence of alkali metal catalysts comprising cations having essentially no tendency to form complexes in the ortho position to the hydroxyl, i.e.

  
  <EMI ID = 79.1>

  
more stable, is favored over the forced ortho. Thus, when catalysts such as potassium hydroxide or sodium or francium compounds are used, the formaldehyde will react faster and to a greater degree with the anion in the more stable para position. The product resulting from the condensation will, in turn, have a greater distribution in substance.

  
  <EMI ID = 80.1>

  
above as well as in bodies resulting from condensation of the para-methylol groups as in (8) and (9) with respect to the bodies

  
substituted in ortho like (4) and (6) above although the. bodies of the latter type are usually present. In agreement with this explanation, we find that among the new

  
  <EMI ID = 81.1>

  
tions from condensation products formed in the presence of potassium-based catalysts have a particularly remarkable and superior inherent reactivity to play the role of

  
  <EMI ID = 82.1> industrial scale and which may foam. As described above, commercial or industrial resoles are formed in the presence of barium cations which have a strong tendency to form complexes in the ortho position, which provides resols having a greater distribution of ortho-substituted bodies. -methylol.

   In the presence of salts and in particular of anions which are in such industrial resin, such methylol groups in the ortho position easily undergo self-condensation to give bodies, oligomeric polymers with higher molecular weight and which react less, which which reflects / impulses their poor aptitude for. storage and in the consequent loss of the reactivity of foamable compositions which is observed when, subsequently, these resols are subjected to the addition of relatively strong acid catalysts to rapidly form a polymer foam which one wants to get to. fully heat-cured state o Thanks

  
the use of catalysts such as potassium hydroxides, cesium and francium or their salts, the formation of bodies comprising methylol groups arranged in ortho is reduced and the retention of the initial reactivity of the compositions is thus increased foamable. It should however be understood that whatever the trends relating to the self-polymerization of the resols initially produced, by a reaction catalyzed by-due. an alkali metal, the tendency of any given resole to self-polymerize is suppressed when the resole is presented in a deionized state, as described herein.

  
It should therefore be understood that whatever particular catalyst is employed to form the condensation products which are deionized as described herein, and which

  
regardless of the relative inherent reactivities of the deionized products in their role of foamable compositions, the new resols of the invention have the common characteristic of a possible prolonged storage period due to their deionized state and in particular due to their absence of Anions capable of responding to removal under the effect of treatment with the resins described above for ion exchange.

  
In addition to their deionized state and their possible extended shelf life, the resols of the invention have the additional unusual characteristic of exhibiting a substantially rapid increase in their initial viscosity during hot aging without a corresponding loss in reactivity. inherent allowing them to play the role of foamable compositions. In contrast, the increase in viscosity exhibited by conventional resols during hot aging is associated with a significantly faster rate of irreversible loss of reactivity to act as foamy compositions. The exact mechanism for obtaining the stability of the resols of the invention is not fully explained, and various possible theories can be presented.

   Without wishing to bind thus, one possible explanation is that the absence of the ionic bodies allows a transformation by passing the orthomethylol groups on the position para theimo-dynamically more stable

  
and where intermolecular hydrogen bonding may predominate. Such a balancing can be expressed in simplified form as follows:

  

  <EMI ID = 83.1>


  
where R is a hydrogen atom or a methylol group and, when

  
  <EMI ID = 84.1>

  
alkyl. In contrast, in conventional resols containing ionic bodies, gelation reactions, such as dehydration of ortho-methylol groups to give higher molecular weight polymers, will be favored over the reverse reaction presented above and will be activated by the presence of salts. When preparing deionized resols,

  
  <EMI ID = 85.1>

  
tion of the ortho-methylol groups is suppressed and that lion promotes the intramolecular hydrogen bonding of these groups. In this way, therefore, the absence of the ionic bodies allows the retention of the ortho-methylol groups in a form which allows

  
  <EMI ID = 86.1>

  
devours intermolecular hydrogen bonding.

  
Phenol-formaldehyde condensation products, which are deionized according to the teachings of the present invention, include those prepared at molar ratios of formal-

  
  <EMI ID = 87.1>

  
Usually, formaldehyde is added to the reaction system as an aqueous solution containing from about 3.5 to about
45% by weight of HCHO. The relative proportions of phenol and formaldehyde are often also expressed in terms of the formaldehyde factor, which defines the number of parts by weight of the aqueous formaldehyde solution that is introduced into the zone.

  
  <EMI ID = 88.1>

  
The level of formaldehyde will vary depending on the content of formaldehyde contained in the particular aqueous solution employed o When expressed on the basis of a 37% by weight aqueous solution of formaldehyde, the factor is usually between about 100

  
and around 190 and more usually between around 110

  
  <EMI ID = 89.1>

  
The concentration of the alkali metal catalyst employed to carry out the condensation reaction can vary over a relatively wide range, for example between 0.1 and about
10 parts by weight (and usually this concentration is not more than about 5 parts by weight) per 100 parts by weight of the phenol introduced into the reaction zone.

  
The condensation reaction is carried out at temperatures between about 60 [deg.] And about 110 [deg.] C and more usual.

  
  <EMI ID = 90.1>

  
condensation at atmospheric pressure, although a reduced pressure is usually used, corresponding for example to a value between about 150 and about 650 mm of mercury. The pressure is adjusted to match the temperature desired for the reaction. The duration of condensation can vary between about half an hour and about 15 hours.

  
A generally preferred overall set of conditions

  
of the condensation includes temperatures between approx.

  
  <EMI ID = 91.1>

  
about one and about four and a half hours, and concentrations

  
of the catalyst between about 0.2 and about 4% by weight
(relative to phenol).

  
The particular set of condensation reaction conditions employed will depend to a large extent on the end application envisioned for the deionized resole produced, such as the desired quality of density of the phenolic foam that is desired.

  
  <EMI ID = 92.1>

  
is all the more reactive and, thus, the density of the phenolic foam produced from this resole is all the lower than the severity or. the hardness of the combination of reaction conditions decreases. For example, when the condensation is carried out at a formaldehyde factor of between approximately
160 and about 180 (based on a 37% by weight solution

  
  <EMI ID = 93.1>

  
generally obtains resols which, when subsequently deionized, can foam to give a higher mass foam. volume than the resols obtained when the condensation is carried out under these conditions but at a lower formaldehyde factor, between about 110 and about 120. By way of further illustration, a result similar to a formaldehyde factor can be obtained from about 160 to about 180 by lowering the severity of one or more of the other reaction conditions, i.e., temperature, reaction time or catalyst concentration such as, in particular, lowering the concentration catalyst to bring it back

  
to a value of between about 0.5 and 1% by weight. Condensation conditions also appear to influence the amount of free phenol contained in the resole product which, as with conventional resols provided as foamable compositions, can vary over a relatively wide range, for example between about 2 and about 40 in weight. In general, the content of free phenol (within this range) is greater the less severe the combination of condensation conditions.

  
It will be understood that the above indications are general rules concerning the various reaction conditions which, for any given catalyst derived from an alkali metal, promote the formation of condensation products which, when subsequently deionized. # 65533; As described herein, give stable resols having variable reactivity when made to act as foamable compositions. From the standpoint of obtaining resols having a particularly remarkable combination of improved inherent stability and improved inherent reactivity to act as foamable compositions, the preferred catalysts are compounds of potassium, cesium and francium.

  
Among them, potassium compounds constitute the preferred class of catalysts due to their greater availability. We

  
  <EMI ID = 94.1>

  
found on a commercial or industrial scale. These various grades include potassium hydroxide produced by electrolysis of potassium chloride in normal diaphragm electrolytic cells and in diaphragm cathode cells.

  
  <EMI ID = 95.1>

  
Potassium chloride is electrolyzed in an electrolysis device comprising a mercury cathode forming chlorine at the anode and metallic potassium at the mercury cathode. The various amalgams formed between potassium and mercury, as well as the mercury itself, are then passed through a decomposition device containing graph or iron where. the amalgam is treated with water vapor or with water forming a solution of potassium hydroxide and hydrogen.

   potassium hydroxide produced by the electrochemical process of the mercury cathode cell has a residual potassium chloride content which, in general, is lower than that of potassium hydroxide recovered from normal electrolysis of chloride potassium in a chlorine-supplying cell in which the anode compartment and the cathode compartment are simply separated by a diaphragm. Potassium hydroxide, from

  
a diaphragm cell or a mercury cathode cell, which has been subjected to further purification to decrease the content of potassium chloride and / or other impurities, such as trace metals, is also suitable as cataly-

  
  <EMI ID = 96.1>

  
Potassium is also available in various physical forms and suitably employs any of these forms in the practice of the present invention, such as lozenges, flakes, nutshell briquettes, etc. .

  
It has been found that the deionized resols of the present invention, derived from condensation products which have been produced in the presence of potassium hydroxide obtained in the grade from the mercury cathode cell, have the unexpected additional property of being able to provide reproducibly a phenolic foam having significantly reduced friability. the exact reason for this improvement in friability resistance, and the mechanism. allowing the achievement, have not been elucidated. An example illustrating hydroxy-

  
  <EMI ID = 97.1>

  
of mercury, for use as a condensation catalyst in accordance with this particular aspect of the present invention, is the hydroxide available from Hooker Chemical Corporation and Diamond Shamrock Chemical Company.

  
  <EMI ID = 98.1>

  
about 10 and about 60% by weight and is usually not more than about 40 to 50% by weight. Water, is introduced

  
in the system in the form of the formaldehyde solution and it is also introduced with the catalyst which is added preferably in the form of a preformed aqueous solution. Variable amounts of water are also formed as a by-product during the condensation reaction. The water present in the reaction system can be left in the condensation product and passed as it is to the ion exchange reactions described above, or else the condensation product can be subjected to it. conventional techniques, such as stripping or evaporation, to separate the aqueous distillate and reduce the water content thereof to.

  
  <EMI ID = 99.1>

  
of a substantially non-aqueous state. However, when carrying out the ion exchange reactions employing individual beds of the respective exchange resins, the condensation product should contain a sufficient amount of diluent before it passes to the cation exchange reaction in order to to minimize polymerization of the resulting acidic material prior to anion removal. For this purpose, the condensation product

  
  <EMI ID = 100.1>

  
approximately, by weight of diluent. The diluent can be infused water.

  
  <EMI ID = 101.1>

  
as a normally added liquid in which the resole is soluble, or a combination of water and an added organic diluent. Suitable organic diluents include one or more of the following compounds: alcohols such as, for example, isopropanol; ketones like acetone and methyl-ethyl-

  
  <EMI ID = 102.1>

  
esters such as methyl acetate; acetals such as dimethoxymethane and acetaldehyde dimethyl acetal; hemi-acetals; and other such oxygen-containing polar liquids in which the resole is also soluble.

  
Other suitable diluents include normally liquid halogenated aliphatic compounds in which the resole is.

  
soluble. As examples of diluents belonging to the latter class, mention may be made of methylene chloride, chloroform,

  
  <EMI ID = 103.1>

  
aforementioned oxygenated diluents, such as hexachloroacetone.

  
The concentration of a liquid condensation product is easily carried out to a water content. particular by evaporation at a reduced pressure such as, for example, a pressure corresponding to approximately 1 to approximately 200 mm of mercury,

  
  <EMI ID = 104.1>

  
carry out in several stages the separation of the aqueous distillate from the condensation product, for example by carrying out a partial evaporation before the treatment with the exchange resin of

  
cations and then performing an evaporation after the treatment with the anion exchange resin, or in a single step, for example after the anion exchange reaction.

  
It should therefore be understood that although the alkaline condensation product is aqueous, the deionized resols of the invention can be provided as aqueous or non-aqueous compositions comprising non-aqueous compositions which are in concentrated form or in dissolved form in. one of the aforementioned organic solvents.

   A method which is particularly suitable for providing the deionized resoles of the invention in anhydrous or substantially anhydrous form (0.5% by weight of water or less) consists in removing the aqueous distillate from the alkaline condensation product, to be added to the mixture. condensation product thus treated or stripped, an amount of isopropanol such that the combined weight of any remaining water and isopropanol is at least equal to about 10% by weight, to subject the resulting mixture to the exchange reactions ions and, as desired, partially or completely removing isopropanol from the deionized resole. during

  
  <EMI ID = 105.1>

  
propanol, which gives the non-aqueous products of the invention.

  
When the deionized resols of the invention are to be used in the manufacture of a phenolic foam, the water content of these resols, as well as the content of any organic diluent added, is reduced to a final level not greater than approx.

  
  <EMI ID = 106.1>

  
Usually, the concentration of water is reduced to between about 4 and about 0.5% by weight, or less. It is desirable to minimize the water content of resols intended for foaming in order to minimize shrinkage of the foam produced. The initial viscosity of the deionized resols of the invention, which have such relatively low water contents, as well as the viscosity of the non-aqueous products, ranges over a relatively wide range, for example between about 400 and about 150,000 cPo (Brookfield at 25 [deg.] C),

  
although the initial viscosities are usually not more than about 100,000 cPo.

  
The deionized compositions and the process of the present invention have been described with particular reference to the reaction of the actual phenol and formaldehyde. It should be understood, however, that the teachings of the present invention are also applicable to compositions of resols from other phenolic compounds and other aldehydes. For example, in addition to the phenol itself, other compounds having a phenolic hydroxyl group (i.e. -OH attached directly to a benzene ring) and having 2 or 3 unsubstituted ring carbon atoms, in ortho and para position with respect to phenolic hydroxide, are well suited.

   Such compounds include mononuclear phenolic compounds as well as polynuclear phenolic compounds, i.e. compounds having more than one benzene ring to which a phenolic hydroxyl group is attached. For example, suitable mono-nuclear phenols are those compounds having the general formula:

  

  <EMI ID = 107.1>


  
  <EMI ID = 108.1>

  
When present, the alkyl groups can have one to 20 carbon atoms. Here are examples illustrating suitable compounds corresponding to the above formula: phenol,

  
resorcinol, catechol, ortho-cresol, meta-cresol,

  
  <EMI ID = 109.1>

  
  <EMI ID = 110.1>

  
decylphenol, p-octadecylphenol, etc.

  
Here are examples illustrating phenolic compounds

  
  <EMI ID = 111.1>

  
following tri-nuclear and tetra-nuclear compounds, which are the respective products of the reaction of phenol and acrolei-

  
  <EMI ID = 112.1>

  
(molar ratio 4: 1):

  

  <EMI ID = 113.1>


  
(where the bridging alkylidene groups are attached to the respective benzene rings at the para carbon atoms to the phenolic hydroxyl) illustrate other suitable polynuclear phenolic compounds.

  
It should be understood that any of the above phenolic compounds can be used individually or in combination. Usually, however, para-substituted alkylphenols and / or poly-nuclear phenolics are used with the phenol. It is also contemplated, as suitable for serving

  
  <EMI ID = 114.1>

  
para- (2-phenylethyl) -phenol, ortho, para- (2-phenylethyl) -phenol and the like. When the phenols are used in combination with other phenolic compounds such as, for example, the aforementioned para-alkylphenols, the aforementioned beta-phenylethylphenols and the aforementioned poly-nuclear phenols, the additional phenolic compound is usually used in an amount not exceeding not about 50 parts by weight per 100 parts by weight of the phenol.

  
In addition to formaldehyde, the following are other aldehydes useful for forming the condensation products from which the deionized phenolic resols of the invention can be derived: glyoxal, acetaldehyde, chloral, furfural and benzaldehyde. In addition,

  
  <EMI ID = 115.1>

  
which is usually added in aqueous solution as previously described, or in the form of its polymers to. low molecular weight such as para-formaldehyde or in the form of other sub-

  
  <EMI ID = 116.1>

  
tions, described herein, of the condensation reaction. It should be understood that one can use, individually or in combination

  
  <EMI ID = 117.1>

  
dehyde.

  
The compositions of the deionized, normally liquid and stable phenolic resols of the present invention are used particularly advantageously to form cellular phenolic products in plaque form (free rise), in molded form or in spray-applied form. sprays, by conventional molding techniques. The density or density of cell products varies over an inter-

  
  <EMI ID = 118.1>

  
and about 480 g per dm '. The density of the produced foam obtained from any given foam production formulation is determined primarily by the reactivity of the resole which, as previously defined herein, is the rate at which the foam.

  
  <EMI ID = 119.1>

  
acid catalysts. In general, for any given formulation, the density of the foam produced from a given resol is all the lower the more reactive this resol is and, likewise * the density is all the higher the higher the resol is less responsive.

   Thus, there is generally an inverse relationship between density (as well as the duration of the polymerization reaction, such as the time until cream formation and the rise time), on the one hand, and the reactivity of resols, on the other hand It should be understood that one can mix a very highly reactive deionized resole of the invention which is suitable to form a foam having a density of less than about 8 g / dm <3> such as resols prepared using a relatively mild combination of reaction conditions, with less strongly reactive deionized products,

   to obtain a particular reactivity suitable for producing a foam having a desired specification for its density o Since the deionized resols of the invention have an extended shelf life possible due to their greater inherent stability to self. polymerization, mixtures based on deionized resols having different reactivities also have

  
a good possible shopping time.

  
For most end applications of the phenolic foams produced from the liquid deionized resols of the present invention, the other constituents of the formulations

  
or compositions for obtaining a foam usually comprise an acid catalyst, a swelling or foaming agent and a surfactant or surfactant.

  
The catalyst forming part of the foam formulation can be a mineral acid or an organic acid and is usually a relatively strong acid. Examples of suitable acid catalysts for the formation of polymeric foams are: hydrochloric acid, sulfuric acid, acidic acid,

  
from flucboric, formic acid; mixtures of acid catalysts, based on boric acid or its anhydride) with organic hydroxyl acids having a hydroxyl group on a carbon atom which is not more than one carbon atom distant from the carboxyl group such as, in particular, oxalic acid, as described in US Pat. No. 3,298,973, and other acid catalysts known in the art of phenolic foaming. Other suitable catalysts are organic sulfonic acids such as any of the following acids which can be used individually or in combination with each other: a single benzene -suif acid, an acid

  
  <EMI ID = 120.1>

  
as, etc., as well as resin-sulfonic acids such as the products of the phenol / sulfuric acid / formaldehyde reaction, described

  
  <EMI ID = 121.1>

  
Suitable mixtures of organic sulfonic acids for use as catalyst components for phenolic foam production formulations containing the resols of the present invention are modified toluenesulfonic acids, such as those available from Witco Chemical Company, Inc. under the trademark "Ultra TX Acid" and "Sulframin TX Acid".

  
Importantly, the concentration of the catalyst contained in the foaming reaction mixture can vary between about 0.5 and about 40 parts by weight, per 100 parts by weight of the resole. deionized, and usually no more than about

  
20 parts of the catalyst. The preferred concentration varies depending on the nature of the catalyst. For example, fluoboric acid is a particularly active catalyst for the formation of phenolic foam and is thus normally used in an amount of not more than about 10 parts per 100 parts of resole.

  
It is noted that some of the aforementioned acid catalysts are

  
  <EMI ID = 122.1>

  
However, when used in combination with conventional resols supplied in foamable resins, the salts contained in these resols remain in the foam produced and contribute to the corrosive nature of the foam. phenolic foam produced. On the contrary, another characteristic and another advantage of the resols of the present invention is that they are inherently less corrosive than commercial resins, due to the deionized state of the resols of the invention. Thus, their use in combination with the non-corrosive type of acid catalyst provides a phenolic foam with lower corrosivity.

  
As the source of the swelling action, any of the deionized resols of the invention can be employed.

  
  <EMI ID = 123.1>

  
For example, one class of suitable consternent agents is polyhalogenated saturated fluorocarbons having a boiling point between about -40 [deg.] C and about +93 [deg.] C, such as

  
  <EMI ID = 124.1>

  
hydrocarbons such as methylene chloride and 1,2-dichlor- - - ethane. Another class of suitable bulking agents is

  
  <EMI ID = 125.1>

  
amount between about 2 and about 30 parts by weight per 100 parts by weight of resole contained in the formulation

  
  <EMI ID = 126.1>

  
about 4 and about 16 parts by weight.

  
A class of active surfacing constituents suitable for

  
formulations for producing a phenolic foam is formed by organic surfactants. Non-ionic organic surfactants

  
  <EMI ID = 127.1>

  
(canine eg ethylene oxide, propylene oxide or combinations thereof) and alkylphenols such as nonylphenol, dodecylphenol etc., are particularly useful surfactants. this end. Other suitable organic surfactants are known in the art of foaming phenolic resins and include, for example, the surfactants described in the aforementioned US Patent No. 3,389,094.

  
Another class of surfactants is constituted by

  
  <EMI ID = 128.1> <EMI ID = 129.1>

  
In general, the surfactant active agent is present in formulations for producing a foam in an amount of from about 0.5 to about 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the solved constituent.

  
It is also possible to carry out the foaming of the resols of

  
the present invention in the presence of other additives such as fillers, pigments and compounds intended to render the foam produced non-combustible to red. Compounds containing phosphorus are particularly suitable for the latter purpose,

  
  <EMI ID = 130.1>

  
phosphonium.

  
In addition to their application to the formation of cellular phenolic resins, the deionized phenolic resols of the invention are also useful for a multitude of other purposes such as, for example, in the manufacture of adhesives, coatings, films, etc. 'thermosetting molded articles, etc.

  
The following non-limiting examples are presented in order to illustrate the present invention.

  
In the examples, and for the sake of brevity, the ion exchange resins used are designated as cation exchange resins A and B and anion exchange resin A. These respective resins are identified below:

  
The cation exchange resin A is the free acid (H +) form of "Amberlite IR-120" from Rohm and Haas Company.

  
Cation exchange resin B is "Amberlite IR-200" resin from Rohm and Haas Company which, before being used in the examples, was converted to its free acid form by the following procedure: About 1300 ml are subjected to "IR-200" resin, contained in a column 17.5 cm in diameter

  
  <EMI ID = 131.1>

  
of 3.8 liters of 4.0% by weight hydrochloric acid, then allowed to stand for 10 to 15 minutes while the resin bed settles, and then downdraft was swept with distilled water (approximately 11 to 15 liters) until

  
that the effluent is neutral to the paper at pH.

  
Anion exchange resin A is "Amberlite IRA-900", also sold by Rohm and Haas Company. It is provided in chloride form and therefore, before being used in the examples, it,

  
  <EMI ID = 132.1>

  
  <EMI ID = 133.1>

  
Tres of a 3% aqueous solution of potassium hydroxide in a 4 liter beaker for 30 minutes. The pH of the suspension is measured to establish alkalinity. The resin is then filtered off with suction and washed in small portions with distilled water (about 19 liters) until a constant neutral pH is obtained.

  
The spent ion exchange resins are converted into their respective free acid and hydroxylated forms by following the above procedures except that prior to regeneration these resins are first washed by a downdraft of about 3 to 4 times their volume of isopropanol in order to remove the organic resin (i.e. the resol) which tends to coat the beads with ion exchange resin.

  
Potassium hydroxide serving as a catalyst for the formation of condensation products from which one

  
obtained the deionized resols A to H, J to Z and XX of the invention is that sold by JT Baker and Company under the name "Potassium Hydroxide Pellets," Baker Analyzed "Reagent" (potassium hydroxide pellets; reagent " analyzed by Baker ";

  
  <EMI ID = 134.1>

  
"mercury cathode cell", and this hydroxide is described in more detail with particular reference to the preparation of these particular resols.

  
The values given in the examples for the viscosity, the pH, the water content and the methylol content of the resols, and the density of the foams produced from the resols were determined as follows:

  
The viscosity, indicated in centipoise (cPo) was

  
  <EMI ID = 135.1>

  
measurements by placing the resole sample in a bath at constant temperature (25 [deg.] C unless otherwise specified) for '
16 hours, choosing a spindle to give a mid-range reading at 6-30 rpm. Readings are taken after 3, 4 and 5 minutes; the viscosity shown in the examples is the average of these three readings.

  
the density of the foam is indicated in g / dm <3>,

  
  <EMI ID = 136.1>

  
Model 96.

  
The water content of the resols was determined by the Karl Fischer method, modified by the use of a solution, in "methyl-cellosolve", of sulfur dioxide and

  
  <EMI ID = 137.1> particular iodine (about 0.2) which indicates the number of grams

  
  <EMI ID = 138.1>

  
50 ml of anhydrous methanol and 75 ml of redistilled pyridine are used. The titration reagent is added to the dissolving medium until the indicator on the meter remains at 150 milli-amps which is considered the end point.

  
The sample (0.5-1.0 g) to be analyzed is then added and titrated with the reagent until the indicator is maintained.

  
  <EMI ID = 139.1>

  
the water content of the sample continues as follows:

  

  <EMI ID = 140.1>


  
where A is the number of milliliters of the. titration reagent required for sample to reach end point.

  
  <EMI ID = 141.1>

  
N [deg.] 6, pages 883-884 (June 1951).

  
Examples 1-3

  
  <EMI ID = 142.1>

  
According to these examples, three resols are prepared at a formaldehyde factor of 170, using potassium hydroxide as a catalyst and carrying out 3.25 hours at

  
  <EMI ID = 143.1>

  
then carrying out a partial dehydration of the condensation product, successively treating with the cation exchange and anion exchange resins and finally carrying out a "stripping" removal to remove the additional water. Except where noted, the composition of the respective reaction mixtures and the procedure employed are substantially the same as illustrated by the following description of the preparation of Resol A:

  
In a reactor equipped with a "Trubor" stirrer, a thermometer, a nitrogen inlet and a water-cooled distillation head, are introduced (1) 1600 g, or 17 moles , of molten phenol, prepared by heating for about 18 hours a solid phenol in an air oven at 55 [deg.] C, (2) 2740 g

  
  <EMI ID = 144.1>

  
maline ") corresponding to 1022 g (34 mol) of formaldehyde,

  
and a solution containing 32.3 g of potassium hydroxide (pure-

  
  <EMI ID = 145.1>

  
Potassium xide which is added while stirring as a catalyst raises the pH of the phenol / formaldehyde solution from 3.3 to 8.7. After reducing the pressure on the system to a value corresponding to 285 mm of Hg, we heat

  
  <EMI ID = 146.1>

  
The heating is then stopped and the heat given off by the mixture is left to allow it to reach its maximum temperature of 75 [deg.] C at which vigorous reflux begins. The heat released maintains reflux at 75 [deg.] C (pressure corresponding to

  
  <EMI ID = 147.1>

  
corresponding to 295-310 mm Hg) for a total condensation period (including the initial 40 minutes of reflux) of 3.25 hours. The pressure is then slowly reduced to

  
  <EMI ID = 148.1>

  
nutes, while collecting an aqueous distillate. The removal of the aqueous distillate is continued for about 1 hour and then

  
  <EMI ID = 149.1>

  
and it has a pH of 8.5. It is then combined with 1000 g of cation exchange resin A. The resulting mixture was stirred until the pH stabilized at a value of 2.2, which took about 10 minutes. The cation exchange resin was filtered off through a fine mesh cloth ("Silkalene"). The filtrate is then combined, without undue delay, with 300 g of the anion exchange resin A until the pH reaches 4.6.

  
  <EMI ID = 150.1> <EMI ID = 151.1>

  
volatiles and in particular water, the filtrate is heated until a temperature of 65 [deg.] C is obtained at a pressure corresponding to 40 mm, which takes approximately 6 hours. After this evaporation operation under reduced pressure (stripping), the liquid product is heated for approximately 1 hour at 65 [deg.] C under

  
  <EMI ID = 152.1>

  
In the second step of increasing the consistency, a light yellow liquid product weighing 1900 g is obtained, which corresponds to a yield of 117 g per 100 g of phenol. This product, which is referred to herein as "resol A", has a Brookfield viscosity.

  
  <EMI ID = 153.1>

  
a hydroxyl number of 252 mg KOH / g.

  
In Example 2, Resol B is prepared on a scale double that of Resol A. After addition of potassium hydroxide (catalyst), the pH of the reaction mixture is

  
  <EMI ID = 154.1>

  
water until about 64 g of aqueous distillate per 100 g of phenol has been collected. The partially dehydrated reaction mixture (water content of about 25% by weight) has a pH of 8.5 and combines it with 2000 g of cation exchange resin B. The resulting suspension is stirred until

  
  <EMI ID = 155.1>

  
Lifting the cationic resin, the filtrate is combined with 750 g of anion exchange resin A until the pH of the suspension is equal to 4.50. After separation of the resin, the

  
  <EMI ID = 156.1>

  
liquid product to cool to room temperature without further heating it under these conditions. The liquid product is obtained with a yield of 11.9 g per 100 g of phenol. This product, which is referred to herein as "resole B", has a viscosity of 12,800 cPo at 25 [deg.] C, a free water content of

  
  <EMI ID = 157.1> weight and hydroxyl number of 341 mg KOH / g.

  
In Example 3, "resol C" is prepared on the same scale as resol A, except that 600 g of anion exchange resin A are used. After addition of potassium hydroxide (catalyst), the pH of the reaction mixture is also 8.7. The stage of partial water removal after condensation is carried out until approximately 70.9 g of distillate per 100 g of phenol has been collected. The partially dehydrated reaction mixture, which has a pH of 8.55, is combined with 1000 g of cation exchange resin A and the resulting suspension is stirred until the pH stabilizes at 2.35. , which takes about 5 minutes. After the filtration stage, the filtrate is combined with 600 g of the anion exchange resin A until the pH of the suspension is brought to 5.45, instead of 4.6 as in 1. example 1.

   After separation of the anion exchange resin, the filtrate has a pH of 5.40.

  
The final stage of dehydration is carried out by subjecting the reaction product to stripping for a total of 3.5 hours at 65 [deg.] C under reduced pressure (corresponding to 40 mm Hg) and

  
then let cool down to room temperature

  
without further heating under these conditions. The liquid product is obtained with a yield of 119.1 g per 100 g of phenol. This

  
  <EMI ID = 158.1>

  
viscosity of 6710 centipoise at 25 [deg.] C.

  
Examples 4 &#65533; 6

  
According to part (A) of these examples, the hot aging of resols A, B and C is carried out for various periods of time and, as described in part (B), foams are prepared from these resols before and after hot aging.

  
(A) Hot aging procedure

  
The hot aging of the resols A is carried out,

  
  <EMI ID = 159.1>

  
employing substantially the same procedure as that typically represented by the following description of aging

  
hot from resol A:

  
About 1400 g of resol A are placed in a 5-liter, 4-necked flask fitted with a stirrer, thermometer, nitrogen inlet tube and condenser.

  
  <EMI ID = 160.1>

  
(examples 4-1). After this initial aging period, a portion (approximately 450 g) of the resole, which is designated A-1, is removed from the flask for the foaming and the determination of the viscosity. The remainder of the resole in the flask is subjected to a second stage of heating (Examples 4-2) and further hot aging is carried out for an additional period.

  
  <EMI ID = 161.1>

  
foaming and 'for viscosity measurements a portion of the resole, referred to as A-2, which has now undergone heat aging for a total of 10.5 hours. We submit the

  
  <EMI ID = 162.1>

  
during an additional period of 5 hours (examples 4-3). The remaining resol, which is now designated A-3, has thus undergone aging for a total period of 15.5 hours and is subjected, also to tests to determine its behavior during foaming and to a measurement of its. viscosity.

  
Resols B and C were also subjected to three stages of heat aging for various periods of time. After each stage, we submit the respective resols, designated

  
  <EMI ID = 163.1>

  
ment, during foaming and viscosity determinations.

  
(B) Reaction and procedure for foaming The foam formulation, used to prepare <EMI ID = 164.1>

  
  <EMI ID = 165.1>

  

  <EMI ID = 166.1>
 

  
Notes:

  
  <EMI ID = 167.1>

  
The foams are prepared according to the following general procedure. The resole, the active silicone surfacing and the swelling agent contained in a cardboard cup of 1 liter capacity are first of all thoroughly mixed, by stirring during
Approximately 60 seconds at approximately 1700 rpm using an air motor fitted with a stainless steel shaft comprising three stainless steel blades; the temperature of this mixture is between 27 [deg.] and 30 [deg.] C. We then pour the weighed quantity

  
  <EMI ID = 168.1>

  
vigorously for 20 seconds. The resulting mixture is poured into a cardboard boot (20cm x 20cm x 15cm); we note the time (in seconds) for the formation of a cream and for the rising, and we measure the height (in cm). We consider that the

  
  <EMI ID = 169.1>

  
diluting the catalyst until the mixture visibly begins to expand. The time to rise is measured from the time of addition of the catalyst until the expansion ceases. We measure the height of the lift corresponding to the time indicated for the lift. The foams are allowed to stand at ambient conditions for at least 3 days before cutting them and performing the tests.

  
  <EMI ID = 170.1>

  
The duration of aging, as well as the viscosity, the time until a cream is obtained, the rising time and the density of the foam before and after aging.

  
  <EMI ID = 171.1>

  
For comparison purposes, Table II also indicates data concerning test C-1 based on a phenol-formaldehyde resole for foaming, produced industrially and having a quality intended to have the following specifications:

  
  <EMI ID = 172.1>

  
Typical condensates for making this grade of resole for foaming include a formaldehyde factor of 170 (based on a 37% aqueous formaldehyde solution); a condensing temperature of about 75 [deg.] C; a

  
  <EMI ID = 173.1>

  
Barium hydroxide octabydrate as a catalyst (3.6 parts by weight per 100 parts by weight of the phenol). The alkaline condensate is partially dehydrated (approximately 70 g of distillate for
100 g of phenol), and neutralized with a dilute solution

  
  <EMI ID = 174.1>

  
resulting is probably in a solvated form and, in any case, it remains in the resole as one of the constituents of it. <EMI ID = 175.1>

  
  <EMI ID = 176.1>

  
ordinary ambient conditions, and therefore it is shipped normally and stored under refrigeration (5 [deg.] C) in order to minimize self-condensation giving higher molecular weight constituents and the accompanying loss of reactivity. the foamable composition. The particular burden of this resol. industrially produced, which is used in the comparison test.

  
  <EMI ID = 177.1>

  
that it is made, it has a viscosity of 4650 cPo, a water content of 5.6% by weight, a pH of 5.9 and a specification of

  
  <EMI ID = 178.1>

  
management.

  
As for the deionized resols A, B and C of the in-

  
  <EMI ID = 179.1>

  
by following the aging procedure above. After each of these aging periods, the resol

  
  <EMI ID = 180.1> viscosity of resol I, before and after each stage of aging, as well as the reactivity of this resol. The respective foams were prepared by following the general foaming procedure described above, and by using formulation A to obtain a foam of Table I. These results are also shown in Table II which follows.

  

  <EMI ID = 181.1>


  

  <EMI ID = 182.1>


  

  <EMI ID = 183.1>
 

  
The data in Table II are all based on Foam Production Formulation A. These data concern

  
  <EMI ID = 184.1>

  
The invention have excellent reactivity as foamable materials, both initially and after accelerated aging.

  
  <EMI ID = 185.1>

  
weaker (test C-1) and poor aging characteristics, as reflected, in particular, by a vo-

  
  <EMI ID = 186.1>

  
hot aging.

  
Examples 7 and 8

  
Preparation of resols D and E

  
In these examples, two resols are prepared with a formaldehyde factor of 170, using the same quantities of phenol, formaldehyde and an aqueous solution of hydroxide: potassium as a catalyst as those used to prepare resole A of Example 1. After addition of the catalyst, the pH of

  
reaction mixture is 8.7. The condensation is carried out substantially as described in Example 1, except that the total duration of the condensation at 75 [deg.] C is 4.25 hours instead of 3.25 hours. A partial removal of water is carried out under reduced pressure (corresponding to approximately 80 mm of Hg) until, respectively, 70.2 g (example 7) and 69.2 g (example 8) of distillate per 100 g of phenol. The respective values of

  
  <EMI ID = 187.1>

  
When preparing Resol D of Example 7,

  
the partially dehydrated mixture is combined with 1000 g of

  
cation exchange resin A, and the resulting suspension was stirred until the pH stabilized at a value of 2.3, which took about 15 minutes. The cation exchange resin is separated by filtration and the filtrate is then combined with 1000 g of the anion exchange resin A, until

  
so that the pH of the suspension reaches 4.85, which takes about 17 minutes. After filtration, the filtrate obtained has a pH of 4.9 and is heated to 65 [deg.] C under reduced pressure (corresponding to 40 mm Hg) for about 5.0 hours to effect the removal of the particles. volatile matter and in particular water. After this evaporation operation, the liquid product is heated for about half an hour at 65 [deg.] C under reduced pressure.

  
  <EMI ID = 188.1>

  
in a yield of 117.1 g per 100 g of phenol. This product, referred to herein as resole D, has a Brookfield viscosity of 16,500 cPo at 25 [deg.] C.

  
For the preparation of Resol E of Example 8, the partially dehydrated mixture is combined with 1000 g of cation exchange resin A, and the resulting suspension is stirred until the pH stabilizes at a value of 2.4, which takes about 15 minutes. The cation exchange resin * was filtered off and the filtrate was then combined with 800 g of the anion exchange resin A until

  
  <EMI ID = 189.1>

  
filtration to remove the anionic resin, the filtrate obtained has a pH of 5.40. Or. Heats the filtrate to 65 [deg.] C under

  
a reduced pressure corresponding to 40 mm of Hg for approximately 3 and a half hours to remove volatile matter and in particular water. After this stripping operation by evaporation, the liquid product is obtained with a yield

  
  <EMI ID = 190.1>

  
Example

  
Preparation of Resol F

  
According to the present example, an additional resol is prepared.

  
  <EMI ID = 191.1>

  
same amounts of phenol, formaldehyde and aqueous potassium hydroxide solution (catalyst) as those used to prepare resole A of Example 1. After addition of the catalyst, the pH of the reaction mixture is 8.65. The condensation is carried out substantially as described in Example 1, except that the total duration of the condensation at 75 [deg.] C is 2.25 hours instead of 3.25 hours. Partial removal of the water is carried out under reduced pressure (corresponding to approximately 80 mm Hg) until approximately 62.9 g of distillate per 100 g of phenol has been collected.

  
After cooling to 45 [deg.] C, the pH of the partially dehydrated mixture is 8.65. It is then combined with 850 g of cation exchange resin B. The resulting suspension is stirred

  
  <EMI ID = 192.1>

  
takes about 30 minutes, after which 450 g of the cation exchange resin A is added to obtain a pH of 2.7, which takes about 15 minutes. After removal by filtration of the cation exchange resins, it is combined. filtrate with
40C g of cation exchange resin A until the pH reaches 5.30, which takes about 26 minutes. After his filter-

  
  <EMI ID = 193.1>

  
under a reduced pressure corresponding to 40 mm of Hg for approximately 5.5 hours to remove volatile materials and in particular water. After this evaporation operation, the liquid product is heated for 2 and a quarter hours

  
  <EMI ID = 194.1>

  
The liquid product is obtained in a yield of 118 g per 100 g.

  
of phenol. This product, referred to herein as resol F, has a viscosity of 6500 cPo at 250C.

Example 10

  
Preparation of resol G-

  
According to the present example, a resole with a formaldehyde factor of 170 is prepared using the same amounts of phenol, formaldehyde and the aqueous solution of potassium lyiroxide (catalyst) as those used to prepare resole A of Example 1. After addition of the catalyst, the pH of the reaction mixture is 8.7. The condensation is carried out substantially as described in Example 1; except that the total duration

  
condensation at 75 [deg.] C is 5.25 hours instead of 3.25 hours. A partial removal of water is carried out under a pressure

  
  <EMI ID = 195.1>

  
collected about 62.8 g of distillate per 100 g of phenol. After cooling to room temperature, the pH of the partially dehydrated condensate is 8.6. This condensate is then combined with 1000 g of cation exchange resin A and the suspension is stirred. -resulting until the pH stabilizes at a value of 2.3, which takes about 13 minutes. We separate by

  
  <EMI ID = 196.1>

  
Following the filtrate with 600 g of the anion exchange resin A, until the pH reaches 5.40, which takes about 15 minutes. After filtration intended to separate the anionic resin, the filtrate also has a pH of 5.40. We heat this

  
  <EMI ID = 197.1>

  
40 mm of Hg for approximately 5 and a quarter hours to remove volatile matter and in particular water, after which the product is allowed to cool to room temperature. The liquid product is obtained in a yield of 121.5 g per 100 g of phenol. This product, referred to herein as being

  
  <EMI ID = 198.1>

  
Examples 1,1-14

  
According to these examples, we subject the resols D to G, res-

  
  <EMI ID = 199.1>

  
atmospheric pressure under nitrogen, by applying the procedure described above in "A" 'of Examples 4 to 6. The foaming characteristics of the resols, before and after hot aging, are determined using formulation A from production.

  
  <EMI ID = 200.1>

  
tie (B) of Examples 4 to 6. Table III below gives the results of this study on aging and on the characteristics of foam formation.

  

  <EMI ID = 201.1>


  

  <EMI ID = 202.1>


  

  <EMI ID = 203.1>
 

  
The data in Table III show above all that the resols of the invention, having undergone an ion exchange and which originate from condensation products whose condensation lasted less and longer, than the 3.25 hours used to form resols A, B and C also have good aging properties and good reactivity for the formation of a foam. These data also show that at a formaldehyde factor of 170, when the hardness of the condensation conditions is reduced, for example by reducing the duration of the condensation to 2.25 hours (resol F), resols are obtained which, when subsequently deionized as described herein, are capable of foaming to give a low density foam.

  
  <EMI ID = 204.1>

  
13) By adjustable pour-in-place reactions. The data also shows that when it is desired that the resoles of the invention form a higher density foam, such resols can be obtained by carrying out the condensation reaction under a harsher combination of conditions, such as times. condensations of 4.25 hours and 5.25 hours, having served to prepare the condensate products

  
tion from which resols D, E and G. are derived. the reason for the apparently abnormal result of Example 12-3, obtained from the resol E-3 having undergone an aging, is not obvious in view of the results obtained with Aging Resol D-3 which was used in Example 11-3. Resol D-3 has a significantly higher viscosity (64,500 cPo) after 15.5 hours

  
  <EMI ID = 205.1>

  
reactivity, as shown by the density of
36.1 g / dm <3> of the foam produced from this resol D-3.

  
  <EMI ID = 206.1>

  
For comparison, two resols were prepared which do not fall within the scope of the present invention, by treating a phenol-formaldehyde condensation product (factor of

  
  <EMI ID = 207.1> of 2.65 * However, instead of the subsequent treatment with an anion exchange resin, the final pH of the resole is brought to 4.7 by neutralization with alkaline condensation catalyst.

  
These particular resols are designated, here as being the resols

  
  <EMI ID = 208.1>

  
is interesting about these particular resolutions. This aforementioned patent relates to the preparation of phenol-formaldehyde resins obtained by reaction catalyzed by a base and having a duration

  
  <EMI ID = 209.1>

  
meaning then "a resin solution which remains water-soluble, without precipitation or gelation, for a long period.

  
  <EMI ID = 210.1>

  
resols having such a "water tolerance", the aforementioned patent suggests reducing the proportion of alkaline substance originating from the catalyst used for the condensation reaction (phenolformaldehyde) by treating this condensation product with a cation exchange resin to adjust the pH to a value between 4 and 8, by adjusting the duration of exposure to the cation exchange resin or "by bringing the pH to a

  
value less than 4 with subsequent addition of a substance

  
  <EMI ID = 211.1>

  
The alkaline substance that is added may be the same as that originally used to catalyze the condensation reaction, or a "volatile alkaline substance" such as an amine may be used. Although the aforementioned patent does not care

  
of the possible storage time of the resols from the point of view of their reactivity as foamable compositions, it was nevertheless advantageous to prepare and determine the aging characteristics of the aforementioned resols II and III.

  
More particularly, for the preparation of resols II and III, reaction mixtures containing the following constituents were used: 1600 g, ie 17 moles of phenol; 34 moles of formaldehyde, added as 2740 g of a solution

  
  <EMI ID = 212.1>

  
hydrated as catalyst and 230 g of distilled water. We heat

  
  <EMI ID = 213.1> 4.25 hours (resol III). After addition of barium hydroxide
(catalyst), the reaction mixtures have respective pH values of 8.65 and 8.75. After partial dehydration
(65.6 and 63.3 g of distillate per 100 g of phenol, respectively), the reaction mixtures have a pH of 7.8 (resol II)

  
  <EMI ID = 214.1>

  
with each resol and with 1000 g of cation exchange resin A, up to. that the pH stabilizes at 2.65. In each test, the pH of the resol is adjusted to a value of 4.70 by the addition of 38 g (resol II) and 40 g (resol III) of a solution.

  
  <EMI ID = 215.1>

  
then resol water at 45 [deg.] - 65 [deg.] C under a pressure corresponding to 80-45 mm of mercury, over a period of about 4 hours.

  
The liquid products, called resols II and III, are obtained with

  
yields of about 141 g per 100 g of phenol, and subjected to heat aging under nitrogen at 65 [deg.] C to.

  
atmospheric pressure, following the procedure described

  
  <EMI ID = 216.1>

  
times indicated in Table IV below. The latter table also indicates the viscosity of the resols after their preparation and after each aging period. Samples of the aged products are then used as the resol component of formulation A for producing a foam.

  
  <EMI ID = 217.1>

  
above for foaming. The following Table IV also provides data on foaming.

  

  <EMI ID = 218.1>


  

  <EMI ID = 219.1>


  

  <EMI ID = 220.1>
 

  
The results in Table IV show that the adjustment of the pH of the cation-exchanged condensation product by further addition of the alkali metal-based condensation catalyst, as in the preparation of resols II and III, adversely affects the characteristics. aging and processability of the product resol. Thus, after a total aging period of 13 hours (test C-2b), the

  
  <EMI ID = 221.1>

  
the sole resol component of formulation A for producing a foam. This latter conclusion is based on the observation that although some reactivity is indicated by a 7.5 cm lift in some areas of the foaming formulation, the foaming behavior is not. satisfactory; the high viscosity (147,000 cPo) may also explain why Resol II-2 does not foam. On the contrary, as shown by the series of aging data from the example

  
ple 4 of Table II, the deionized resol A of the invention, which

  
was also condensed at a formaldehyde factor of 170 for 3.25 hours at 75 [deg.] C and which was brought to a final pH

  
4.7 (by treatment with an anion exchange resin) a

  
superior aging characteristics and has a significantly lower initial viscosity which, although increased during aging, still remains at a value allowing the use of the resol. In addition, Resol III, which was prepared with the greatest condensation period of 4.25

  
  <EMI ID = 222.1>

  
(ning Resol D of Example 7) has such a high initial viscosity (552,000 cPo) that it cannot foam when using

  
the normal formulation A for producing a mousse, and becomes a material, similar to caramel (viscosity greater than

  
1,000,000 cPo) after only 7 hours of hot aging. On the contrary, and as shown by the data of Example 11 of Table III, Resol D of the present invention has

  
good aging characteristics and good reactivity for the production of a foam.

  
Examples _ 1 5-18

  
  <EMI ID = 223.1>

  
According to these examples, additional phenol-formaldehyde condensation products are prepared at times of

  
  <EMI ID = 224.1>

  
substantially as described above with respect to resols A to G except that, instead of carrying out the condensation at a formaldehyde factor of 170, this factor is about 120, in the case of a 37.3 solution % by weight of formaldehyde. More specifically, here are the starting materials in each preparation:
1882 g (20 moles) of phenol, 2413 g of an aqueous solution
37.3 &#65533; by weight of formaldehyde (30 moles of HCHO) and 32.3 g

  
  <EMI ID = 225.1>

  
188 g of distilled water. After addition of the aqueous solution

  
catalyst, the reaction mixtures have respective pH values of 8.80; 8.85; 8.75 and 8.70. We condense them

  
  <EMI ID = 226.1>

  
(resol H), 4.25 hours (resol J), 5.25 hours (resol K) and 6.25 hours (resol L). The condensation products are then subjected to partial dehydration at 45-65 [deg.] C under a pressure corresponding to 80-45 mm Hg, until the water content is brought to a level of about 25% in Hg. weight. A suspension is then formed, at room temperature, with the partially dehydrated products of this condensation and 1000 g of cation exchange resin A, and the mixture is stirred for 40 to

  
45 minutes during which the pH decreases to the values indicated in Table V below. After filtering off the cationic resin, the filtrates are combined with

  
300 g of the anion exchange resin A, and the resulting suspensions are stirred until the respective pH values are 4.55 to 4.6, as also shown in the table.

  
  <EMI ID = 227.1>

  
filtrates then having the pH indicated in Table V below.

TABLE V

  

  <EMI ID = 228.1>


  
An additional quantity of water is evaporated from the

  
  <EMI ID = 229.1>

  
about 40 mm) in a period of 6 hours (resols H and J), 4 hours
(resol K) and 3.75 hours (resol L), after which the filtrates are allowed to cool to room temperature. Its viscosity and its behavior during foaming are determined, both before and after hot aging, by operating as described in the following examples.

Example 19-22

  
  <EMI ID = 230.1>

  
  <EMI ID = 231.1>

  
for various periods of time, depending on the modus operandi of the game
(A) Examples 4-6 above. Before and after each aging period, samples were used as the resol component of a foaming formulation A (Table I) following the procedure described under part (B) of Examples 4-6. The following Table VI indicates the length of each heating period, the results of the viscosity measurements and the data regarding the reactivity during the production of a foam.

  

  <EMI ID = 232.1>


  

  <EMI ID = 233.1>


  

  <EMI ID = 234.1>
 

  
Examination of the results presented in Table VI shows that when the condensation reaction is carried out at a phenol-formaldehyde factor of 120, condensation times of 3.25 hours and 4.25 hours (such as They are used for the preparation of resols H and J), highly reactive resols having a low viscosity. The high reactivity of H and J resols is reflected, in particular, in the low density of the foams produced. Despite their high reactivity, the H and J resols allow an adjustable foaming reaction to take place at room temperature after discharge.

  
in place. The K and L resols were also condensed to a phenol-formaldehyde factor of 120, but over longer periods of condensation (5.25 hours and 6.25 hours). Resols

  
  <EMI ID = 235.1>

  
hot, but their viscosity increases markedly after hot aging. the high viscosity of these particular resols prevents proper incorporation by mixing of the acid

  
  <EMI ID = 236.1>

  
thus, although only a small shrinkage is observed, the overall rise of the foam is irregular and the foams have a poorer quality than the foams obtained from resols H and J. It is therefore evident that when the condensation reaction is carried out at 75 [deg.] C and with a formaldehyde factor of
120, prolonged periods of condensation should be avoided
(5.25 hours-6.25 hours).

  
Examples 23-33

  
According to these examples, phenolformaldehyde resols, designated herein as being resols M to W, at a

  
  <EMI ID = 237.1>

  
the following constituents are used: 1600 g of phenol;

  
2740 g of a 37.3% by weight aqueous solution of formaldehyde; and a catalyst solution containing potassium hydroxide (purity: 86.2%) dissolved in 188 g of distilled water.

  
The particular amount of potassium hydroxide and the condensation conditions employed in each preparation are shown in Table VIII below. By following substantially the same operating procedure of the manipulations as that described, for example, in Example 1, the respective condensation products are subjected: to partial dehydration; treatment with cation exchange resin A; filtration; treatment with anion exchange resin A; filtration;

  
and evaporation to remove additional aqueous distillate. Table VIII also indicates the amount of ion exchange resins that are used and the pH of the filtrates after each ion exchange treatment. The viscosity of each resole is measured and at least one resole prepared at the various

  
  <EMI ID = 238.1>

  
Each of the resols M to W is then used as a resol in the following formulation for preparing a foam:

TABLE VII

  
Formulation B for the preparation of a mousse

  

  <EMI ID = 239.1>


  
(1) as defined in Table I.

  
The foams are prepared by following the procedure

  
  <EMI ID = 240.1>

  
VIII below indicates the density of the respective foams produced, as well as the other aforementioned data.

  

  <EMI ID = 241.1>


  

  <EMI ID = 242.1>
 

  

  <EMI ID = 243.1>


  

  <EMI ID = 244.1>
 

  
(1) At reduced pressures corresponding to the following values

  
(in mm of Hg) at the respective temperatures:

  
  <EMI ID = 245.1>

  
(3) Up to a final reduced pressure corresponding to 40-41 mm

  
at 65-67 [deg.] C.

  
(4) Not registered.

  
It is evident from the data in Table VIII as well as from the data in Tables II, III and VI, that the process of the present invention offers multiple possibilities for the preparation of phenol-formaldehyde resols which are suitable for producing low-grade foams. vclumic mass and foams

  
at high density, thanks to. an appropriate adjustment of the conditions of the condensation and in particular of the formaldehyde factor, of the duration and of the temperature of this condensation, as well as of the concentration of the catalyst. Thus, as discussed in connection with the data in Table III, at a formaldehyde factor of 17C, a condensation temperature of 75 [deg.] C and a concentration of potassium hydroxide (catalyst) of about 2% by weight per with respect to phenol, highly reactive resols are obtained, allowing the formation of a low density foam, when operating with a relatively short condensation time (for example 2.25 hours), whereas one obtains resols to provide a higher density foam when operating at a longer condensation time (3.25 hours).

   As shown by the data in Table VI, highly reactive resols can also be prepared for the formation of a low density foam when operating with longer condensation times.
(eg 3.25 hours-4.25 hours), lowering the formaldehyde factor to 120. Further, the data in Table VIII indicate that foams having the desired density can be obtained by appropriately adjusting the condensation temperature and / or the concentration of the catalyst. In addition to their excellent reactivity when freshly prepared, the resols M to W of the present invention, which have undergone ion exchange, also have excellent aging characteristics, as illustrated by the results of Examples 34 to.
40 below.

  
Examples 34 and 35

  
The Q and R resols prepared under the conditions of Examples 27 and 28 (Table VIII) are subjected to hot aging at 65 [deg.] C and at atmospheric pressure under nitrogen for a total period of 18 hours in three stages of five, six and seven hours. After each stage of hot aging, the respective resolves are analyzed to determine

  
  <EMI ID = 246.1>

  
sity and the behavior thereof during foaming is verified by using formulation B for producing a foam (Table VII). The results obtained are shown in the following Table IX which, for easy comparison, also includes the corresponding values for each freshly prepared resol.

  

  <EMI ID = 247.1>


  

  <EMI ID = 248.1>
 

  
The results of Example 34 show the excellent retention of the high reactivity of resole Q as a foamable product, after accelerated aging. This is reflected by the fact that the time of formation of a cream, the time of rising,

  
the height of the lift and, in particular, the density of the foam, hardly changed after each period

  
of aging. Resol R also shows excellent aging characteristics. Retention of responsiveness

  
and the stability to self-condensation exhibited by Q and R resols is also reflected in the observation that their water contents remain relatively low.

  
It is also worth noting an observation that,

  
if the viscosity of the resin increases with aging,

  
the reactivity of freshly prepared and aged resols remains at approximately the same level.

  
This indicates that the increase in viscosity during aging of the resols of the present invention, treated by ion exchange, is not due to a significant self-condensation giving a higher molecular mass and giving less reactive polymers, but is rather due to a physical phenomenon

  
such as intermolecular bonding which, in the presence of the added acidic curing catalysts, easily cleaves or breaks to release highly reactive sites allowing rapid curing providing phenolic foam.

The other resolutions of the invention, such as the receipts

  
A, C and D described above show substantially the same tendency for good retention of their reactivity after hot aging, despite a significant increase in viscosity during accelerated aging. This is graphically illustrated by the accompanying Figure 1, which shows a correla-

  
  <EMI ID = 249.1>

  
  <EMI ID = 250.1>

  
se (in g / dm, on the ordinate) and the number of hours of hot aging for resols A, C, D and R according to the invention,

  
which have undergone ion exchange treatment, and for normal resol I, which does not constitute a product of the present invention.

  
For each resol, the numbers in parentheses correspond to the total number of hours during which the

  
  <EMI ID = 251.1>

  
and curve A) and Examples 6 to 6-3 (resol C and curve C) of Table II and Examples 11 to 11-3 (resol D; curve D) of Table III (in each of these examples the formulation

  
A for producing a foam); and Examples 35 to 35-3 (resol R and curve R) of Table IX, where formulation B for producing a foam was used. As shown by the curves corresponding to the esols of the invention, the reactivity of the resols, reflected by the density of the foam obtained, remains relatively constant despite the significant increase in viscosity. On the contrary, the reactivity of resol I, as a resol component of formulation A for producing a foam,

  
is significantly reduced after only 5 hours of heat aging (which is reflected by an increase of more

  
  <EMI ID = 252.1>

  
as well as after 18 hours, or at a level allowing the resols of the invention to have good reactivity and to be

  
  <EMI ID = 253.1>

  
reed in Figure 1).

  
Examples 37-40

  
According to these examples, the characteristics

  
aging at ambient conditions for M resols,

  
P, S, T and W, which were prepared as described in the examples
23, 26, 29, 30 and 33 of Table 7111. Simply store each resole at room temperature in a closed container.

  
and, after an extended period of storage, samples are taken for viscosity measurements and for testing

  
behavior during foaming, using formula B for preparing a foam (Table VII). The number of days for this aging, the viscosity and the foaming characteristics after aging are shown in Table X, which also includes the corresponding initial data.

  

  <EMI ID = 254.1>


  

  <EMI ID = 255.1>
 

  
The data in Table X further show the excellent storage capability of the resols of the present invention treated by ion exchange. To determine if the resols M, F, S,

  
T and W retained any reactivity to serve as foamable resins after an extremely prolonged period of time, the foaming reactivity of each resol serving as the resol component in formulation B for producing a foam was checked,

  
  <EMI ID = 256.1>

  
ment to ambient conditions in addition to the number of days? aging times indicated in Table X. The following Table XI indicates

  
viscosity, water content and reactivity data for each resol after the indicated aging period.

TABLE XI

  

  <EMI ID = 257.1>


  
(1) not measured

  
the above data show quite surprisingly that despite the fact that these resols have undergone aging at ambient conditions for periods almost equal to 2 years or even greater, these resols have retained sufficient reactivity and fluidity to be able to foam. The foam produced from the resol T having undergone this aging is

  
  <EMI ID = 258.1>

  
density of the foam produced is 23.44 g / dm.

Example 41

  
Preparation of resol X and reactivity for foaming

  
In the present example, an additional liquid resole is prepared according to the invention, with a formaldehyde factor <EMI ID = 259.1>

  
formaldehyde) in the presence of 16 g of potassium hydroxide
(catalyst; purity: 85.9%) dissolved in 188 g of distilled water, for a period of 3.25 hours at 85 [deg.] C (pressure corresponding to 480 mm-525 mm Hg). After the condensation reaction, the pH of the condensation product (cooled to 45 [deg.] C) is 7.7. A suspension is then formed with the condensation product (4490 g) and with 350 g of the cation exchange resin A, until the pH of the suspension stabilizes at 2.5, which takes about 16 minutes. The suspension is then filtered and the filtrate is combined with 1000 g of the anion exchange resin A for about 40 minutes. After this period, the pH of the suspension is 5.45.

   Separated by filtration. the anion exchange resin and 2216 g of aqueous distillate are removed by evaporation of this filtrate at about 48-51 [deg.] C (at a pressure corresponding to 100-85 mm Hg) and finally, at 65 [deg.] C at a pressure corresponding to 15 mm of Hg. The remaining liquid product
(2130 g), referred to herein as resole X, has a Brookfield viscosity at 25 [deg.] C of 66,000 centipoise and a water content of

  
  <EMI ID = 260.1>

  
Following the general foaming procedure described above, resole X is employed as the resol component of formulation B for producing a foam of Table VII. Here are the data concerning the foam production reactivity: time until a cream forms: 20 seconds; rising time: 100 seconds; time until no state

  
  <EMI ID = 261.1>

  
density of the foam: 26.2 g / dm <3>. The compressive strength, and the resistance to friability of the foam produced are shown in. table XVII below.

Example 42

  
According to the present example, the resol X, prepared according to Example 41 above, is subjected to a normality test to determine its gel time, that is to say the time necessary for the resol to reach a degree of polymerization such that it has become a gel. For comparison, the gel time of a phenol-formaldehyde resole, designated here, is also determined.

  
  <EMI ID = 262.1>

  
When making resole I-A, the condensation of phenol and formaldehyde is carried out using barium hydroxide octahydrate as a catalyst, and the condensation product is neutralized with dilute sulfuric acid. As originally prepared, Resol I-A has a pH of 6.8, a water content of 7.0 wt% and a viscosity of 2970 centipoise. Resol I-A can react strongly to heat under ordinary conditions

  
storage and therefore it is normally recommended to keep it

  
  <EMI ID = 263.1>

  
tion of their respective gel times, the resol 1 of the invention was stored at room temperature for approximately 43 days, and the rescl I-A was stored under refrigeration.
(about 5 [deg.] C). As used in this example, the resol

  
  <EMI ID = 264.1>

  
ratory. In each determination, a sample of

  
1 g of resol in the center of a hot plate set at 100 [deg.] C, at
1300C, at 150 [deg.] C and at 180 [deg.] C, respectively. After an interval

  
30 seconds, the sample is struck with a spatula and the end point of the test is considered to be the time necessary for the sample to reach a state of polymerization characterized by the start of sticking and the formation of "threads" polymer
(that is, the time it takes to reach a sticky state). A number of measurements are made for respective samples of each resol at the indicated temperatures. Gel time measurements are made to determine relative cure rates. The longer the gel time, the more stable the resole is to polymerization which causes it to change to the fully cured (thermoset) state. The results obtained are presented in Table XII below.

TABLE XII

  

  <EMI ID = 265.1>


  
  <EMI ID = 266.1>

  
The results of Table XII show the increase in the inherent stability with respect to self-condensation of the resols of the invention, treated by ion exchange, in comparison with commercial resols supplied in the form of mousstable compositions. . Despite their better stability and their possible extended shelf life, the resols of the invention also have a greater reactivity of foamable composition compared to the resols used in industrial practice for the manufacture of a rigid phenolic resin of medium density by foaming reactions with pouring in place.

   As shown by the reactivity data for the production of a foam (Table II), in the case of the use of formulation A of Table I for the preparation of a foam, the resol I (which is not obtained according to the present invention) provided in comparative test C-1

  
  <EMI ID = 267.1>

  
volume of approximately 45.4 g / dm <3>. On the contrary, from the same formulation A, the resols A to C of the invention provide foams having markedly lower densities both before and after accelerated aging, these lower densities reflecting their better reactivity as foamable compositions. The greater reactivity of the resols of the invention, treated by ion exchange, is further indicated by the observation that these resols require less catalyst to obtain a foam of a given density than the comparative resols.

  
  <EMI ID = 268.1>

  
as the resol component of formulation B for producing a foam, however modified to contain 24 parts of the acid catalyst instead of only 9 parts, the formation times

  
cream and leaven are 50 seconds and 130 seconds, respectively; the foam lift height is 18.75 cm and the resulting foam has a density of 25.9 g / dm, this

  
which is close to the density of 26.2 g / dm3 of the foam produced from reaol X of Example 41 with the lowest concentration of 9 parts of fluoboric acid as catalyst. Likewise, when Comparative Resol IA is employed as the resole component of formulation B for producing a foam, modified to contain 21 parts of the acid catalyst and 40 parts of the blowing agent, the foaming reactivity is : cream formation time: 80 seconds; rising time: 240 seconds; foam lifting height: 16.25 cm; density

  
  <EMI ID = 269.1>

  
sound with terms used commercially and provided

  
  <EMI ID = 270.1>

  
  <EMI ID = 271.1>

  
by ion exchange, possess, as a foamable composition, a greater inherent reactivity because the resols according to the invention provide a foam having a particular density or density at lower levels of: The concentration of the catalyst.

Example 43

  
Preparation of Resol Y

  
The present example illustrates the preparation of the resols of the invention on the scale of a pilot installation, when the deionization is carried out in fixed beds of exchange resins in columns. Condensation is carried out in a stainless steel reactor equipped with a condenser and

  
  <EMI ID = 272.1>

  
formaldehyde being approximately 170, and 5.22 kg of an aqueous solution (approximately 12.5% by weight) of potassium hydroxide (purity:

  
  <EMI ID = 273.1>

  
by the reaction causes reflux and the temperature is adjusted to 85 [deg.] C for 3 hours by adjusting the pressure (corresponding

  
  <EMI ID = 274.1>

  
of the reaction, it is passed through a drum, then passed in a downward direction through a 45.4 kg bed of cation exchange resin A, contained in a coated tower

  
  <EMI ID = 275.1>

  
the effluent from the cation exchange tower has a pH of 3.0 and is then passed downward through a 72.6 kg bed of the anion exchange resin A, contained in a stainless steel tower (24-4- cm x 30 cm internal diameter). The effluent from the anion exchange tower has a pH of 5.2 and 47.4 kg of aqueous distillate are removed therefrom by operating under pressure.

  
  <EMI ID = 276.1>

  
the resol thus produced, designated as being the resol Y, with

  
a yield of 134 kg per 100 kg of phenol used and, on analysis, this resole was found to have a water content of 5.78%

  
by weight and a Brookfield viscosity (at 25 [deg.] C) of 22,800 centipoise.

  
The reactivity of resol Y as resin is determined before and after aging for 54 days at room temperature.

  
  <EMI ID = 277.1>

  
freshly prepared and material aged to be the resol component of formulation B for preparing a mousse (Table VII). The results obtained are presented in. table XIII.

TABLE XIII

  

  <EMI ID = 278.1>


  
(1) After 54 days of aging at room temperature.

  
The results of Table XIII further show the excellent storability of the resols of the invention,

  
  <EMI ID = 279.1>

  
ves of mousses prepared from freshly prepared resol Y

  
and after aging of this resol Y, are substantially the

  
same. Note also the observation that,

  
although the viscosity of the aging material increased considerably, this did not affect the reactivity.

Example 44

  
Preparation of Resol Z,

  
  <EMI ID = 280.1>

  
By following substantially the same operating mode of the manipulations and using the equipment described in the example
43, a highly reactive resole is prepared which is suitable for spray application of a phenolic resin, as described below,

  
The condensation reaction is carried out using
77.6 kg of phenol and 133 kg of 37% aqueous formaldehyde solution (the formaldehyde factor being approximately 170) and approximately

  
  <EMI ID = 281.1>

  
7 dissolve in 3.7 kg of distilled water. We reduce the pressure

  
prevailing over the system at a value corresponding to approximately
400 mm Hg and, after the initial release of heat by the reaction, the temperature is adjusted to 75 [deg.] C for about 3 hours by adjusting the pressure (so as to correspond to 400-
470 mm Hg) The reaction product is then cooled

  
  <EMI ID = 282.1>

  
passes this product downwardly through a 45.4 kg bed of cation exchange resin A, contained in the tower described in Example 43. The effluent from the exchange tower

  
cations has a pH of 2.2 and is passed downward through a bed of the anion exchange resin A contained in the stainless steel tower. The effluent from the exchange tower

  
anions has a pH of 4.7, and is removed from the aqueous distillate

  
  <EMI ID = 283.1>

  
of Hg and 54-63 [deg.] C). We obtain the resol thus produced, designated

  
here as being "resol Z", with a yield of 132 kg for
100 kg of the phenol used. On analysis, Resol Z was found to contain 1.90% by weight of water and to have a Brookfield viscosity (at 25 [deg.] C) of 860 centipoise. Resol Z is highly reactive and therefore suitable for use in forming a phenolic resin with

  
  <EMI ID = 284.1>

  
spray cation, when a spray apparatus such as that disclosed in US Pat. No. 3,122,326 is employed. Resol Z is also suitable for mixing with less strongly resols. reagents according to the invention in order to satisfy a particular specification relating to the density of the foam to be obtained.

Example 45

  
An aging study was carried out on the resole Z by keeping a portion thereof in a closed glass container, 3.78 l capacity, under static conditions at room temperature (mean 23 [deg.] - 26 [deg. ]VS). A sample of the resol subjected to this aging is periodically taken, during a total aging period of about 16 months, and the sample is subjected to. a water content analysis and a viscosity measurement. About a month after the start of aging of the resole Z, the same operating mode is applied to a phenol-formaldehyde resole used on an industrial scale, and which is designated here as being the comparative resole IV which is also intended to manufacture a phenolic foam with very low density (3.2 to 4.8 g / dm <3>).

   Resol IV is produced at a formaldehyde factor of about 120 (based on a 37% aqueous solution of formaldehyde), with the use of barium hydroxide as a catalyst to effect the condensation reaction and, as in. the case of comparative resolutions I and IA,

  
the condensation product is neutralized by adding sulfuric acid to it, the resulting barium salt being left in

  
  <EMI ID = 285.1>

  
has a pH of 6.3 and a viscosity of 743 centipoise. To maintain a good possibility of foaming, it is normally recommended that Resol IV be stored at a lower temperature.

  
  <EMI ID = 286.1>

  
of 24 [deg.] C storage if such storage does not exceed 3 months. Prior to the time when resol IV was subjected to this aging study, this resol IV was kept under refrigeration. When resol IV was started to age at ambient conditions, this resol IV had a water content of

  
  <EMI ID = 287.1>

  
tipoises. The results obtained are shown in Table XIV.

  

  <EMI ID = 288.1>


  

  <EMI ID = 289.1>
 

  
The results of this aging study
(i.e. the data in Table XIV) form the basis of the accompanying Figures 2 and 3 which show the variation in water content (Figure 2; percentage by weight of water content on the ordinate) and viscosity (Brook viscosity-

  
  <EMI ID = 290.1>

  
ment (on the x-axis in Figures 2 and 3: aging period at ambient conditions). Examination of these respective figures shows the substantially constant level of water and of the viscosity during the aging of the deionized product (resol Z) according to the invention, in comparison with the resol IV employed on an industrial scale and which is intended to provide the same quality

  
of phenolic foam. the strong increase in viscosity of resol IV during periods 14 and 15 of its aging is

  
too large to be shown in Figure 3, due to the scale used for viscosity; these specific values are provided in Table XIV. The relatively constant level

  
of the water content of resol Z, during this prolonged study

  
aging at ambient conditions for about 16 months, further indicates the remarkable inherent stability of the resols

  
  <EMI ID = 291.1>

  
higher molecular weight and resulting in less reactive resins.

Example 46

  
Preparation of resol XX and reactivity for foaming.

  
In the present example, another liquid resole according to the invention is prepared, by operating substantially in the same way and under the same conditions as for the resole X of example 41 above. Thus, the condensation reaction is carried out at a formaldehyde factor of 170 (1600 g of phenol and 2740 g of a

  
  <EMI ID = 292.1>

  
dissolved in 188 g of distilled water for a period of

  
  <EMI ID = 293.1>

  
After the condensation reaction, the pH of the condensation product (cooled to 45 [deg.] C) is 7.7. A suspension is then formed with the product of this condensation (4522 g) and with 350 g of cation exchange resin A, until the pH of the suspension stabilizes at 2.5, which takes approximately 14 minutes. The suspension is then filtered and the filtrate is combined with 1000 g of anion exchange resin A for about 32 minutes. After this period, the pH of the suspension is

  
5.45. The anion exchange resin is separated by filtration and the filtrate is subjected to evaporation from an aqueous distillate.

  
  <EMI ID = 294.1>

  
the remainder (1990 g), referred to herein as XX resol, has a Brookfield viscosity at 25 [deg.] C of 85,000 centipoise and a water content of 1.25% by weight.

  
By following the general foaming procedure described

  
  <EMI ID = 295.1>

  
formulation B for preparing a foam of Table VII. Here are the data concerning the reactivity for obtaining a foam: cream formation time: 18 seconds; rising time: 90 seconds; time until no sticky state:

  
80 seconds; foam lifting height: 19 cm; mass

  
  <EMI ID = 296.1>

  
includes an indication of the compressive strength and the resistance to crumbling of the foam thus produced.

  
  <EMI ID = 297.1>

  
According to these examples, a series of 4 additional phenol-formaldehyde resols are prepared according to the invention, designated here as being the AA, BB, CC and DD resols, at a formaldehyde factor of 170 (1600 g of phenol and 2740 g of 'a solution

  
  <EMI ID = 298.1>

  
potassium (catalyst having the quality of the product obtained in a cell with a mercury cathode) dissolved in 188 g of distilled water. The potassium hydroxide employed for each preparation is that available commercially in flake form from Hooker Chemical Corporation under the

  
  <EMI ID = 299.1>

  
Company, has the following specifications (dry form):

TABLE XV

  

  <EMI ID = 300.1>


  
To prepare the AA and BB resols, the condensation reactions are carried out for 3 hours and 15 minutes at 85 [deg.] C

  
  <EMI ID = 301.1>

  
To prepare the CC and DD resols, the condensation reactions are carried out for 3 hours and 20 minutes at 85 [deg.] C under reduced pressure corresponding to 460 mm-510 mm Hg (CC resol) and

  
  <EMI ID = 302.1>

  
of condensation, the pH of the respective hot condensation products (at about 35 [deg.] - 45 [deg.] C) is measured. Each of the individual condensation products and cation exchange resin A is then formed into a suspension until the pH of

  
the suspension had lowered to 2.7 2,7 2.75. After filtration, a suspension is formed with the cation-exchanged filtrates and with anion-exchange resin A until

  
that the pH of the respective mixtures be raised to 5.5. The products having undergone this ion exchange are then subjected to evaporation of an aqueous distillate at an elevated temperature and under a reduced pressure. The conditions of this purification evaporation are 50 [deg.] C-54 [deg.] C under a pressure corresponding to 115-100 mm Hg (resol AA); 51 [deg.] - 54 [deg.] C under a pressure corresponding to

  
  <EMI ID = 303.1>

  
laying at 105-60 mm Hg (resol CC) and 50-55 [deg.] C under a pressure corresponding to 105-70 mm Hg (resol DD). The final state of each evaporation operation is 65 [deg.] C under a pressure corresponding to 40 mm of Hg. Table XVI below indicates the viscosity.

  
  <EMI ID = 304.1>

  
the ion exchange resins used, the pH of the condensation products initially and after each stage of ion exchange, the amount of aqueous distillate collected and the product yields. The following Table XVI also includes the corresponding data for resol X (example 41) and resol XX
(Example 46) described above.

  
t;

  

  <EMI ID = 305.1>


  

  <EMI ID = 306.1>
 

  
Examples 51-54

  
In these examples, phenolic foams are prepared by employing resols AA, BB, CC and DD described above of Examples 47-50 as the resol component of formulation B

  
for preparing a mousse, which is defined in Table 711.: For these preparations, the general foaming procedure is followed

  
  <EMI ID = 307.1>

  
foams produced. The compressive strength is measured according to the procedure of ASTM D-1621. Resistance to friability was measured using a combination of ASTM C-367 and barrel tumbling tests according to 0-421. That is, the test samples are conditioned at room temperature in red oak cubes according to ASTM C-367, and the test time intervals
(after periods of 2 and 8 minutes for a total of 10 minutes)

  
correspond to ASTM C-421. Table XVII also includes data on the reactivity of Resol X and Resol XX described in Examples 41 and 46, respectively, as well as data on compressive strength and strength.

  
&#65533; the friability of the foams which derive from these resols. Here is Table XVII.

  

  <EMI ID = 308.1>


  

  <EMI ID = 309.1>
 

  
The results of Table XVII show that the phenolic foams produced using resols AA, BB, CC and DD show a marked improvement in the resistance to friability compared to the resistance of the foams produced from resols X and XX, the essential difference between the two

  
  <EMI ID = 310.1>

  
potassium, a quality originating from the mercury cathode cell (90% purity) used to manufacture the condensation products from which the AA-DD resols are derived, are given in Table XV which follows Examples 47 to 50 above. The potassium hydroxide used in the preparation of each of resols X and XX is that supplied by JT Baker and Company under the designation "Potassium Hydroxide Pellets," Baker Analyzed "Reagent" (potassium hydroxide pellets, reagent "analyzed by Baker ").

  
As indicated in the container containing the pellets supplied by J. T. Baker and Company, the analysis of batch n [deg.] 45240 is that indicated in the following Table XVIII:

TABLE XVIII

  

  <EMI ID = 311.1>


  
From the analysis provided by the manufacturer and shown in Table XVIII, it is not clear how

  
: and particular potassium hydroxide was manufactured. However, <EMI ID = 312.1>

  
it appears that this hydroxide was not made in a mercury cathode cell. In any case, the following Table XIX gives the analyzes of the two types of potassium hydroxide by emission spectrometry and by ray fluorescence.

  
  <EMI ID = 313.1>

TABLE XIX

  

  <EMI ID = 314.1>


  
(1) Hooker Chemical Corporation; supplied as glitter

  
serving as a condensation catalyst for the preparation

  
AA-DD resols.

  
(2) J. T. Baker and Company; supplied in the form of lozenges;

  
serving as a condensation catalyst for the preparation of resols X and XX.

  
Despite the various analyzes given in Tables XV, XVIII and XIX above, as previously indicated here, the exact reason or reasons for the significant improvement observed in the resistance to friability of phenolic foams obtained from the resols of the invention (for example the AA-DD resols) originating from the products of the. Catalyzed condensation in the presence of potassium hydroxide (a quality from a mercury cathode cell) has not or has not been elucidated.

  
  <EMI ID = 315.1>

  
Preparation of Resol EE

  
According to the present example, an additional phenol-formaldehyde resole of the invention, designated here as being the resole EE, is prepared by operating at a formaldehyde factor of

  
  <EMI ID = 316.1>

  
formaldehyde) in the presence of 16 g of potassium hydroxide (quality from a cell with a mercury cathode) as a catalyst

  
  <EMI ID = 317.1>

  
Cell - Low Chloride "(caustic potash flake; cell

  
  <EMI ID = 318.1>

  
XX below gives the analysis of this material indicated by the manufacturer:

TABLE XX

  

  <EMI ID = 319.1>


  
The condensation reaction is carried out for

  
  <EMI ID = 320.1>

  
corresponding to 450-508 mm Hg. The condensation product is removed from the reactor and weighed (4528 g). This condensation product is then passed through a tower (7.0 cm inside diameter) containing 1300 ml of cation exchange resin A. The pH of the effluent is 2.9 after a residence time in the cation exchange resin bed of 14 minutes. The resol having undergone this cation exchange is then passed through a tower (8.0 cm internal diameter) containing
1400 ml of anion exchange resin A for a total time

  
  <EMI ID = 321.1>

Example 56

  
According to the present example, the resol EB of Example 55 is used as the resol component of formulation A for the preparation of a foam of Table I, using the procedure.

  
  <EMI ID = 322.1>

TABLE XXI

  

  <EMI ID = 323.1>


  
  <EMI ID = 324.1>

  
(2) For foam samples prepared for measurements

  
friability.

  
The data in Table XXI is based on a phenolic foam produced from substantially EE resol

  
  <EMI ID = 325.1>

  
water content: 1.4% by weight). After about 62 days of aging at ambient conditions, the Brookfield viscosity of the EE resole is 51,400 cPo at 25 [deg.] C and its water content is

  
  <EMI ID = 326.1>

  
days of aging at ambient temperatures, the resol EE

  
to an accelerated aging study. For this, 700 g of the resol which has already undergone aging under ambient conditions are placed in a 1 liter round-bottom flask, fitted with a thermometer, a stirrer and an adapter open to the atmosphere. The resole was heated to 65 ° C. while stirring slowly over a period of 5 hours. At the end of this period,

  
the resol which has undergone heat aging and which is designated

  
  <EMI ID = 327.1>

  
weight. According to the general foaming procedure described above, a foam is prepared by using 300 g of resol EE-1 as the resol component of formulation A for preparing a foam (Table I). The reactivity data are: time until cream formation: 60 seconds; rising time: 115 seconds; gel time: 80 seconds; and lifting height of the foam: 13.75 cm. The foam shrinkage is only 1.6mm. The friability of the foam is also measured according to the above normal procedures. Here are the results of these measurements: density of the foam samples prepared for the friability determinations: 43.7 g / dm <3>; percentage of weight loss: after 2 minutes, 4%; after 10 minutes,

  
  <EMI ID = 328.1>

  
warm temperature (65 [deg.] C), following the procedure applied during the initial period of. 5 hours, which includes slow stirring while the flask is open to atmosphere. After the total 18 hour period of accelerated aging, the resole (now referred to as EE-2 resole) has a Brookfield viscosity at 25 [deg.] C of 91,300 cPo and a water content of 3. , 26%. Following the general foaming procedure described above, a foam is prepared using the

  
  <EMI ID = 329.1>

  
treatment of a foam (Table I). Here are the data characterizing the reactivity: time until a cream forms: 100 seconds; rising time: 160 seconds; gel time
120 seconds; and lifting height of the foam: 11.25 cm. The foam shrinkage is only 1.6mm. Void formation is also observed which may be due to improper mixing of the forming ingredients, due to the relatively high viscosity of the EE-2 resole. However, despite the significant increase in viscosity and the rather difficult aging to which the EE-2 resole was subjected (i.e. 62 days of aging at ambient conditions followed by a total period of

  
18 hours of accelerated aging at 65 [deg.] C), the water content of this resol remains at a relatively low value (3.26% by weight), and this resol retains high reactivity as a foamable resol.

CLAIMS

  
1. Phenolic resols, characterized in that they do not contain ionic bodies which can be removed by the free acid form of a cation exchange resin and by the free acid form of an anion exchange resin .

  
  <EMI ID = 330.1>

  
extended storage time possible, characterized in that they do not contain ionic bodies which can be further removed by the free acid form of a cation exchange resin and by the free base form of an exchange resin. anions.

  
3. Foamable phenol-formaldehyde resols, having an extended storage period possible and characterized in that

  
  <EMI ID = 331.1>

  
weight and in particular a water content not greater than approximately

  
6% by weight, and in that they do not contain ionic bodies which can be removed by a strongly acidic cation exchange resin and by the hydroxyl form of an anion exchange resin.

  
4. Compositions comprising phenol-formaldehyde resols having a prolonged shelf life, these compositions being characterized in that the resols have been condensed in the presence of a catalyst derived from an alkali or alkaline earth metal for the condensation reaction of phenol and formaldehyde and in that the condensation products have been subsequently deionized by ion exchange with the free acid form of a cation exchange resin and with the free base form of a d exchange resin. anions.


    

Claims (1)

5. Compositions selon la revendication 4, caractérisées en ce que le catalyseur à base de métal alcalin ou alcalino-terreux est un composé du potassium, un composé du sodium ou un composé du césium (composés alcalins) ou un composé du baryum ( compo se alcalino-terreux). 5. Compositions according to claim 4, characterized in that the alkali or alkaline earth metal-based catalyst is a potassium compound, a sodium compound or a cesium compound (alkali compounds) or a barium compound (compo se alkaline earth). 6. Compositions moussables, caractérisées en ce qu'elles comprennent des résols phénol-formaldéhyde ayant une teneur en eau non supérieure à environ 10 % en poids, ces résols ayant été obtenus par condensation du phénol et du formaldéhyde en présence d'hydroxyde de potassium comme catalyseur et les produits de cette condensation ayant été ensuite soumis à une désionisation par traitement avec une résine fortement acide d'échange de cations et avec une résine fortement basique d'échange d'anions. 6. Foamable compositions, characterized in that they comprise phenol-formaldehyde resols having a water content of not more than about 10% by weight, these resols having been obtained by condensation of phenol and formaldehyde in the presence of potassium hydroxide as a catalyst and the products of this condensation having subsequently been subjected to deionization by treatment with a strongly acidic cation exchange resin and with a strongly basic anion exchange resin. 7. Procédé pour la formation de résols phénoliques, caractérisé en ce qu'on fait réagir un composé phénolique et un aldéhyde en présence d'un catalyseux dérivant d'un métal alcalin ou alcalino-terreux dans les conditions telles que l'on forme 7. Process for the formation of phenolic resols, characterized in that a phenolic compound and an aldehyde is reacted in the presence of a catalyst derived from an alkali or alkaline earth metal under the conditions such as one forms un produit aqueux aqueux de condensation, et l'on désionise an aqueous aqueous condensation product, and deionized ce produit alcalin de condensation par traitement de ce produit avec la forme acide libre d'une résine d'échange de cations et avec la forme base libre d'une résine d'échange d'anions. this alkaline condensation product by treating this product with the free acid form of a cation exchange resin and with the free base form of an anion exchange resin. 8. Procédé pour la formation de résols liquides phénol-formaldéhyde ayant une durée prolongée de magasinabilité, <EMI ID=332.1> 8. Process for the formation of liquid phenol-formaldehyde resols having an extended shelf life, <EMI ID = 332.1> et du formaldéhyde en présence d'un catalyseur dérivant d'un métal alcalin ou alcalino-terreux, dans des conditions telles qu'il se forme un produit alcalin aqueux de condensation ; on traite ce produit alcalin de condensation par la forme acide libre d'une résine d'échange de cations pour en réduire le pH and formaldehyde in the presence of an alkali or alkaline earth metal catalyst under conditions such that an aqueous alkali condensation product is formed; this alkaline condensation product is treated with the free acid form of a cation exchange resin to reduce its pH <EMI ID=333.1> <EMI ID = 333.1> traite le produit de condensation, dont les cations ont déjà été échangés,avec la forme base libre d'une résine d'échange d'anions le sorte que l'on augmente le pH à une valeur comprise entre environ 4 et environ 7. treats the condensation product, the cations of which have already been exchanged, with the free base form of an anion exchange resin so that the pH is increased to a value between about 4 and about 7. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en 9. The method of claim 8, characterized in ce que le catalyseur dérivant d'un métal alcalin ou alcalinoterreux est un composé minéral oxygéné du potassium, notamment that the catalyst derived from an alkali metal or alkaline earth metal is an oxygenated mineral compound of potassium, in particular de l'hydroxyde de potassium et en particulier de l'hydroxyde de potassium ayant la qualité du produit obtenu dans une cellule d'électrolyse à cathode de mercure. potassium hydroxide and in particular potassium hydroxide having the quality of the product obtained in a mercury cathode electrolysis cell. 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé 10. The method of claim 8, characterized en ce que la résine d'échange de cations est une résine fortement acide. in that the cation exchange resin is a strongly acidic resin. 11. Procédé selon la revendication 8, caractérisé 11. The method of claim 8, characterized en ce que la résine d'échange d'anions est sous la forme hydroxyle. 12. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le pH du produit alcalin de condensation est réduit à une valeur comprise entre environ 2 et environ 3,5 et en ce qu'il est sensiblement stabilisé à une telle valeur. in that the anion exchange resin is in the hydroxyl form. 12. The method of claim 8, characterized in that the pH of the alkaline condensation product is reduced to a value between approximately 2 and approximately 3.5 and in that it is substantially stabilized at such a value. <EMI ID=334.1> <EMI ID = 334.1> phénol-formaldéhyde ayant une durée prolongée de magasinabilité, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on condense le phénol avec au moins une quantité approximativement équimolaire de formaldéhyde en présence d'hydroxyde de potassium comme catalyseur, dans des conditions telles que l'on forme un produit liquide alcalin de condensation ; on met ce produit alcalin de condensation en contact intime avec une résine fortement acide d'échange' de cations, dans des conditions telles que le pH du produit phenol-formaldehyde having an extended shelf life, this process being characterized in that the phenol is condensed with at least an approximately equimolar amount of formaldehyde in the presence of potassium hydroxide as a catalyst, under conditions such as to form an alkaline liquid condensation product; this alkaline condensation product is brought into intimate contact with a strongly acidic cation exchange resin, under conditions such as the pH of the product. <EMI ID=335.1> <EMI ID = 335.1> viron 1,5 et environ 4 et se stabilise sensiblement à une telle valeur ; on fait passer le liquide ayant subi ce traitement d'échange de cations, en contact intime avec une résine fortement basique d'échange d'anions, dans des conditions telles que le about 1.5 and about 4 and substantially stabilizes at such a value; the liquid which has undergone this cation exchange treatment is passed into intimate contact with a strongly basic anion exchange resin, under conditions such as pH augmente à une valeur comprise entre environ 4 et environ 7 et se stabilise sensiblement à une telle valeur, ce qui fournit du produit liquide comprenant des résols phénol-formaldéhyde désionisés. pH increases to a value between about 4 and about 7 and stabilizes substantially at such a value, providing liquid product comprising deionized phenol-formaldehyde resols. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le produit liquide est obtenu sous forme sensiblement anhydre. 14. The method of claim 13, characterized in that the liquid product is obtained in substantially anhydrous form. 15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le produit liquide est obtenu sous forme d'une solu- 15. The method of claim 13, characterized in that the liquid product is obtained in the form of a solution. <EMI ID=336.1> <EMI ID = 336.1> 16. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le pH du liquide en contact avec la résine d'échange de cations est sensiblement stabilisé à une valeur comprise entre environ 2 et environ 3, 5. 16. The method of claim 13, characterized in that the pH of the liquid in contact with the cation exchange resin is substantially stabilized at a value between approximately 2 and approximately 3.5. 17. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le pH du liquide en contact avec la résine d'échange 17. The method of claim 13, characterized in that the pH of the liquid in contact with the exchange resin <EMI ID=337.1> <EMI ID = 337.1> environ. 18. Procédé pour la formation de résols phénolformaldéhyde liquides moussables ayant une magasinabilité prolongée, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on condense du phénol et du formaldéhyde à un rapport molaire formaldéhyde: phénol about. 18. Process for the formation of foamable liquid phenolformaldehyde resols having a prolonged storeability, this process being characterized in that phenol and formaldehyde are condensed at a formaldehyde: phenol molar ratio. <EMI ID=338.1> <EMI ID = 338.1> de potassium à une température de condensation comprise entre environ 65[deg.]C et environ 100[deg.]C ; on met en contact intime le produit alcalin de condensation avec une résine fortement acide d'échange de cations dans des conditions telles que le pH du produit de condensation diminue à une valeur comprise entre environ 2 et environ 3,5 et se stabilise sensiblement à une telle valeur ; on fait passer le liquide ayant subi cet échange des cations en contact intime avec une résine fortement basique d'échange d'anions dans des conditions telles que le pH augmente et se stabilise sensiblement à une valeur comprise entre environ 4,5 et environ 6,5 ; et l'on diminue la teneur en eau du liquide ayant subi ce traitement d'échange d'ions jusqu'à un niveau non supérieur à environ 10 % en poids ; potassium at a condensing temperature of between about 65 [deg.] C and about 100 [deg.] C; the alkaline condensation product is brought into intimate contact with a strongly acidic cation exchange resin under conditions such that the pH of the condensation product decreases to between about 2 and about 3.5 and substantially stabilizes at a such value; the liquid which has undergone this cation exchange is passed into intimate contact with a strongly basic anion exchange resin under conditions such that the pH increases and stabilizes substantially at a value between about 4.5 and about 6, 5; and decreasing the water content of the liquid which has undergone this ion exchange treatment to a level not greater than about 10% by weight; puis l'on recueille le résol liquide phénol-formaldéhyde ayant une teneur en eau non supérieure à environ 10 % en poids et qui constitue un produit de ce procédé. then collecting the liquid phenol-formaldehyde resole having a water content of not more than about 10% by weight and which constitutes a product of this process. 19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'hydroxyde de potassium est de la qualité obtenue dans une cellule d'électrolyse à cathode de mercure. 19. The method of claim 18, characterized in that the potassium hydroxide is of the quality obtained in a mercury cathode electrolysis cell. 20. Résol phénol-formaldéhyde liquide, caractérisé en ce qu'il est produit par le procédé selon l'une des revendications 18 et 19. 20. Liquid phenol-formaldehyde resin, characterized in that it is produced by the process according to one of claims 18 and 19. 21. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que la teneur en eau du liquide ayant subi l'échange des ions est réduite à un niveau non supérieur à environ 4 % en poids, et en ce que le résol récupéré a une teneur en eau non 21. The method of claim 18, characterized in that the water content of the liquid which has undergone the ion exchange is reduced to a level of not more than about 4% by weight, and in that the recovered resol has a content of water no <EMI ID=339.1> <EMI ID = 339.1> 22. Composition phénolique cellulaire, caractérisée en ce qu'elle a été produite par polymérisation, en présence d'un accélérateur acide de polymérisation et d'un agent de gonflement, d'un résol phénolique désionisé. 23. Mousse phénolique, caractérisée en ce qu'elle 22. Cellular phenolic composition, characterized in that it has been produced by polymerization, in the presence of an acid polymerization accelerator and a swelling agent, of a deionized phenolic resole. 23. Phenolic foam, characterized in that it a été produite par la polymérisation d'un résol phénol-formaldéhyde désionisé (ayant une teneur . en eau non supérieure à environ 10 % en poids) en présence d'un accélérateur fortement acide de la polymérisation, d'un agent de gonflement comprenant un composé organique halogène ayant un point d'ébullition comprend was produced by the polymerization of a deionized phenol-formaldehyde resole (having a water content of not more than about 10% by weight) in the presence of a strongly acidic accelerator of the polymerization, a blowing agent comprising a halogenated organic compound having a boiling point comprises <EMI ID=340.1> <EMI ID = 340.1> 24. Mousse phénolique, caractérisée en ce qu'elle* 24. Phenolic foam, characterized in that it * a été produite par polymérisation, en présence d'un accélérateur fortement acide, d'un agent de gonflement et d'un agent surfactif, d'un résol phénol-formaldéhyde ne comportant pas de corps ionique pouvant être encore enlevé par la forme acide libre d'une résine d'échange de cations et par la forme base libre d'une résine d'échange d'anions, ce résol ayant une teneur en was produced by polymerization, in the presence of a strongly acidic accelerator, a swelling agent and a surfactant, of a phenol-formaldehyde resole having no ionic body which can still be removed by the free acid form of a cation exchange resin and by the free base form of an anion exchange resin, this resol having a content of <EMI ID=341.1> <EMI ID = 341.1> 25. Mousse phénolique, caractérisée en ce qu'elle 25. Phenolic foam, characterized in that it a été produite par polymérisation (en présence d'un accélérateur fortement acide, d'un agent de gonflement comprenant un hydrocarbure halogéné et un agent surfactif) d'un résol phénolformaldéhyde obtenu par traitement d'un produit de condensation was produced by polymerization (in the presence of a strongly acidic accelerator, a blowing agent comprising a halogenated hydrocarbon and a surfactant) of a phenolformaldehyde resole obtained by treatment of a condensation product <EMI ID=342.1> <EMI ID = 342.1> ment acide d'échange de cations et par une résine fortement basique d'échange d'anions, ce résol ayant une teneur en eau non cation exchange acid and a strongly basic anion exchange resin, this resol having a water content not <EMI ID=343.1> <EMI ID = 343.1>
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