CS241411B1 - Močovinoformaldehydová pryskyřice s nízkým obsahem uvolnitelného formaldehydu - Google Patents

Abstract

Způsob přípravy močovinoformaldehydové pryskyřice se sníženým obsahem uvolnitelného formaldehydu několikastupňovou kondenzací močoviny s formaldehydem spočívá v tom, že se močovina s formaldehydem kondenzují při molárním poměru 1:1,4 až 2,8 při teplotě od 60 °G do 120 °C a pH od 5,6 do 9,5 v prvním stupni, následuje okyselení 0,001 až 0,2 hmotnostního dílu silné kyseliny jako sírové, chlorovodíkové nebo mravenčí na pH reakční směsi od 3,5 do 6,5, poté se přidá 0,05 až 0,8 hmotnostního dílu močoviny a/nebo melamirtu jako modifikantu s úpravou reakční směsi alkalickým louhem na pH 5,5 až 9,5, následuje zahuštění takto vzniklého předkondenzétu za sníženého tlaku od 5 do 70 kPa a modifikace 0,1 až 1 hmotnostním dílem močoviny a/nebo melaminu.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy močovinoformaldehydové pryskyřice se sníženým obsahem uvelnitelnéhe formaldehydu·

Problémem uvolňování nezřeagovamého formaldehydu. při vytvrzování pryskyřice se zabývala řada autorů a různé způsoby, jak toto uvolňování formaldehydu potlačit, jsou popsány například v následujících vynálezech: USP 2 669 551, DBP 2 621 601,

DBP 1 055 806., čs., 10 185 020, BP 691 051, Jap.pat. 8 022 519.

Nevýhodou dosavadních způsobů je buň vysoké technologická náročnost při kondenzaci, řízené hodnotou ptt a teplotami 120*0 až 150^eC_/nebo sníženou životností pryskyřice vzhledem k nízkému vzájemnému melárnímu poměru výchozích složek a neb· snížení resktivity pryskyřice vzhl,edem k vysokému přídavku modifikantu, projevujícímu se sníženou pevností lepeného spoje a vyšší navlhavsstí.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob přípravy močovinoformaldehydové pryskyřice se sníženým obsahom uvelnitelnéhe fermaldehydu kondenzací močoviny s formaldehydem v molárním poměru 1 : 1jí4 až 2,8 při teplotě od 6O*C do 120*C při ptt od 5,6 do 9,5 v prvém stupni, okyselením reakční směsi 0,001 až 0,2 hmotnostního dílu silné kyseliny jako sírové, chlorovodíkové, nebo mravenčí, vztažen· na hmotnost násady močoviny, na pH reakční aměai od 1,5 do 6,5, k;t

C spočívá v tom,, že šel předmětem vynálezu, jehož podstata 0,05 »ž 0,8 hrnetnestrního dílu moč—aviny a/nebo melaminu jako modifikantu, vztaženo na původní násadu močoviny, a úpravou reakční směsi alkalickým louhem na pH 5,5 až 9,5· Nakonec se vzniklý polopredukt zahustí za sníženého tlaku od 5 do 70 kPa a modifikuje so 0,1 až 1 hmotnostním dílem močoviny a/nebo melaminu vztaženo na hmotnost původní násady močoviny·

Způsob podle vynálezu vychází z dvoustupňové kondenzace pevné močoviny nebo jejího vodného roztoku s vodným roztokem

241 411 formaldehydu při molárním poměru výchozích složek 1 i 1,4 až 2,8 (přepočteno aa koncentraci výchozích látek jako 100%nich) při pH reakční směsi 3,6 až 9,3· Reakce probíhá v míchaném reaktoru s možností ohřevu a chlazení· Po 13 až 60 minutách varu reakční směsi při teploě 60 0 až 120*C ae provede úprava pH zředěnou silnou kyselinou, jako sirovou, chlorovodíkovou, mravenčí, fosforečnou nebe octovou do rozmezí pH 3,3 až 6,5· Během dalěí pólykondenzace za 15 až 90 minut při teplotě 90* C až 110*0 je dosaženo požadovaného kondenzačního stupně, to jest viskozita reakční směsi při 70*0 se pohybuje v rozmezí 16 až 80 mP»*s· Takto připravený předkondenzát se ihned při teplotě 55*0 až 100*0 modifikuje 0,05 až 0,8 hmotnostního dílu močoviny a/nebo melaminu ve formě pevných modifikantů, nebo jejich vodných roztoků, zneutralizuja aa roztek*» alkalického hydroxidu například sodného nebo draselného na hodnotu pH 5,5 až 9,5 a postupně se ochladí na teplotu cca 50*C· Vzniklý poloprodukt ae dále zahustí za sníženého tlaku 9 *£ 70 kPa na požadovanou sušinu 60 až 70 % hmotnostních a modifikuje ae dalěím přídavkem 0»l až 1 hmotnostního díku močoviny a/nobo melaminu. Konečná hodnota pH produktu so podle potřeby upraví na 7,4 až 8,2 přídavkem vodného roztoku silné kyseliny nebo louhu·

Předmět vynálezu je dokumentováni následujícími příklady provedení, jimiž však není vyčerpán ani omezen· Uvedená popřípadě díly, rozumí ae vždy hmotnostním

Příklady provedení

1· V nerezaván reaktoru opatřeném míchadlem, duplikátorem a zpětným chladičem se v 632 kg 37%ního vodného roztoku formaldehydu o pH 8,6 rozpustí 245 kg pevné granulované močoviny· pH během

1. stupně kondenzace se pohybuje v rozmezí 7,2 až 8,8· Obsah reaktoru se za neastálého míchání vyhřívá do teploty 60°C a dále pak stoupá teplota samovolně oxotermickou reakcí tak, že teploty 80*C jo dosažena za 15 minut po nadávkování močoviny· Teplota reakční směsi dále samovolně stoupá až na 102*C·

- 3 241 411

Za dalších 30 minut se reakční směs okyselí přídavkem 0,15 kg

25%ní kyaeliny mravenčí na hodnotu pH 5,5· Požadovaného stupně nekondenzování předkondenzátu je dosaženo při teplotě e

102 C za dalších 60 minut·

Stupeň nekondenzování lze určit stanovením mísitelnosti vědného roztoku předkondenzátu s acetonem: k 8 ml predkondenzátu přidáme 100 ml destilované vody e. po důkladném protřepání titrujeme 10 ml vzniklé směsi acetonem do vzniku trvalého zákalu. Spotřeba acetonu Činí 20 ml·

Po dosažení kondenzačního stupně dle výše uvedené titrace se provede modifikace přidáním 40 kg pevné močoviny. Další kondenzace se zastaví zneutralizováním reakční směai přídavkem 2,5 kg 45%ního louhu sodného při teplotě 95*0· P® dalších minutách dojde k rozpuštění močoviny v míchaném předkono denzátu, který se ochladí na teplotu 50 0. Takto připravený předkondenzát má při teplotě 30®C a pH 7,5 stabilitu 120 h· Následuje zahuštění předkondenzátu na rotační filmové odparce za tlaku 5 křa při teplotě 67 ♦ 2,5 C. Index lomu zahuštěného poloproduktu je 1, 470· Zahuštěný poloprodukt se dále modifikuje při teplotě 40°C močovinou tak, že se na 100 kg poloproduktu přidá 18 kg močoviny.

Takto připravená pryskyřice má následující parametry:

viskozita (mPa.s) 512 sušina ( % hmotnostní) tt,5 volný formaldehyd ( % hmotnostní) 1,02 uvolnitelný formaldehyd (mg.g-^) 0,38 mísitelnost s vodou při 20^ac 1 : 3 pevnost lepeného spoje ( MPa ) 4,3 pryskyřice je vhodná především pro lepení dýh při zvýšené teplotě s použitím roztoku chloridu amonného jako tvrdidla·

2. V míchaném nerezovém reaktoru opatřeném míchadlem a zpětným chladičem se v 632 kg 37%ního vodného roztoku formaldehydu o pH 8,4 rozpustí 230 kg pevné granulované močoviny. Obsah reaktoru se vyhřívá do teploty 57°c a dále teplota samovolně stoupá exotermickou reakcí tak, že požadované teploty 80°c

- 4 241 411 je dosaženo za 20 minut po nadávkování močoviny. Teplota reakční směsi dále samovolně vystoupí na 102*0 a pH ae měrní v rozmezí 7,0 až 8,8. Za dalších., 20 minut se reakční směs okyselí přídavkem 0,1 kg 20%ní kyseliny orthofosforečné na hodnotu pH 5,3 tak, aby požadovaného stupně 'nekondenzování předkondenzátu močoviny a formaldehydu bylo dosaženo při teplotě 101*0 za dalších 60 minut. Stupeň nekondenzování ae stanoví mísitelnosti zředěného předkondenzátu s acetonem takto: 10 ml předkondenzátu smísíme s 50 ml destilované vody a ze vzniklé směsi se odebere 10 ml vzorku, který se titruje acetonem. Kondenzační stupeň je vyhovující, je-li spotřeba acet.onu v rozmezí 16 až 20 ml.

Po dosažení kondenzačního stupně daného výše uvedenou tit**rací se provede modifikace nezahuštěného předkondenzátu přídavkem 20 kg melaminu při teplotě 90®C a pH reakční směsi se upraví přídavkem 2,2 kg 45%ního hydroxidu sodného na hodnotu 7,3. Po rozpuštění melaminu se za stálého míchání ochladí vzniklý předkondenzát na teplotu 5£°C a následuje jeho zahuštění na rotační filmové odparce při tlaku 20 MPa a teplotě 70 + 2,5*C. Index lomu u zahuštěného poloproduktu je 1,477. Tento poloprodukt se dsdatečně při teplotě 45*C modifikuje močovinou tak, že na 100 kg odpařeného poloproduktu se přidá 20 kg močoviny.

Po úpravě pH na hodnotu 8,2 přídavkem 0,3 kg 30%ní kyseliny mravenčí má takto připravená pryskyřice následující vlastnosti:

viskozita (mPa.a) 1 380 sušina ( % hmotnostní ) 67>2 volný formaldehyd) ( % hmotnostní ) 0,86 uvolnitelný formaldehyd (mg.g^-^) 0,48 mísitelnost s vodou při 20*C 1 : 2 pevnost lepeného spoje (MPa) 3,6 takto připravená pryskyřice je v kombinaci s tvrdidlem jak® “«Příklad 5%ní roztok KHi^HSO^ vhodná ^k za zvýšené teploty nebo v kombinaci a krystalickou kyselinou šíavelovou k injektážím za účelem zpevnění zeminy.

- 5241 411

3. Do míchaného nerosového reaktora, opatřeného) duplikátorem a zpětným chladičem eo k 632 kg 37%níhe vodného roztoko form•ldehydu o pH 8,3 přidá 350 kg 70%ního vodného roztoku močoviny o teplotě 75*0. Teplota směsi dále samovolně stoupá oxotermickou reakcí až do lo®*0 , přičemž pBE reakční směsi so mění v rozmezí 6,5 až 9,2.

Za 30 minut od dosažení teploty 8Q*c se reakční smás okyselí přídavkem 0,15 kg 20%ní kyseliny sírové na pH 4,8. Nárůst teploty nesmí přesáhnout 105*0 a požadované viskozity předkemdenzátu je dosaženo za dalších 50 minut (požadovaná viskozita předkondenzátu při 70*0 v rozmezí 18 až 26 mPa.s). Po dosažení požadovaného kondenzačního stupně dle výše uvedeného měření viskozity předkondenzátu na rotačním viskozimetru ae předkoa»denzát modifikuje přídavkem 20 kg melaminu, pH směsi se upraví na 8,5 přidáním 3 kg 45%níh© hydroxidu sodného a po rozpuštění melaminu se předkondenzát ochladí na teplotu 55*0 vpuštěním chladicí vody do duplikátoru.

Předkondenzát, ochlazený na teplotu 55*0, so dále zahuštujo na rotační filmové odparce při tlaku 60 kPa a teplotě 78 ± 2,5*0 načež so při teplotě 60^eC dodatečně modifikuje melaminem tak, že na 100 kg odpařeného poloproduktu se přidá 9 kg melaminu*

Po úpravě pH na hodnotu 7,8 přidáním 0,1 kg 5%ního louhu sodného má připravená pryskyřice následující vlastnosti:

viskozita (mPa.s) 426 sušina (% hmotnostní) 64,2 volný formaldehyd (% hmotnostní) 0,88 uvolnitelný formaldehyd; (mg.g“¹) 0,31 mísitelnoat s vodou při 20®C 1 : 2 pevnost lepeného spoje (MPa) 3,2

Takto připravenou pryskyřici, která se vyznačuje vyšší odolností lepeného spoje proti navlhavosti, lze v kombinaci s vhodným tvrdidlem použít pro výrobu dřevovláknitých desek lisováním při zvýšené teplotě.

Mezi výhody způsobu přípravy močovínoformaldehydové pryskyřica připravené podle vynálezu patří zejména

- snížený obsah volného a uvolnitelnéhu formaldehydu

- dosažení vysoké pevnosti lepeného spoje

- zachování požadované doby zpracovatelnosti.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYKÍIEZU _2414U

   Způsob přípravy močovinoformaldehydové pryskyřice se sníženým obsahem uvolnitelnéhe formaldehydu kondenzací močoviny s formaldehydem v molórnín poměru 1 ί 1,4 až 2,8 při teplotě od 60*C de 120* C a pH ed 5,& do 9,5.v prvém stupni, okyselením reakční směsi 0,001 až 0,2 hmetmoatního díla silné kyseliny jako sírové, chlorovodíkové nebe mravenčí, vztažena na hmotnost násady močoviny,_na pH reakční směsi ed 3,5 do 6,5, vyznačený tím, zeseyf^idá 0,05 až 0,8 hmotnostního dílu močoviny a/nebe melaminu jako modifikantu, vztaženo na hmotno&t původní násady močoviny, a úpravou reakční směsi alkalickým louhem ne pH 5,5 až 9,5, následuje zahuštění takte vzniklého poloproduktů za sníženého tlaku od 5/ do TO kPa a modifikace 0,1 až 1 hmotnostním dílem močoviny a/nebo melaminu, vztaženo na hmotnost původní násady močoviny·