CS208755B2

CS208755B2 - Method of making the in water soluble ureaphenolfor maldehyde rasins

Info

Publication number: CS208755B2
Application number: CS629278A
Authority: CS
Inventors: Marian Gryta; Jan Nowak; Romuald Palubicki; Tadeusz Kostka; Jerzy Borkiewicz; Zdislaw Olszowy; Helena Zietek; Bronislaw Kaledkowski
Original assignee: Inst Ciezkiej Syntezy Orga
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1978-09-28
Publication date: 1981-09-15
Also published as: PL109966B1; PL201233A1

Description

(54) Způsob výroby ve vodě rozpustných močovinofenolformaldehydových pryskyřic(54) A process for producing water-soluble urea-phenol formaldehyde resins

Vynález se týká způsobu výroby močovinofenolformaldehydových pryskyřic používaných Jako pojivo minerálních a skleněných vláken.The invention relates to a process for the production of urea-phenol-formaldehyde resins used as binder of mineral and glass fibers.

jsou známy různé způsoby syntézy pryskyřic, používaných jako pojivo do izolačních desek, vyráběných lepením vláken anorganického původu.various methods of synthesizing resins used as binders in insulating boards produced by bonding fibers of inorganic origin are known.

Podle francouzského patentového spisu č. 2 228 803 se provádí výroba pojivá minerální vlny ve dvou stupních, přičemž se v prvém stupni fenol smísí s formaldehydem v molárním poměru 1 : 1 až 1 : 2,5 za přítomnosti alkalického katalyzátoru a při teplotě 30 až 70 °C, a v druhém stupni se získaná fenolformaldehydová pryskyřice smísí s močovinou v molárním poměru močoviny k volnému formaldehydu v rozmezí 1 : 0,8 až 1 : 2,3, při teplotě 30 až 90 °C.According to French Patent No. 2,228,803, the production of binder mineral wool is carried out in two stages, in which, in the first stage, the phenol is mixed with formaldehyde in a molar ratio of 1: 1 to 1: 2.5 in the presence of an alkaline catalyst at 30 to 70 ° C, and in the second step the phenol-formaldehyde resin obtained is mixed with urea in a molar ratio of urea to free formaldehyde in the range of 1: 0.8 to 1: 2.3, at a temperature of 30 to 90 ° C.

Hlavní nevýhoda tohoto způsobu syntézy spočívá v tom, že se používá velkého množství alkalického katalyzátoru, dosahujícího 0,3 až 4,0 % hmotnostních počítáno na hmotnost fenolu. Takovéto značné množství nezneutralízovaných alkalických sloučenin má za následek, když je vyrobená látka použita jako pojivo minerální vlny, že se získá produkt mající velkou schopnost absorbovat vodu a tím horší izolační vlastnosti.The main disadvantage of this synthesis method is that a large amount of alkali catalyst is used, reaching 0.3 to 4.0% by weight, based on the weight of phenol. Such a considerable amount of unneutralized alkaline compounds results in the product being used as a mineral wool binder to provide a product having a high water-absorbing capability and thereby poorer insulating properties.

Podle západoněmeckého patentového spi2 su č. 2 437 042 se připravuje močovinofenolformaldehydová pryskyřice, používaná jako pojivo skleněných vláken, vícestupňovým postupem za přítomnosti kysličníku vápenatého jako katalyzátoru za proměnných teplot a s přidáním dikyandiamidu a močoviny. Po ukončení kondenzace se pryskyřice zneutralizuje směsí kyseliny sírové a fosforečné. Nevýhodou tohoto postupu je složitost výroby a časová náročnost jednotlivých výrobních stupňů.According to West German Patent Specification No. 2,437,042, the urea phenol formaldehyde resin used as a binder of glass fibers is prepared by a multi-step process in the presence of calcium oxide catalyst at varying temperatures and with the addition of dicyandiamide and urea. Upon completion of the condensation, the resin is neutralized with a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid. The disadvantage of this process is the complexity of production and the time required of individual production stages.

Nevýhody dosavadních známých postupů v podstatě odstraňuje způsob výroby ve vodě rozpustných močovinofenolformaldehydových pryskyřic podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v prvém stupni kondenzuje fenolformaldehydová pryskyřice v molárním poměru fenolu k formaldehydu 1 : 2,8 až 1 : 4,5 v přítomnosti kysličníku vápenatého, který se přidá v množství do 0,50 procent hmotnostních, počítáno na základní látky při teplotě 70 až 96 °C, a v době, kdy fenolformaldehydová pryskyřice obsahuje 1 až 20 % hmotnostních, s výhodou 3 až 12 procent hmotnostních volného formaldehydu, přidá se močovina v množství 5 až 40 % hmotnostních, s výhodou 10 až 30 % hmotnostních, počítáno na hmotnost fenolformalúehydové pryskyřice, a kondenzace pokračuje až se získá pryskyřice obsahující méně než 2 % hmotnostní volného formaldehydu, vzniklý produkt se ochladí na teplotu pod 25 °C, přidá se minerální kyselina nebo její amonná sůl á pryskyřice se zneutralizuje na hodnotu pH 8 + 1.Disadvantages of the known processes are essentially eliminated by the process for the production of the water-soluble urea-phenol formaldehyde resins according to the invention, characterized in that in the first step the phenol formaldehyde resin condenses in a molar ratio of phenol to formaldehyde of 1: 2.8 to 1: 4.5 in the presence of oxide. calcium, which is added in an amount of up to 0.50% by weight, based on the base materials at 70 to 96 ° C, and at a time when the phenol-formaldehyde resin contains 1 to 20% by weight, preferably 3 to 12% by weight of free formaldehyde, urea is added in an amount of 5 to 40% by weight, preferably 10 to 30% by weight, based on the weight of phenol-formaldehyde resin, and the condensation is continued until a resin containing less than 2% by weight of free formaldehyde is obtained; C, mineral acid or its ammonium salt and resin were neutralized to pH 8 + 1.

Močovina se s výhodou přidává při teplotě fenolformaldehydové pryskyřice od 10 do 98 °C, a to ve formě pevné látky nebo výhodně ve formě 35 až 70 % vodného roztoku.The urea is preferably added at a temperature of the phenol-formaldehyde resin of from 10 to 98 ° C, in the form of a solid or preferably in the form of a 35 to 70% aqueous solution.

Voda se může přidávat dodatečně v množství 5 až 50 % hmotnostních počítáno na množství přidávané močoviny.The water may be additionally added in an amount of 5 to 50% by weight, based on the amount of urea added.

Způsob podle vynálezu je ve srovnání s dosud známými postupy výhodnější v tom, že se jedná o jednoduchou syntézu s malou spotřebou katalyzátoru. Výhodný je rovněž v tom, že se používá vysokého molárního poměru formaldehydu k fenolu, dosahujícího 2,8 až 4,5.The process according to the invention is advantageous in comparison with the known processes so far in that it is a simple synthesis with low catalyst consumption. It is also advantageous in that a high molar ratio of formaldehyde to phenol of 2.8 to 4.5 is used.

PřikladlHe did

Skleněný reaktor o kapacitě 10 1 byl naplněn 2,666 g 36% formalinu, 940 g fenolu a 13,8 g kysličníku vápenatého. Reakční směs se zahřála na teplotu 80 °C a na této výši se udržovala tak dlouho, až obsah volného formaldehydu klesl na 9,29 %. Poté bylo přidáno 1577 g 40% vodného roztoku močoviny o teplotě 22 °C. Teplota reakční směsi klesla na 63 °C. Po poklesu obsahu volného formaldehydu na 0,64 % hmotnostních, se konečný produkt ochladil na 25 °C. Takto získaný produkt měl následující vlastnosti:A 10 L glass reactor was charged with 2.666 g of 36% formalin, 940 g of phenol and 13.8 g of calcium oxide. The reaction mixture was heated to 80 ° C and held at this level until the free formaldehyde content dropped to 9.29%. Then 1577 g of a 40% aqueous urea solution at 22 ° C were added. The temperature of the reaction mixture dropped to 63 ° C. After the free formaldehyde content dropped to 0.64% by weight, the final product was cooled to 25 ° C. The product thus obtained had the following characteristics:

rozpustnost ve vodě — neomezená obsah volného fenolu — 1,7 % hmot.water solubility - unrestricted free phenol content - 1.7 wt.

hustota — 1,132 g/cm³ obsah sušiny — 37,6 % hmotnostníchdensity - 1.132 g / cm ³ dry matter content - 37.6% by weight

Příklad 2Example 2

Reaktor o kapacitě 1 1 a opatřený zahřívacím a chladicím systémem a teploměremReactor with capacity of 1 l and equipped with heating and cooling system and thermometer

Claims

SUBJECT

Process for the production of water-soluble urea-phenol-formaldehyde resins from phenol-formaldehyde resin and urea, characterized in that, in a first step, the phenol-formaldehyde resin condenses in a molar ratio of phenol to formaldehyde 1:

2. The process according to claim 1, wherein the urea is added at a temperature of the phenol-formaldehyde resin from 10 to 98 degrees Celsius.

: 2.8 to 1: 4.5 in the presence of calcium oxide, which is added in an amount of up to 0.50 percent by weight, based on the base materials, at a temperature of 70 to 96 ° C, and at a time when the phenol formaldehyde resin contains 1 to 20% by weight, preferably 3 to 12% by weight of free formaldehyde, urea is added in an amount of 5 to 40% by weight, preferably 10 to 30% by weight, based on the weight of phenol-formaldehyde resin, and condensation is continued until a resin containing less than 2 % Severography, n.

was filled with 4 moles of 36% formalin, 1 mol of phenol and 0.023 mol of calcium oxide. The reactants were mixed and heated to 90 ° C. These conditions were maintained until the formaldehyde concentration dropped to 15.5 weight percent. Then a calculated amount of 55 g of urea was added and the condensation continued until the free formaldehyde content decreased to 0.81% by weight. The product obtained was rapidly cooled to 25 ° C. After the pH dropped to 7.5 by the addition of 30% hydrochloric acid, the end product was obtained as follows:

water solubility —- unlimited free formaldehyde content - 0.78% by weight density - 1.136 g / cm ³ dry matter content - 38.1% by weight

Example 3

The condensed resin of Example 1 was applied to the mineral wool and cured at elevated temperature. A plate containing an average of 2.9% organic parts was produced. This board had the following properties: tensile strength - 6900 Pa water absorption capacity at full immersion - 25% by weight

For comparison, a plate was made using the same condensed resin, but without the addition of urea. This board had the following characteristics:

tensile strength - 2500 Pa water absorption capacity at full immersion - 35% by weight

By weight of free formaldehyde, the resulting product is cooled to below 25 ° C, mineral acid or its ammonium salt is added and the resin is neutralized to a pH of 8 + 1.

3. The process according to claim 1, wherein the urea is added in the form of a solid or preferably in the form of a 35 to 70% aqueous solution.

4. The process according to claim 3, wherein the water is additionally added in an amount of 5 to 50% by weight, based on the amount of urea added.