CS197063B1 - Process for the preparation of a phenol-formaldehyde resin of the resole type - Google Patents

Process for the preparation of a phenol-formaldehyde resin of the resole type Download PDF

Info

Publication number
CS197063B1
CS197063B1 CS304078A CS304078A CS197063B1 CS 197063 B1 CS197063 B1 CS 197063B1 CS 304078 A CS304078 A CS 304078A CS 304078 A CS304078 A CS 304078A CS 197063 B1 CS197063 B1 CS 197063B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
phenol
weight
mixture
formaldehyde
reaction
Prior art date
Application number
CS304078A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jaroslav Jahelka
Horst Hubatsch
Jaroslav Riha
Jiri Kozuch
Original Assignee
Jaroslav Jahelka
Horst Hubatsch
Jaroslav Riha
Jiri Kozuch
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jaroslav Jahelka, Horst Hubatsch, Jaroslav Riha, Jiri Kozuch filed Critical Jaroslav Jahelka
Priority to CS304078A priority Critical patent/CS197063B1/en
Publication of CS197063B1 publication Critical patent/CS197063B1/en

Links

Landscapes

  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Abstract

Vynález se týká přípravy fenolformaldehydové pryskyřice rezolového typu např. pro lepení dřevotřískových desek nebo překližky s vysokou odolností vůči vodě bez předsoušení nanesené pryskyřice, cestou vícestupňové reakce fenolu s formaldehydem v alkalickém prostředí.The invention relates to the preparation of a phenol-formaldehyde resin of the resole type, e.g. for gluing chipboard or plywood with high water resistance without pre-drying the applied resin, by a multi-stage reaction of phenol with formaldehyde in an alkaline environment.

Description

Vynález se týká přípravy fenolformaldehydové pryskyřice rezolového typu např. pro lepení dřevotřískových desek nebo překližky s vysokou odolností vůči vodě bez předsoušení nanesené pryskyřice, cestou vícestupňové reakce fenolu s formaldehydem v alkalickém prostředí.The present invention relates to the preparation of a phenol-formaldehyde resin of the resol type, for example for gluing particle board or plywood with high water resistance without pre-drying the deposited resin, via a multi-stage reaction of phenol with formaldehyde in an alkaline environment.

Pryskyřice připravena dle vynálezu má minimální obsah volného fenolu i formaldehydt a má vysokou reaktivitu. Je neomezeně mísitelná s vodou.The resin prepared according to the invention has a minimum content of free phenol and formaldehyde and has a high reactivity. It is unlimited miscible with water.

Pro tyto vlastnosti má pryskyřice dle vynálezu výhodné užití např. jako pojivo pro výrobu aglomerovaných materiálů na bázi dřeva, a to především pro výrobu vodovzdorných překližek.For these properties, the resin according to the invention has advantageous use, for example, as a binder for the production of agglomerated wood-based materials, in particular for the manufacture of water-resistant plywood.

Eevýhodou běžně vyráběných pojiv pro tyto účely je jejich nízká reaktivita, značná penetrace do dřevní hmoty, vysoký obsah volných/složek (fenol, formaldehyd) zhoršujících pracovní i životní prostředí, dále krátká životnost pojiv. Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje pryskyřice podle vynálezu. Splňuje požadavek univerzálního použití jako pojivá, např. pro výrobu překližek, dřevovláknitých i dřevotřískových desek a podobně, bezThe disadvantages of commonly produced binders for these purposes are their low reactivity, considerable penetration into wood mass, high content of free / components (phenol, formaldehyde) detrimental to the working and environment, as well as short binder life. These drawbacks are largely eliminated by the resin of the invention. Meets the requirement of universal use as binders, eg for the production of plywood, fibreboard and particle board and the like, without

197 063197 063

197 063 náročných úprav na stávajících výrobních zařízeních. Zvýšená reaktivita pryskyřice dovoluje snížit lisovací teploty až na 120 °C při současném zvýšení kapacit výrobních linek o 20 %. Nízká míra penetrace pryskyřice do dřevní hmoty dovoluje snížit měrnou spotřebu pryskyřice v kližné spáře o 40 g/m . Důležitou vlastností navrhované pryskyřice je výrazné zlepšení zdravotně hygienických podmínek. Exhalace škodlivin při zpracování jsou minimalizoány pod přípustné meze, z hotových výrobků jsou prakticky nulové. Výhodou navrhované pryskyřice je i její 3x delší životnost proti stávajícím známým typům fenolformaldehydových pryskyřic pro uvedené účely.197 063 demanding modifications to existing production facilities. The increased reactivity of the resin makes it possible to reduce the pressing temperatures up to 120 ° C while increasing the capacity of the production lines by 20%. The low penetration rate of the resin into the wood allows to reduce the specific consumption of resin in the seam joint by 40 g / m. An important feature of the proposed resin is a significant improvement in sanitary conditions. The emissions of pollutants during processing are minimized below the permissible limits, they are practically zero from finished products. The advantage of the proposed resin is its 3x longer lifetime compared to existing known types of phenol-formaldehyde resins for this purpose.

Příprava pryskyřice spočívá v reakci fenolu s formaldehydem zs přítomnosti alkálie, např. hydroxidu sodného. Reakce probíná ve více stupních. Tyto reakčni stupně nejsou oproti známým a popsaným způsobům řízeny teplotou, resp. časem, po který reakce probíhá, nebo viskozitou konečného produktu, jako je například uvedeno v patentech zabývajících se přípravou fenolformaldehydových pryskyřic rezolového typu (např. SSSR 408 954, SSSR 389 113, ČSSR 118 126, ČSSR 101 927, USA 2 579 329 aj.), nýbrž .jsou řízeny tak, aby v reakčni směsi vznikaly požadované látky, takže příprava fenolformaldehydové pryskyřice podle vynálezu není prakticky omezována reakčni teplotou a reakčním časem a viskozitou produktu, výbrž typem látek vznikajících v reakčni směsi a jejich množstvím. Typ látek a jejich množství lze určit pomocí gelové chromatografie, která jednotlivé látky v reakční směsi od sebe rozdělí a určí jejich přesné koncentrace.The preparation of the resin consists in reacting the phenol with formaldehyde in the presence of an alkali such as sodium hydroxide. The reaction proceeds in several stages. These reaction steps are not temperature and temperature controlled, respectively, in comparison with the known and described processes. the reaction time or viscosity of the end product, such as disclosed in patents dealing with the preparation of resol type phenol-formaldehyde resins (e.g. USSR 408 954, USSR 389 113, USSR 118 126, USSR 101 927, US 2,579,329, etc.). They are controlled so as to produce the desired substances in the reaction mixture so that the preparation of the phenol-formaldehyde resin according to the invention is not practically limited by the reaction temperature and reaction time and the viscosity of the product, but by the type of substances formed in the reaction mixture and their amounts. The type of substances and their amounts can be determined by gel chromatography, which separates the individual substances in the reaction mixture and determines their exact concentrations.

První stupeň reakce je charakterizován převážně adiční reakcí fenolu s formaldehydem přičemž polykondenzační reakce jsou při něm nežádoucí a je nutné vést mechanismus reakce takovou cestou, aby polykondenzační reakce byly co nejvíce potlačeny. V prvním stupni reakce- reaguje volný fenol s formaldehydem za vzniku převážně fenolalkoholů. Na 1 mol fenolu se nadávkuje 1,5 - 2,8 molu formaldehydu a C,3 - 1,6 molu hydroxidu a nadávkuje se voda v množství odpovídající požadované viskositě směsi. Směs se vyhřeje na 40 - 65°C, s výhodou na 55 - 57°C a udržuje se při této teplotě tak dlouho, až vznikne reakčni směs o složení maximálně 5 % hmotnostních fenolu, minimálně 36 % hmotnostních fenolalkoholů a maximálně 10 % hmotnostních kondenzačních produktů.The first stage of the reaction is characterized mainly by the addition reaction of phenol with formaldehyde, where polycondensation reactions are undesirable and it is necessary to guide the reaction mechanism in such a way that the polycondensation reactions are suppressed as much as possible. In the first stage of the reaction, the free phenol reacts with formaldehyde to form predominantly phenol-alcohols. 1.5 to 2.8 moles of formaldehyde and 1.3 to 1.6 moles of hydroxide are metered in per 1 mol of phenol and water is metered in an amount corresponding to the desired viscosity of the mixture. The mixture is heated to 40 - 65 ° C, preferably to 55 - 57 ° C and maintained at this temperature until a reaction mixture of at most 5% by weight of phenol, at least 36% by weight of phenolalcohols and at most 10% by weight of condensation forms. products.

Druhý stupeň reakce je charakterizován kondenzační reakcí látek vzniklých v reakčni směsi a je veden za podmínek, tak, aby vznikly v konečném stádiu produkty plykondenzace a zanikly, resp. se snížily na minimum látky vziklé v prvním stupni reakce. Směs se vyhřeje na teplotu od 70°0 až do varu, při které směs kondenzuje do konečného stavu, charakterizovaného tím, že obsah volného fenolu poklesne pod 0,5 % hmotnostních, obsah fenolalkoholů je nižší než 7,5 % hmotnostních, obsah kondenzačních produktů tvoří minimálně 39 % hmotnostních. Po dosažení tohoto stavu se směs ochladí a upraví na požadovanou viskositu.The second stage of the reaction is characterized by the condensation reaction of the substances formed in the reaction mixture and is conducted under conditions such that, in the final stage, the products of the condensation condensate are formed and disappeared, respectively. to a minimum, the substances formed in the first step of the reaction. The mixture is heated to a temperature of 70 ° C until boiling, in which the mixture condenses to a final state, characterized in that the free phenol content falls below 0.5% by weight, the phenol-alcohol content is less than 7.5% by weight, the content of condensation products constitutes at least 39% by weight. Upon reaching this state, the mixture is cooled and adjusted to the desired viscosity.

197 063197 063

Příklad:Example:

Do roztoku se nadávkovalo 200 g fenolu, 55 g hydroxidu sodného a 168 g vody. Při teplotě 20 - 40 °C se do směsi přidalo 367 g 37 %ního formaldehydu. Směs se vyhřála na 54 - 57°C a udržovala se při této teplotě tak dlouho, až ve směsi se snížil obsah fenolu na 1,8 % hmotnostních, vznikly fenolalkoholy v množství 39,7 % hmotnostních s obsahem kondenzačních produktů tvořil 4,5 % hmotnostních. Pak byla teplota zvýšena na 85 - 90 °C a směs byla při této teplotě udržována tak dlouho, až obsah fenolu klesl na 0,17 % hmotnostních, obsah fenolalkoholů klesl na 5,00 % hmotnostních, obsah kondenzačních produktů vzrostl na 40,33 % hmotnostních. Pak byla směs ochlazena na pokojovou teplotu.200 g of phenol, 55 g of sodium hydroxide and 168 g of water were metered into the solution. 367 g of 37% formaldehyde were added to the mixture at 20-40 ° C. The mixture was heated to 54-57 ° C and maintained at this temperature until the phenol content was reduced to 1.8% by weight, the phenolalcohols were formed at 39.7% by weight, and the content of condensation products was 4.5% % by weight. Then the temperature was raised to 85-90 ° C and the mixture was maintained at that temperature until the phenol content dropped to 0.17% by weight, the phenol alcohol content dropped to 5.00% by weight, the condensation product content increased to 40.33% % by weight. The mixture was then cooled to room temperature.

Výsledný produkt vyrobený postupem uvedeným v příkladu 1. měl tyto základní charakteristiky:The resulting product produced by the procedure of Example 1. had the following basic characteristics:

sušina produktu (2 hod při 150°C) obsah volného fenolu (plynový chromatograf) obsah volného formaldehydu (potenciometricky) obsah hydroxidu sodnéhoproduct dry matter (2 hours at 150 ° C) free phenol content (gas chromatograph) free formaldehyde content (potentiometrically) sodium hydroxide content

Viskosita při 20°CViscosity at 20 ° C

Rozpustnost ve voděSolubility in water

42,3 % hmotnostních 0,17 % hmotnostních 0,003% hmotnostních 7,00 % hmotnostních42.3% by weight 0.17% by weight 0.003% by weight 7.00% by weight

145 mPa . s neomezené145 mPa. with unlimited

Složení reakční směsi se sleduje na gelovém chromatografu na systému předem ocejchovaném. Frekvenci odběru vzorků, ani jejich počet nelze přesně číselně určit, nebot rychlost reakce v obou stupních je závislá jednak na použitém molárním poměru fenolu ku formaldehydu, na množství hydroxidu sodného, zředěného vodou a zvláště pak na teplotě, při které reakce probíhá. Např. v uvedeném konkrétním případě stačilo v prvním stupni reakce odebrat první vzorek za 50 minut a každý následující za dalších 60 minut. Uvedených parametrů bylo dosaženo po 180 minutách reakce. V druhém stupni byl první vzorek odebírán po 120 minutách a každý následující po 60 minutách, přičemž uvedených parametrů bylo dosaženo za 180 minut reakce v druhém stupni, t.j. celkově od počátku reakce za 360 minut.The composition of the reaction mixture is monitored by gel chromatography on a pre-calibrated system. The frequency of sampling and the number thereof cannot be accurately determined, since the rate of reaction in both steps depends on the molar ratio of phenol to formaldehyde used, the amount of sodium hydroxide diluted with water and, in particular, the temperature at which the reaction proceeds. E.g. in that particular case, in the first stage of the reaction, it was sufficient to take the first sample in 50 minutes and each subsequent sample in another 60 minutes. These parameters were achieved after 180 minutes of reaction. In the second step, the first sample was taken after 120 minutes and each subsequent after 60 minutes, and the parameters were achieved after 180 minutes of reaction in the second stage, i.e. a total of 360 minutes from the start of the reaction.

Odebraný vzorek ochlazený na pokojovou teplotu se odvážil v množství 1 - 1,3 g a roztřepal se v odměrné baňce s 6 - 8 mililitry tetrahydrofuranu, přidalo se 80 - 100 mikrolitrů kyseliny octové ledové, doplnilo tetrahydrofuranem na celkový objem lO.mililitrů.The collected sample cooled to room temperature was weighed in an amount of 1 - 1.3 g and shaken in a graduated flask with 6-8 ml of tetrahydrofuran, 80 - 100 microliters of glacial acetic acid was added, made up with tetrahydrofuran to a total volume of 10 ml.

Do vzorku se pak přidalo 5 - 6 g molekulového síta 3 A o zrnění 1-3 mm, čímž nastalo odvodnění vzorku. Poté se vzorek po odstranění molekulového síta nastřikoval do gelového chromátografu v množství 200 mikrolitrů.5-6 g of a 3 A molecular sieve having a particle size of 1-3 mm were then added to the sample to drain the sample. Then, after removal of the molecular sieve, the sample was injected into the gel chromatograph at 200 microliters.

Vzorky byly analyzovány na plně automatizovaném nepřetržitě pracujícícm gelovém chromátografu. V zařízení byl zapojen systém S kolon firmy Waters (USA). Délka kolonySamples were analyzed on a fully automated, continuously operating gel chromatograph. A Waters S column system (USA) was connected to the device. Column length

197 063 byla 1,2 metru, vnitřní průměr 9 mm. Kolony byly naplněny polystyren-divynylbenzenovým gelem, v průměru částic 35 - 75 mikronů, značky PORAGEL resp. STYREL.197,063 was 1.2 meters, 9 mm inside diameter. The columns were packed with polystyrene-divynylbenzene gel, particle diameter 35-75 microns, brand PORAGEL, respectively. STYREL.

Jako eluční medium byl použit tetrahydrofuran při teplotě 23 + 3°C o průtoku 0,5 mililitru za minutu. Tetrahydrofuran byl· před použitím zbaven stabilizačních přísad, vysušen a předeetilován.Tetrahydrofuran was used as the eluent at 23 + 3 ° C at a flow rate of 0.5 ml per minute. Tetrahydrofuran was stripped of stabilizers, dried and pre-distilled before use.

Složení eluátu bylo určováno diferenciálním UV analyzátorem výrobce ČSAV Praha při vlnové délce 254 manometry.The eluate composition was determined by a differential UV analyzer manufactured by ČSAV Praha at a wavelength of 254 manometers.

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Způsob přípravy-fenolformaldehydové pryskyřice rezolovóho typu, např. pro lepení dřevotřískových desek nebo překližky vysoce odolávající vodě vyznačený tím, že na 1 mol fenolu se dávkuje 1,5 - 2,6 molu formaldehydu, 0,3 - 1,8 molu hydroxidu sodného a voda v množství odpovídající požadované viskositě směsi, přičemž se postupně zvyšuje teplota směsi na 40 - 65 °C, s výhodou na 55 - 57°C, která se udržuje až do doby vzniku reakční směsi o složení maximálně 5 % hmotnostních fenolu, minimálně 36 % hmotnostních fenolalkoholů a maximálně 10 % hmotnostních kondenzačních produktů; tato směs se pak vyhřívá na teplotu od 70°C do varu, až do doby kdy produkt obsahuje pod 0,5 % fenolu, obsah fenolalkoholů je nižší než 7,5 % hmotnostních a obsah kondenzačních produktů je minimálně 39 % hmotnostních.Process for the preparation of phenol-formaldehyde resins of the resolve type, for example for gluing particleboards or highly water-resistant plywood, characterized in that 1.5 moles of 2.6 moles of formaldehyde, 0.3 moles of 1.8 moles of sodium hydroxide are added per mol of phenol and water in an amount corresponding to the desired viscosity of the mixture, gradually increasing the temperature of the mixture to 40 - 65 ° C, preferably to 55 - 57 ° C, which is maintained until a reaction mixture of at most 5% phenol by weight, at least 36% by weight of phenol-alcohols and not more than 10% by weight of condensation products; the mixture is then heated to a temperature of 70 ° C until boiling until the product contains below 0.5% phenol, the phenol alcohol content is less than 7.5% by weight, and the condensation product content is at least 39% by weight.
CS304078A 1978-05-12 1978-05-12 Process for the preparation of a phenol-formaldehyde resin of the resole type CS197063B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS304078A CS197063B1 (en) 1978-05-12 1978-05-12 Process for the preparation of a phenol-formaldehyde resin of the resole type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS304078A CS197063B1 (en) 1978-05-12 1978-05-12 Process for the preparation of a phenol-formaldehyde resin of the resole type

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS197063B1 true CS197063B1 (en) 1980-04-30

Family

ID=5369307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS304078A CS197063B1 (en) 1978-05-12 1978-05-12 Process for the preparation of a phenol-formaldehyde resin of the resole type

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS197063B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kalami et al. Replacing 100% of phenol in phenolic adhesive formulations with lignin
RU2726552C2 (en) Method of producing wood composite materials, as well as wood composite materials obtained using said method
JP6537501B2 (en) Method for increasing the reactivity of lignin
Yazaki et al. Molecular size distribution of radiata pine bark extracts and its effect on properties
Yazaki et al. Polyphenolic extractives of Pinus radiata bark
US9617452B2 (en) Lignin adhesive
Lee et al. Properties of resorcinol–tannin–formaldehyde copolymer resins prepared from the bark extracts of Taiwan acacia and China fir
EP2222907B1 (en) Resin for producing an inorganic fiber material
CA1290091C (en) Process for the preparation of urea-formaldehyde resins
CN108503760A (en) For manufacturing the method that can be thermally cured resin and the resin as obtained by this method
FI57775C (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV ETT VAEDERBESTAENDIGT TRAELIM
US20180244824A1 (en) Method for producing thermosetting phenolic resins and phenolic resins obtainable by the method
SE446987B (en) BINDING MATERIALS FOR THREE AND FIBER BASED MATERIALS OF PHENOL-FORMAL HEADS AND FRACTURED SIMILAR DERIVATIVES AND PROCEDURE FOR MANUFACTURING THE BINDING AGENT
CA1305821C (en) Process for the preparation of urea-formaldehyde resins
US9610706B2 (en) Powdered lignin
CS197063B1 (en) Process for the preparation of a phenol-formaldehyde resin of the resole type
Ayla et al. Macro-and microtechnological studies on beechwood panels bonded with Pinus brutia bark tannin
FI71688B (en) REFERENCE FORMAL TRAINING WITH TRAEMATERIAL MEDICINE LITEN FORMALDEHYDAVGIVNING
US10703849B2 (en) HMF oligomers
US4469858A (en) Tree foliage extracts and their use in phenol-aldehyde resins
Odozi et al. Wood adhesives from modified red onion skin tannin extract
Oktay et al. Red pine tannin extraction and green wood adhesive preparation
Sastry The reaction of formaldehyde with spruce lignins
JPS58109574A (en) Method for manufacturing wood adhesive using bark extract components
Christiansen Durable wood adhesives based on carbohydrates