CS238995B1

CS238995B1 - Způsob výroby fenolických lisovacích a vstřikovacích hmot

Info

Publication number: CS238995B1
Application number: CS834685A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Marek; Jan Matatko; Petr Marek; Odon Hajicek; Blanka Frimlova; Jaroslav Taticek
Original assignee: Oldrich Marek; Jan Matatko; Petr Marek; Odon Hajicek; Blanka Frimlova; Jaroslav Taticek
Priority date: 1983-06-24
Filing date: 1983-06-24
Publication date: 1985-12-16
Also published as: CS468583A1

Abstract

Vynález se týká způsobu výroby fenolických a vstřikovacích hmot v jedné operaci ve vznosu za intenzivního míchání v rozsahu teplot 60 až 170 °C z primárních surovin či poloproduktů. Dosaženo krátkých výrobních časů a výrobrých fyzikálně mechanických vlastností - pevnost v ohybu vyšší než 80 MPa, tvarova stálost dle Martense vyšší než 145 oC.?rázová houževnatost vyšší než 0,7 J/cm . Poloprodukty připlavené uvedeným způsobem obsahují méně nez 0,5 % hmotových volných fenolů.

Description

MAREK OLDŘICH ing.,

ΜΑΪΑΤΚ0 JAN ing., PARDUBICE ,

MAREK PETR ing., ČELÁKOVICE,

HAJIČEK 0D0N ing.,

PRIMLOVÁ BLANKA ing., PARDUBIČE, TATÍČEK JAROSLAV, SVÍTKOV

Způsob výroby fenolických lisovacích a vstřikovacích hmot

Vynález se týká způsobu výroby fenolických a vstřikovacích hmot v jedné operaci ve vznosu za intenzivního míchání v rozsahu teplot 60 až 170 °C z primárních surovin či poloproduktů. Dosaženo krátkých výrobních časů a výrobrých fyzikálně mechanických vlastností - pevnost v ohybu vyšší než 80 MPa, tvarova stálost dle Martense vyšší než 145 ^oC._?rázová houževnatost vyšší než 0,7 J/cm .

Poloprodukty připlavené uvedeným způsobem obsahují méně nez 0,5 % hmotových volných fenolů.

?38 995 (51) Int Cl?

C 08 G 8/00

- 4 238 995

Vynález se týká způsobu výroby fenoplastů vhodných pro zpracování lisováním, přetlačováním, vstřikováním stejně jako poloproduktů určených pro další zpracovatelské procesy. Fenoplasty podle tohoto vynálezu se vyrábějí v jednom výrobním zařízení v jedné nebo ve více po sobě následujících výrobních operacích.

Fenoplasty jsou teplem tvrditelné reaktoplasty, masově vyráběné pro zpracování na nejrůznější technické a spotřební výrobky.Dosud známé postupy výroby těchto reaktoplastů pracují v několika separátních, na sobě nezávislých výrobních operacích; lišících se technologickým procesem a výrobním zařízením s velkými nároky na prostor. V první operaci se připraví zhruba 50-%ní fenolformaldehydová pryskyřice v kyselém nebo alkalickém prostředí při teplotách pod 100°C. Vzhledem k exotermnímu procesu je kondenzační postup velmi zdlouhavý(řádově několik hodin), aby se zabránilo explozivnímu nekontrolovatelnému procesu kondenzace. Po dosažení požadovaného kondenzačního stupně a stabilizace poloproduktu se odstraní přebytečná voda separací nebo evdkuací, odstraňuje se volný fenol přeháněním vodní parou a pod. Bezvodá pryskyřice - poloprodukt - se musí prudce ochladitjnazTpř, na šupinkovacím zařízení;do formy pevných částic, granulí, které jsou určeny pro dalěí operaci. V druhé zásadní operaci se v homogenizačním zařízení mísí tato pevná pryskyřice s organickými nebo anorganickými plnivy, mazadly, katalyzátory, barvivý,evento lubrikanty. Zhomogenizováná směs se roztaví, hněte, dále homogenizuje a převede ve finální chemickou podobu- zpracovatelný reaktoplast buá šaržově- na dvojválcích vyhřívaných parou, kde působením teploty, frikce a tlaku vznikne souvislá forma plastu, který se po ochlazení drtí na finální

238 99S

-2drť či granulát.Celý tento proces lze provádět kontinuálním (Raschig) či šaržovým hnětením.Nejmodernější a nejprogresivnější zpjasoby provádějí tuto homogenizační hnětači operaci,při níž dochází současně k proimpregnování plniv roztavenou pryskyřicí v robustiích kontinuálních šnekových výtlačných strojích typu Buss nebo Sttiddli,na ktoré navazuje jednotka pro granulaci,drcení a ochlazení výsledného produktu.Všechny tyto způsoby vyžadují vysokých nákladů strojních,stavebních a prostorových.

Organická i anorganická plniva pro tyto suché” technologie musí být předem povrchově upravena a stabilizována,má-li se dosáhnout dobrých fyzikálně-mechanických a elektrických vlastností.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby fenolických lisovacích a vstřikovacích hmot i poloproduktů polykondenzací z primárních surovin,tj.fenolů,aldehydů,organických a/nebo anorganických plniv,mazadel a katalyzátorů,jehož podstata spočívá v tom,že polykondenzace probíhá v jedné operaci ve vznosu za intenzivního míchání v rozsahu teplot od 60°C do 170°C.

jako primárních surovin se může použít poloproduktů na bázi novolaků a/nebo rezolů.

Příprava fenolformaldehydové pryskyřice kondenzací fenolů a formaldehydu za současné přítomnosti organických a/nebo anorga nických plniv včetně dalších přídavných složek umožňuje vlivem velkého povrchu plniv rychlý průběh kondenzace za libovolných podmínek teploty,což výrazně zkracuje kondenzační čas,aniž by došlo k explozivnímu průběhu polykondenzace.

Precizní řízení procesu polykondenzace umožňuje použít i nejsilnější katalyzátory v ekonomicky a z hlediska reakční kinetiky maximálně možném množství.

- 3 238 995

Tím, že kondenzace vychází z monomerních reakčních surovin^ dochází k ideálnímu pro impregnování všech plniv a přídavných složek, čímž se dosáhne vysoce homogé&ích produktů vynikajících vlastností, fyzikálně-mechanických i elektrických.

Tento fluidní systém ze surovin umožňuje libovolnou počáteční teplotu kondenzace, podle stupňe předehřevu surovin, před nadávkováním formalínu a katalyzátorů.

Materiál je během výrobního procesu ve fluidním vznosu ve forměx drobných částic či granulí, které se po Skončení kondenzační operace vysuší, nejlépe za sníženého tlaku Ahmota schopná zpracování libovolnou zpracovatelskou technologií.

Výrobní velkokapacitní jednotka _f · vzhledem k jednoduchosti technologie a nenáročnosti výrobního zařízení/ •požaduje řádově nižší investiční strojně-stavební náklady.

Přípravné poloprodukty dle uvedeného vynálezu vykazují nulový nebo minimální obsah volného fenolu, takže pro další použití, např. při jejich použití pro epoxj/novolakové pryskyřice, odpadávají jejich další úpravy.

Příklad 1

Do reaktoru vyhřátého na 160°C se nadávkuje:

dřevitá moučka	23,0	kg
stearin	1,0	kg
fenol	28,0	kg
kyselina p-toluensulfonová	1>	kg
^Fe2°3	0,5	kg
montání vosk	1,0	kg
Po 2 min,intenzivního míchání	se přepustí
formalín (36,5%)	24,0	kg

načež proběhne kondenzace pod refluxem při teplotě 110°C během 15 min. Vzniklý novolakový poloprodukt obsahuje v pryskyřici 5% volného fenolu.

Po ukončení kondenzace se nadávkuje suspenze;

238 995

trietanolamín	2,0	kg
formalin (36,5%)	5,0	kg
hexametylentetramin	5,0	kg
MgO	0,2	kg
CaO	1,0	kg
CaC0₇	10,0	kg

Po 2 min.intenzivního míchání pod refluxem se produkt· t

vysuší za vakua 0,01 MPa během 5 min* ve finální produkt ve tvaru stejnoměrných jemných granulí, vhodných k finálnímu zpracování. Výsledný produkt vykazuje sypnou hmotnost 65 «fr/l, pevnost v ohybu 85 MPa, rázovou houževnatost 0,7 J/eia^ a tvarovou stálost dle Martense 140°C.

Příklad 2

Do reaktoru za intenzivního míchání, jehož stěny jsou vyhřáty na 120°C, se nadávkuje:

Celulóza vláknitá 30,0 kg odpadní dřevitá moučka 40,0 kg stearin 2,0 kg montáňí vosk 1,0 kg fenol 56,0 kg formalín (36,5%) 49,0 kg

HC1 (36,5 %) 1,4 kg asbeet vláknitý 90,0 kg

Kondenzace plněného novolaku proběhne během 8 min, při obsahu volného fenolu 1% v pryskyřici. Do systému se přepustí trietanolamín 10,0 kg formalín 15,0 kg amoniak(25%) 15,0 kg hexametylentetramin 8,0 kg

CeCO₃ 10,0¾

Po 6 min. intenzivního míchání pod refluxem za teploty 120°C se výsledný produkt ve formě jemné drtě vysuší za podtlaku 0,02 MPa během 4 min. Rezultující materiál vykazuje hmotnost 850 g/l, pevnost v ohybu 95 MPa, rázovou houževnatost 0,87 J/cm^ a tvarovou stálost dle Martense 155°C.

-5 238 995

Příklad 3

Do reaktoru vyhřátého na 140°C se nadávkují:

40,0 kg 25,0 kg 30,0 kg

1,5 kg 2, 0 kg

1,5 kg 1,0 kg

1,5 kg fenol celulóza buková slída mletá stearan hořečnatý MgO ozokerit carbon black KOH

Za stálého míchání rychloběžných míchadel při oběžné rychlosti 25 m/s se vyhřívají suroviny 4 min, načež se do míchaného systému spustí formalín (36,5%) 45,0 kg

Kondenzační směs se udržuje na teplotě ,120°C po dobu 15 min. pod refluxem, načež se reakční směs vysuší za podtlaku 0,03 MPa během 8 min.a ve formě granulí nebo vloček vypustí k ochlazení a předá k finálnímu zpracování. Sypná hmotnost plastu* činí 850 g/1, pevnost v ohybu 80 MPa, tvarová stálost dle Martense 145°C, měrný povrchový elektrický odpor 10³^(? ₀

Příklad 4

Do intenzivně míchaného reaktoplastu se nadávkuje:

buková dřevitá moučka 20,0 kg asbest mikromletý 20,0 kg stearin 1,5 kg fenol 15,0 kg kresol technický 15,0 kg kyselina štlvelová 2,0 kg formalín (36,5%) 22,0 kg

Reakční směs se vyhřeje během několika minut za míchání oběžnou rychlostí hlavního míchacího systému 30 m/s na 160°C a během 25 min.je kondenzace plněného novolaku ukončena. Teplota reakční směsi se sníží na 100°C. Pro stabilizaci novolaku se přidá:

trietanolamin 2,0 kg

CaCO^ - 5,0 kg

-6 238 985

Ihned po stabilizaci se novolak vysuší za podtlaku 0^.005 MPa během 10 min. Obsah volného fenolu v pryskyřici je nižší než 0,5 %, bod skápnutí Je roven 89,5°C, teplota degradace

197°Go

Příklad 5

Do reaktoru vyhřátého na 150°C se nadávkuje za intenzivnino míchání:

dřevitá buková moučka 40,0 kg ásbest vláknitý 10,0 kg stearan hořečnatý 1,5 kg kysličník hořečnastý 2,0 kg montání vosk 1,5 kg fenolformaldehydový resol(50%) 100,0 kg

Teplota duplikovaného reaktoru se udržuje na 15Oflsřl6O°C, hlavní míchací systém se udržuje na oběžné rychlosti míchadel 20 m/s. Po 3 minutách interakce se produkt vysušv během 5 min.do formy jemného granulátu o sypné hmotnosti o

800 g/1, pevnosti v ohybu 90 MPa, rázové houževnatosti 0,95 J/cm a tvarové stálosti dle Martense 160°C.

Příklad 6

Do vyhřátého reaktoru na 60°C se za míchání nadávkuje:

fenol 60,0 kg kyselina chlor ovodíkoi/á,36,5% 1,5 kg formalín(36,5%) * 45,0 kg stearin 1,5 kg

Během 40 min. za stálého míchání oběžnou rychlostí 30 m/s proběhne polykondenzace, načež se přidá «,* trietanolamin 4,0 kg

Během 5 min.je₍novolak stabilizován, vysuší se 10 min.za vakua 0,07 MPa a vypustí se novolak ve formě drtě o obsahu volného fenolu 0,3 % , bodu skapnutí 85 °C a teplotě degradace 188°C_O

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

238 995

1/ Způsob výroby fenolických lisovacích a vstřikovacích hmot polykondenzací z primárních surovin, tj_o fenolů, aldehydů, organických a/nebo anorganických plniv, mazadel a katalyzátorů/vyznačený tím, že polykondenzaee probíhá v jedné operaci, ve vznosu za intenzivního míchání v rozsahu teplot od 60<>C do 170°G_o
2/ Způsob výroby podle bodu 1 / vyznačený tím, že jako primárních surovin se může použít poloproduktů na bázi novolaků a nebo rezolů_e