CS227134B1 - Novolak na bázi hlinitých soli anorganických kyselin - Google Patents

Description

Vynález se týká novolaku na bázi anorganických soli hliníku. Vovolak, tj· fenolformaldehydová pryskyřioe novolakováho typu, je/ždle vynálezu modifikován hlinitými solemi silných anorganických kyselin. Touto modifikací se významně zvýěí rychlost vytvrzování reakce novolaku s látkami obsahujícími aktivní metylencvé skupiny s kladným ovlivněním ostatních parametrů i jeho aplikačních vlastností·

Penolformaldehydová pryskyřice novolakováho typu (tzv. novolaky) jsou produkty polykondenzaSní reakce fenolu a formaldehydu aa kyselá katalýzy·

Jsou to pevná produkty, za vyěěí teploty tajíoí, jejichž makromolekuly mají lineární strukturu·

Reakcí s látkou obsahující aktivní metylenová skupiny (např· hexametylentetramín) za vyěěíoh teplot (140« 300 °C) se převádějí do netavitelnáho (rezitováho) stavu (tzv. vytvrzování novolaků), přičemž lineární struktura novolaku se změní na prostorovou βίϊ. Máji širokou oblast použití, především jako pojivá pro výrobu reaktoplastů a jako pojivá pro slévárenské účely (výroba forem a jader pro odlévání kovů)·

Pro praktické použití je z hlediska ekonomického nutné, aby se jejioh doba vytvrzování oo nejvíce zkrátila. Šetří se tím předeváím tepelná energie nutná pro vytvrzení výrobků s obsahem pojivá, dále praoovní síly a investice na nákup zařízení pro vytvrzování výrobků pojených novolakem·

Aby se zvýěila rychlost vytvrzování novolaků, modifikuji se novolaky různými modifikačními přísadami, a to buá přímé v průběhu přípravy novolaků, nebo jako takové až po dokončení přípravy·

227 13

Protože ryohlost vytvrzování novolaků s hexametylen tetramineo lze ovlivnit změnou pH reakčního prostředí, kdy rychlost vytvrzování se zvyšující se kyselostí vzrůstá, lze přídavkem kyselin rychlost vytvrzování zvýšit. Protože bylo zjištěno, že přídavek silných anorganiokýoh kyselin (jako např· sírová, chlorovodíková) obecně zhoršují aplikační vlastnosti novolaků, užívají se k tomuto účelu aromatické karbonová kyseliny (benzoová, salicylová, naftoová apod·)·

Dále se novolaky modifikují přídavkem některých látek, která mají tak vysokou reakční rychlost při zahřívání s látkami obsahujícími aktivní metylenová skupiny, že působí jako startér vlastního vytvrzování novolaku (rezoroín, isokyanáty apod·)·

Významně lze vlastností fenolformaldehydovýoh pryskyřic ovlivnit modifikací organiokýKhí sloučeninami obsahujícími hliník· Obecně je známa modifikace dvěma způsoby. Podle prvního způsobu se pro přípravu pryskyřice vychází z fenolátu hlinitého, který se pak kondenzuje s forma Idehydem· Tento způsob však nelze pro novolaky využít, nebol novolaky se katalyzují kyselými činidly, · fenolát hlinitý se v kyselém prostředí rozkládá na fenol a odpovídající sloučeninu hliníku. Podle druhého způsobu se hotový novo lak v tavě nině smíchá s organickými sloučeninami obsahujíoími hliník, jako např· se směsnými produkty alkoholátů hlinitých s estery kyseliny octové, malonové, B-diketony apod·

Pryskyřice obsahující hliník ae ve svých některých vlastnostech významně liší od nemodifikovaných fenolformaldehydovýoh pryskyřic· Zvláště významné je jejich snadné vytvrzování, které probíhá při teplotě ooa 40 °C nižší a vyžaduje kratší čas, než

227 134 a nemodifikovaných pryskyřic· Rovněž se zvyšuje jejioh odolnost proti hoření, i odolnost vůči chemikálií··

Tyto vlastnosti jsou obzvláště významná při přípravě fenolformaldehydorýoh lisovacích hmot (tzv· reaktoplastů) a při přípravě slévárenských eměaí pojených fenolickými pryekyřioemi*

Tšeohny v literatuře popsaná způsoby jsou věak velmi nákladná, takže ee v praxi používá ve speciálních případech pouze modifikaoí novolaků aromatiokými karbonovými kyselinami a výjimečně i reaktivními složkami.

Podstata vynálezu je fenolformaldehydová pryskyřice novolakováho typu na bázi hlinitých solí anorganických kyselin. Vovelak takto modifikovaný spojuje některá výhody jednotlivýoh způsobů modifikaoe a zároveň je odstraněna vysoká oena novolaků na bázi organiokýeh

Rylo zjištěno, že vytvrzování novolaku lze významně urychlit přídavkem hlinitá soli anorganických Kyselin, jaké např. chloridem hlinitým, síranem hlinitým, dusičnanem hlinitým apod. Takto modifikovaný novolak má podstatně vyšší rychlost vytvrzování se sloučeninami poskytujícími aktivní metylenové skupiny (např. hexametylentetramín) jednak z důvodu změny pH reakčního prostředí de kyselá oblasti, jednak z důvodu eehopnoetl hllnitýoh iontů tvořit ee sloučeninami obsahujícími aktivní metylenové skupiny v průběhu vytvrzování reakee meziprodukty, které reagují e fenoliokými jádry novolaku podstatně vytfší rychlostí než výše uvedená sloučeniny. Modifikaoí novolaku hlinitými solemi silných anorganických kyselin lze provést ve věeoh fásíoh přípravy novolaku, e výhodou ihned na počátku přípravy, kdy lze hlinitá soli silná anorga-t 227 134 nicté kyseliny využít 1 jako katalyzátoru pro přípravu novolaku. Pro modifikaci se užívá hlinitá soli obvykle v množství 0,2 3 % hmotnostních solí na novolak, podle druhu soli a použití novolaku· Modifikace novolaku hlinitou solí anorganická kyseliny kromě zvýěené rychlosti vytvrzování kladně ovlivňuje ostatní parametry novolaku, i jeho aplikační vlastnosti, zvláětě při jejioh aplikaoi ve slévárenství, kde lze úspěíně využít jeho zvýěené odolnosti proti hoření 1 chemickým činidlům·

Příklad 1

100 hmotnostních dílů novolaku obsahujíoího 2,5 % hmotnostníoh volného fenolu, 0,3 % hmotnostníoh vody a 97,2 % hmotnostníoh oligomerů, připraveného běžnou kysele katalyzovanou reakoí fenolu s formaldehydem, se uvede do taveniny a přidá se 0,8 hmotnostních dílů vodného roztoku AlCl^.SBgO o koncentraci 25 % hmotnostních. Směs se důkladně za zahřívání promíchá, odvodní ae destilaoí na požadovaný obsah vody a ochladí se za vzniku pevného novolaku·

Příklad 2

100 hmotnostních dílů novolaku obsahujícího 10 % hmotnostních volného fenolu, 2 % hmotnostníoh vody a 88 % hmotnostních oligomerů připraveného běžnou kysele katalyzovanou reakoí fenolu s formaldehydem se uvede do taveniny a přidá se 6 hmotnostních dílů vodného roztoku A^CSO^ · 18 HgO o konoentraoi 50 % hmotnostníoh. Směs se důkladně za zahřívání promíchá, odvodní se destilaoí na požadovaný obsah vody a ochladí se za vzniku pevného novolaku·

Příklad 3 227 134

100 hmotnostních dílů fenolu a 69 haotnoatníoh dílů formaldehydu o konoentraoi 37 % hmotnostních ae amíohá ae 2 hmotnostními díly vodného rostoku ál^CSO^)^ · • 18 HgO o konoentraoi 50 % hmotnostních. Směs ae sa míohání pod apětným ohladlěAjaahřej· k varu a sa varu ae refluxuje 3 hodiny. Pak ae reakění aměa odvodní deatilaeí na požadovaný obsah vody a ochladí za vzniku pevného novolaku·

Claims (1)

1. Novolak na bási hlinitých solí anorganický oh kyselin, vyznačující se tím, že obsahuje od 2,5 ďo 10 % hmotnostních volného fenolu, od 85 do 57 % hmotnostních oligomerd vzniklých kysele katalyzovanou reakcí fenolu a formaldehydu, od 0,3 do 2 % hmotnostních vody a od 0,2 do 3 % hmotnostních hlinité soli minerální kyseliny·