HU194920B - ) eljárás lign1n-szulfonáttal módosított fenolformaldehid gyanták és ezekből javított tulajdonság!) gyantahabok előállítására - Google Patents

Abstract

A gyanta előállításánál a fenolt részben lignin-szulfonátokkal helyettesítve formaldehiddel kondenzálják lúgos katalizátorok jelenlétében, majd betöményítik. Az így nyert KIVONAT gyantát habosítóanyaggal, felületaktív anyag gal, szervetlen vagy szerves sav katalizátor ral, adott esetben lágyítóval égésgátlóval ősz szekeverve ismert módon habósítják.

Description

A találmány tárgya lignin-szulfonátokkal módosított fenol-formaldehidgyanta és ezekből egyenletes cellaszerkezetű, nem morzsalékony, nehezen éghető, utóizzást nem mutató fenol-formaldehidgyantahab előállítási eljárása.

A módosított fenol-formaldehidgyantát úgy állítottuk elő, hogy a fenolt részben lignin-szulfonátokkal helyettesítve formaldehiddel egy vagy kct lépésben kondenzáltuk lúgos katalizátor jelenlétében, majd bepároltuk. Az így kapott módosított fenol-formaldehidgyantát habósítóanyaggal, felületaktív anyaggal, szervetlen vagy szerves sav katalizátorral, adott esetben lágyítóval és/vagy égésgátlóval összekeverve habosítottuk.

A fenol-formaldehidgyantahabok előállításának napjainkban már jelentős múltja van.

Általában folyékony, rezol típusú fenol-formaldehidgyantából, habosítószerrel, felületaktív anyaggal és savas katalizátorral öszszekeverve állítják elő. Ilyen előállítási módokat ismertet például T.H. Ferrigno: Rigid Plastics Foams (Reinhold Publishing Co., 1967.) című könyve és az 1 583 857 számú francia szabadalmi leírás.

Ismeretesek novolak típusú gyantából történő előállítási módszerek is, ezeknek azonban ma már nincs gyakorlati jelentősége, mivel a feldolgozási technológiáknál nehezen kezelhetők.

A fenolgyantahabok néhány kedvező tulajdonságuk, mint a magas hőállóság, nehezen éghetőség, olcsóság miatt egyre nagyobb jelentőségre tesznek szert a hőszigetelő anyagok között. Elterjedésüket azonban korlátozza, hogy viszonylag alacsony mechanikai szilárdságúak, törékenyek, morzsalékonyak és a láng hatásának kitett habok a láng eltávolítása után folyamatos utóizzásra képesek látható láng nélkül.

A fenolgyantahabok többnyire nyílt cellaszerkezetűek, ami rontja a hőszigetelő képességüket, annál is inkább, mert vizet vagy nedvességet képesek felvenni.

A fenolgyanták szélesebb körű felhasználása és hátrányos tulajdonságainak kiküszöbölésére régóta kísérleteznek módosított fenolformaldehidgyanták előállításával, így számos szabadalmi leírás ismertet például sztirollal, krezollat, különböző olajféleségekkel, anilinnel, stb. módosított fenol-formaldehidgyantákat (841 125 számú kanadai, 1 581 378 számú francia, 3 549 480 és 3 620 902 számú USA, 1 241 543 számú angol szabadalmi leírások és 2 114 564 számú NSZK közrebocsáitási irat).

A 630 127 számú kanadai szabadalmi leírás szerint a fenol-formaldehid gyantát utólagosan elegyítik alkáli-ligninnel,és ezt alkalmazzák rétegelt lemezek előállításánál impregnáló gyantaként. A 7 020 308 számú japán szabadalmi leírás (C.A. 74, 64 926 s) rétegelt lemez gyártásánál papír impregnálására alkalmas gyorsan keményedő fenolgyanta előállítását ismerteti fenolból, formaldehidből, 2 toluol-szulfonamidból és ligninből bázikus katalizátor jelenlétében, hexametiléntetramin adagolása mellett.

A lignin féleségeket régóta használják fe nol-formaldehidgyanták töltőanyagaként, általában utólagosan a gyantákhoz keverve például faipari ragasztókhoz (3 957 703 számú USA szabadalmi leírás).

Javított tulajdonságú faipari ragasztóként felhasználható lignin-fenol-formaldehid gyanta előállítási eljárást ismertet a 4 303 562 számú USA szabadalmi leírás, amely eljárásnál alkáli-lignint használnak és a fenolt 40-70 tötneg%-ban helyettesítik ligninnel. Nem ismeretes azonban a lignin-szulfonátok alkalmazása habosítható fenol-formaldehidgyanták előállítására.

Kísérleteinknél a lignin-szulfonátokat a gya.nta fenol komponensének részleges helyettesítésére a gyanta reaktivitásának szabályozására és egyéb, habosításnál használt adalékanyagokkal való összeférhetőség javítására alkalmaztuk.

Az ismert fenol-formaldehidgyanta és -hab előállítási eljárások közös hátránya, hogy az így készített habok mechanikai szilárdsága alacsony, morzsalékonyak,és a láng hatásának kitett habok a láng eltávolítása után utóizzításra képesek látható láng nélkül.

Másrészt a nem módosított, hagyományos fenol-formaldehidgyanták kedvezőtlenül viselkednek a habosításnál a savval katalizált, úgynevezett hideg keményítős során, ugyanis a térhálósodás túl gyors, nagy a hőfejlődés, emiatt a hajtóanyag gyors elpárolgása következtében a cellafalak könnyen felszakadnak, a keletkezett habok nyílt cellaszerkezetűek lesznek, ami rontja a hőszigetelő képességüket.

A találmányunk kidolgozására irányuló kísérleteink célja olyan fenol-formaldehidgyanta és -hab előállítási eljárás kidolgozása volt, mellyel a keletkezett habok mechanikai, hőszigetelő és égéstechnikai tulajdonságai javulnak.

Kísérleteink során a fenol-formaldehidgyanta előállításánál a fenolt részben ligninszulfonátokkal helyettesítettük.

Mint ismeretes a ligninek alapvetően fenil-propán egységekből épülnek fel,és mint fenolos jellegű vegyületek képesek a fenolhoz hasonlóan különböző oxovegyületekkel, így például formaldehiddel is reakcióba lépni, gyantaszerű terméket képezve. Azt tapasztaltuk, hogyha önmagában csak lignin-szulfonátot reagáltattunk formaldehiddel, akkor nem képződött megfelelően térhálósítható gyanta, ha azonban fenolt is alkalmaztunk, akkor megfelelő minőségű habosításhoz alkalmas gyantát kaptunk. Meglepő módon azt találtuk, hogy ha a fenol-formaldehidgyanta készítésénél a fenolt 1-40 tömeg%-bán lignin-szulfonát(ok)kal helyettesítettük, akkor a lignin-szulfonát(ok) mennyiségével a gyanta reaktivitása

-2194920 változtatható. Növekvő lignin-szulfonát meny_nyiség csökkenti a gyanta reaktivitását.

Ily módon a különböző feldolgozási technológiákhoz (szakaszos, félfolyamatos vagy folyamatos tömbhab, illetve lemezgyártáshoz) megfelelő reaktivítású gyantát lehet készíteni, mellyel biztosítani lehet a kívánt krémesedési időt és a lassú egyenletes habemelkedést.

A lignin-szulfonát mennyiségének változtatása mellett változtatható a fenol-formaldehidgyanta minősége a szokásos gyantafőzési paraméterek, így például idő, hőmérséklet, katalizátor minőség és mennyiség változtatásával is. Ez azért is lényeges, mert a habosítás szempontjából nagyon fontos, hogy a habosodás egyenletes, jól kézben tartható legyen, ne gyorsuljon fel, főleg a habosodás végső fázisában.

A lignin-szulfonáttal módosított fenol-formaldehidgyanta előállításánál úgy jártunk el, hogy 20-50 tömeg% fenolt, 1-20 tömeg% lignin-szulfonátot és 45-75 tömeg% formaiint a fenol mennyiségére számított legalább 1 tömeg% lúgos katalizátor jelenlétében 60-100°C hőmérsékleten 1-8 órán keresztül kondenzáltuk, majd a kapott gyantát legalább 70 tömeg% szárazanyagtartalomig vákuumban bepároltuk.

Ügy is eljárhattunk, hogy először a lignin-szulfonátot kondenzáltuk lúgos katalizátor egy részének jelenlétében a formaiinnal, majd hozzáadtuk a fenolt és a lúgos katalizátor másik részét és tovább kondenzáltuk, valamint úgy is, hogy egy lépésben kondenzáltuk a lignin-szulfonátot és a fenolt lúgos katalizátor jelenlétében a formaiinnal.

Kísérleteinkhez a Borregaard cég Ultrazine NA, Ultrazine CA, Borresperse NA és Borresperse NH márkanevű lignin-szulfonát termékeit használtuk fel, de ugyanígy alkalmazhatók más cégek hasonló termékei is. A felhasznált lignin-szulfonátok különböző molekulatömegű és molekulatömeg eloszlású lignin-szulfonátok nátrium-, kalcium- és ammóniumsói.

A Borresperse márkanevű termékek körülbelül 25 tömeg%-ban tartalmaznak 20000 molekulatömegű frakciót, míg az Ultrazine típusok körülbelül 40 tömeg%-ban.

A gyanta előállításához katalizátorként a szokásosan használt lúgok, például nátrium-hidroxid, bárium-hidroxid és ammónium-hidroxid alkalmazható.

A kísérleteink során előállított fenol-formaldehidgyanták viszkozitását Höppler viszkoziméterrel mértük.

Az így kapott lignin-szulfonáttal módosított fenol-formaldehidgyantákból nyílt és zárt céllaszerkezetű habok egyaránt előállíthatok. A habosítást úgy végeztük, hogy 100 tömegrész módosított gyantát a gyanta tömegére számított 2-40 tömegrész habosítóanyaggal, 0-5 tömegrész felületaktív anyaggal, 10-50 tömegrész szervetlen vagy szerves sav katalizátorral, 0-30 tömegrész lágyítóval és 0-20 tö4 megrész égésgátlóval 15-40°C-on összekevertük, majd szobahőmérsékleten vagy emelt hőmérsékleten habosítottuk.

Habosítóanyagként elsősorban alifás szénhidrogének és/vagy halogénezett alifás szénhidrogének alkalmazhatók, mint például n-pentán, n-hexán, petroléter, metilén-klorid, triklór-fluor-metán, triklór-trifluor-etán, stb.

A cellaszerkezet szabályozására különböző felületaktív anyagokat alkalmaztunk, mint például alkil-fenol-poliglikolétereket (Renex 690, ICI-Atlas cég gyártmánya) vagy polioxi-etilén-szorbitán-zsírsavésztereket (Átmér 116, ICI-Atlas cég gyártmánya) vagy szilikon típusú anyagokat (Silicone SR-232, British Petrol cég gyártmánya).

Habosításhoz katalizátorként szerves vagy szervetlen savak, így például sósav, kénsav, foszforsav vagy aromás szulíonsavak, mint benzol-szulfonsav, 4-toluol-szulfonsav, 4-fenol-szulfonsav használhatók.

A hab minőségének szabályozására, lágyítására adott esetben alkalmazhatók lágyítók, mint di- vagy tri-, vagy polialkoholok és az égéstechnikai tulajdonságok további javítására égésgátlók, például alifás vagy aromás foszforsav-észtere.k vagy halogén-tartalmú vegyületek.

A kísérleteink során előállított fenol-formaldehidgyantahabok (módosított és nem módosított) minőségét az alábbi módszerekkel ellenőriztük:

— A téríogattömeget mért hosszúság adatokból számolt térfogat és tömegmérés után számoltuk.

— A nyomószilárdságot 5 cm élhosszúságú kockán mértük a habcsodás irányára merőlegesen, MSz 10 192 számú szabvány előírásai szerint.

— A morzsalékonyságot az ASTM C 367 számú szabvány előírásai szerint vizsgáltuk.

— A zártcellatartalmat az MSz-10192 számú szabvány előírásai szerint határoztuk meg.

— A habok éghetőségi vizsgálatát oly módon végeztük, hogy egy vízszintes helyzetben befogott 150x50x20 mm-es próbatestet Bunsen égő segítségével 60 másodpercig gyújtólángba tartottuk, majd a gyújtóláng eltávolítása után vizsgáltuk a próbatest külső és belső felületét olyan szempontból, hogy szenesedés, habszerkezet roncsolódás és utóízzás van-e, és az milyen mértékű. A találmányunk szerinti eljárás előnye, hogy a lignin-szulfonátokkal módosított fenol-formaldehidgyantákból előállított habok mechanikai tulajdonságai kedvezőbbek, kevésbé niorzsalékonyak és törékenyek, mint az ismert módon előállítottak.

Míg a nem módosított gyantából készített haboknál az ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 40 tömeg%, 20 perc után 80-85 tömeg% volt, addig az eljárásunkkal előállított lignin-szulfonátokkal módosí3

-3194920 tott habok esetén 10 perc után 16-25 tömeg%, 20 perc után 35-50 tömeg% volt.

További előnye, hogy lignin-szulfonátokkal módosított fenol-formaldehidgyanták esetén a habosodás egyenletes, jól kézben tartható, nem gyorsul fel a habosodás végső fázisában sem, azaz a habosodási folyamat nagyon jól szabályozható és magas, 90% feletti zárt cellatartalom is elérhető, amely a hőszigetelés szempontjából igen kedvező.

A lignin-szulfonátok alkalmazásának egyik legnagyobb előnye az, hogy lényegesen megjavítja a habok égéstechnikai tulajdonságait. Az így készült habok nem mutatják a fenolgyantákra jellemző, kellemetlen utóízzási jelenséget, meg a nyílt cellás habok esetén sem, a zárt cellás habok ebből a szempontból még kedvezőbben viselkednek.

Amellett, hogy a hab minősége lényegesen javul a lignin-szulfonátok alkalmazása esetén, még a habok felhasználásának gazdaságossága is jobb, mivel a lignin-szulfonátok a cellulóz gyártás melléktermékei és olcsók, másrészt a gyanta felületaktivitása változik és javul a gyanta összeférhetősége a habosításnál használtegyéb adalékanyagokkal.

A találmányunk szerinti eljárást az alábbi kiviteli példákon mutatjuk be, melyek nem korlátozzák a szabadalom oltalmi körét.

1. példa

Nem módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása g fenolt 121,6 g tömeg%-os vizes formaldehid oldattal, a fenol tömegére számított 1 tömeg% nátrium-hidroxid katalizátor jelenlétében 80°C hőmérsékleten kondenzáltuk 4 órán keresztül.

Ezután a keletkezett gyantaoldat pH-ját bórsavval 7-7,5 értékre állítottuk be, majd 81-90 kPa nyomáson 75-80 tömeg% szárazanyagtartalom eléréséig betöményítettük.

A keletkezett rezolgyanta viszkozitása 20°C-on 3000-5000 mPas.

2. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

75,2 g fenolt és 18,8 g lignin-szulfonátot (Ultrazine NA, Borregaard cég gyártmánya)

121,6 g37 tömeg%-os vizes formaldehid oldattal, a fenol tömegére számított 1 tőmeg% nátrium-hidroxid katalizátor jelenlétében 80°C hőmérsékleten kondenzáltuk 4 órán keresztül.

Ezután a keletkezett gyantaold-at pH-ját bórsavval 7—7,5 értékre állítottuk be, majd 81-90 kPa nyomáson 3000-5000 mPas viszkozitás eléréséig betöményítettük.

3. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

121,6 g 37 tömeg% vizes formaldehid oldatban feloldottunk 18,8 g lignin-szulfonátot 4 (Ultrazine NA, Borregaard cég gyártmánya), majd hozzáadtunk 1,25 g 40 tömeg%-os nátrium-hidroxidot. Az oldatot 80±2°C hőmérsékletre melegítettük és 1 órán keresztül ezen a hőmérsékleten tartottuk állandó keverés közben. A kevertetési idő letelte után hozzámértünk 75,2 g fenolt és további 1,25 g40 tömeg%os nátrium-hidroxidot.

A kondenzációt 80°C hőmérsékleten 4 órán keresztül tovább folytattuk, majd az oldat pHját bórsavval 6-7 értékre állítottuk be és 7080 kPa nyomáson 75-80 tömeg% szárazanyagtartalom eléréséig betöményítettük.

A keletkezett rezolgyanta viszkozitása 20°C-on 2000-5000 mPas között volt.

4. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

A gyantafőzést a 3. példában leírtak szerint végeztük azzal az eltéréssel, hogy a lignin-szulfonát (Ultrazine NA, Borregaard cég gyártmánya) mennyiségét 37,6 g-ra növeltük, és a fenol mennyiségét 56,4 g-ra csökkentettük.

A kapott gyanta viszkozitása 20°C-on kb. 10 000 mPas volt.

5. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

100 g vízben feloldottunk melegítés közben 80 g lignin-szulfonátot (Ultrazine NA, Borregaard cég gyártmánya), majd hozzáadtunk 320 g fenolt.

Az oldat pH-ját 20 tömeg%-os ammónium-hidroxid oldattal 11-12 értékre állítottuk be, majd 90°C hőmérsékleten kevertettük 4,5 órán keresztül. Ezután 517,5 g 37 tömeg%-os vizes formaldehid oldatot és 10 g 20 tömeg%-ós ammónium-hídroxidot adtunk hozzá és 80°C hőmérsékleten további 4 órán keresztül kevertettük. A kapott oldat pH-ját 6-7 értékre állítottuk be bórsavval, majd 70-80 kPa nyomáson 70-75 tömeg% szárazanyag-tartalomig betöményítettük.

Az így nyert gyanta viszkozitása 20°C-on 5000-6000 mPas.

6. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

Egy keverővei, hőmérővel és visszafolyós hűtővel ellátott lombikba bemértünk 75,2 g fenolt, 18,8 g lignin-szulfonátot (Ultrazine NA, Borregaard cég gyártmánya), 105,4 g 37 tömeg%-os vizes formaldehid oldatot és 1,88 g bárium-hidroxidot.

Az elegyet 80°C hőmérsékletre felmelegítettük és ezen a hőmérsékleten tartottuk kevertetés mellett 5,5 óráig. Ezután 10-30 kPa nyomáson betöményítettük 70-75 tömeg% szárazanyag-tar tatomig.

A kapott gyanta viszkozitása 20°C-on 2300 mPas.

7. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

A gyantafőzést a 2. példában leírtak szerint végeztük azzal az eltéréssel, hogy lignin-szulfonátként Ultrazin NA márkanevű készítmény helyett a Borrespeerse NA-t (Borregaard cég terméke) alkalmaztuk.

A kapott gyanta viszkozitása 20°C-on 6000—7000 mPas között volt.

8. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

A gyantafőzést a 2. példában leírtak szerint végeztük azzal az eltéréssel, hogy lignin -szulfonátként az Ultrazine NA márkanevű készítmény helyett a Borrespeerse NH-t alkalmaztuk.

A' kapott gyanta viszkozitása 20°C-on 4000— 5000 mPas volt.

9. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

A gyantafőzést a 2. példában leírtak szerint végeztük azzal az eltéréssel, hogy lignin-szulfonátként Ultrazine NA márkanevű készítmény helyett Ultrazine CA-t alkalmaztunk.

A kapott gyanta viszkozitása 20°C-on 3000—5000 mPas között volt.

10. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

A gyantafőzést a 2. példában leírtak szerint végeztük azzal az eltéréssel, hogy a fenol mennyiségét 89,3 g-ra növeltük, a lignin-szulfonát mennyiségét pedig 4,6 g-ra csökkentettük.

A kapott gyanta viszkozitása 20°C-on 2000— 3000 mPas.

11. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

202,7 g 37 tömeg%-os vizes formaldehid oldatban feloldottunk 18,8 g lignin-szulfonátot (Ultrazine NA, Borregaard cég gyártmánya), majd hozzáadtunk 1,25 g 40 tömeg%-os nátrium-hidroxidot. Az oldatot 80±2°C hőmérsékletre melegítettük és 1 órán keresztül ezen a hőmérsékleten tartottuk állandó keverés közben.

A kevertetési idő letelte után hozzámértünk

75,2 g fenolt és további 1,25 g 40 tömeg%-os nátrium-hidroxidot.

A kondenzációt 80°C hőmérsékleten 4 órán keresztül tovább folytattuk, majd az oldat pH-ját bórsavval 6-7 értékre állítottuk be és 7Ö-80 kPa nyomáson 80 tömeg% szárazanyagtartalom eléréséig töményítettük.

A keletkezett gyanta viszkozitása 20°C-on 8400 mPas.

12. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

65,9 g fenolt és 28,2 g lignin-szulfonátot (Ultrazine NA, Borregaard cég gyártmánya)

89,3 g 37 tömeg%-os formaldehid oldattal, a fenol tömegére számított 2 tömeg% nátrium-hidroxid katalizátor jelenlétében 80°C-ra melegítettük és ezen a hőmérsékleten kondenzáltuk 6 órán keresztül.

Ezután a keletkezett gyantaoldat pH-ját bórsavval 7-7,5 értékre állítottuk be és 8190 kPa nyomáson 2000-4000 mPas viszkozitás eléréséig betöményítettük.

13. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

75,2 g fenolt és 18,8 g lignin-szulfonátot ,Ultrazine NA, Borregaard cég gyártmánya) • 21,6 g 37 tömeg%-os formaldehid oldattal, a fenol tömegére számított 1 tömeg% nátrium-hidroxid katalizátor jelenlétében 100°C-ra melegítettük és ezen a hőmérsékleten kondenzáltuk további két órán keresztül. Ezután a keletkezett gyantaoldat pH-ját bórsavval

7-7,5 értékre állítottuk be, majd 81-90 kPa lyomáson 3000-5000 mPas viszkozitás eléréséig betöményítettük.

14. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

75,2 g fenolt és 18,8 g lignin-szulfonátot (Ultrazine NA, Borregaard cég gyártmánya) 121,6 g 37 tömeg%-os formaldehid oldattal, a fenol tömegére számított 2 tömeg% nátrium-hidroxid katalizátor jelenlétében 70°C-ra melegítettük és ezen a hőmérsékleten kondenzáltuk 5 órán keresztül. Ezután a keletkezett gyantaoldat pH-ját bórsavval 7-7,5 értékre állítottuk be, majd 81-90 kPa nyomáson 30005000 mPas viszkozitás eléréséig betöményítettük.

15. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

202,7 g 37 tömeg%-os vizes formaldehid oldatban feloldottunk 18,8 g lignin-szulfonátot (Borrespeerse NH, Borregaard cég gyártmánya), majd hozzáadtunk 1,25 g 40 tömeg%-os nátrium-hidroxid-oldatot. Az oldatot 70±2°C hőmérsékletre melegítettük és 2 órán keresztül ezen a hőmérsékleten tartottuk állandó keverés közben. A kevertetési idő letelte után hozzámértünk 75,2 g fenolt és további 1,25 g 40 tömeg%-os nátrium-hidroxidot. A kondenzációt 70±5°C hőmérsékleten 6 órán keresztül tovább folytattuk, majd az oldat pH-ját bórsavval 6-7 értékre állítottuk be és 7080 kPa nyomáson 80 tömeg% szárazanyag-tartalom eléréséig töményítettük.

A keletkezett gyanta viszkozitása 8400 mPas.

-5194920

16. példa

Módosított fenol-formaldehidgyanta előállítása

202,7 g 37 tömeg%-os vizes formaldehid oldatban feloldottunk 18,8 g lignin-szulfonátot (Borrespeerse NH, Borregaard cég gyártmánya), majd hozzáadtunk 1,25 g 40 tömeg%-os nátrium-hidroxid-oldatot. Az oldatot 90±2°C hőmérsékletre melegítettük és 0,5 órán keresztül ezen a hőmérsékleten tartottuk állandó keverés közben. A kevertetési idő letelte után hozzámértünk 75,2 g fenolt és további 1,25 g 40 tömeg%-os nátrium-hidroxidot. A kondenzációt 90°C hőmérsékleten 2 órán keresztül tovább folytattuk, majd az oldat pH-ját bórsavval 6-7 értékre állítottuk be és 70-80 kPa nyomáson 80 tömeg% szárazanyag-tartalom eléréséig töményítettük.

A keletkezett gyanta viszkozitása 8400 mPas.

17. példa

Nem módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

100 g 1. példa szerint előállított fenol-formaldehidgyantát, 2 g triklór - fluor - metánt, 2 g petrolétert (40-70°C forráspont-tartománynyal), 3g Si-O-C kötést tartalmazó szilikon típusú felületaktív anyagot (Silicone SR-232, British Petrol cég gyártmánya) és 25 g 65 tömeg%-os 4-fenol-szulfonsavat gyorsfordulatú keverővei 15 másodperc alatt intenzíven összekevertük, és a keveréket egy papírdobozba öntöttük. A habosodás 90 másodperc múlva kezdődött meg és 180 másodperc múlva fejeződött be.

A keletkezett hab térfogattőmege 58 kg/m³, nyomásszilárdsága 246 kPa. A hab egyenletes, finom cellaszerkezetú, de morzsalékony volt.

ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 39,5 tömeg%, 20 perc után pedig 84,2 tömeg% volt.

A láng hatásának kitett próbatest külső felülete a láng hatásának kitett részeken elszenesedett, a többi része látszólag épen maradt, azonban a próbatest belsejében az izzás nem szűnt meg, hanem továbbterjedt, egészen a teljes elszenesedésig, mely 0,5 óra alatt következett be.

18. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

100 g 3. példa szerint előállított módosított fenol-formaldehidgyantát, 2 g triklór-fluor-meíánt, 2 g petrolétert (40-70°C forráspont-tartománnyal), 3 g Si-O-C kötést tartalmazó szilikon típusú felületaktív anyagot) (Silicone SR-232, British Petrol cég gyártmánya) és 25 g 65 tömeg%-os 4-fenol-szulfonsavat összekevertük egy gyors fordulatszámú keverő segítségével 15 másodperc alatt, és a keveréket egy papírdobozba öntöttük. A habosodás 60 másodperc múlva megindult és 150 másodperc alatt befejeződött.

A keletkezett hab térfogattömege 57 kg/m³, nyomószilárdsága 256 kPa.

Tehát az azonos eljárással előállított, nem módosított fenol-formaldehid gyantahabhoz képest a nyomószilárdság 10 kPa-val növekedett hasonló térfogattömeg mellett.

A hab egyenletes, igen finom cellaszerkezetú, sima tapintású és nem morzsalékony. ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot, a tömegveszteség 13 perc után 18,8 tómeg%, 20 perc után pedig 43,8 tömeg% volt. Elvégeztük az éghetőségi vizsgálatot és azt tapasztaltuk, hogy a láng eltávolítása után az izzás megszűnt és nem terjedt tovább a próbatest belsejében, az elszenesedett részt a láng eltávolítása után 0,5 óra múlva levágtuk, a próbatest belseje hideg volt, a habszerkezet nem volt elroncsolódva.

19. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

100 g 2. példa szerint előállított módosított fenol-formaldehidgyantát, 2 g trikiór-fluor-metánt, 2 g petrolétert (40-70°C forrásponttartománnyal), 3 g Si-O-C kötést tartalmazó szilikon típusú felületaktív anyagot (Silicone SR-232, British Petrol cég gyártmánya) és 25 g 65 tömeg%-os 4-fenol-szulfonsavat egy gyors fordulatszámú keverővei 15 másodperc alatt intenzíven összekevertük, majd a keveréket papírdobozba öntöttük. A habosodás 180 másodperc múlva kezdődött meg és 600 másodperc alatt fejeződött be.

A habot 80°C hőmérsékleten szárítószekrényben utóérleltük. A keletkezett hab térfogattömege 35 kg/m³, nyomószilárdsága 220 kPa, egyenletes, finom cellaszerkezetű, nem morzsalékony. összehasonlítva a 17. példa szerint előállított, nem módosított fenol- formaldehid gyanta habbal megállapítható, hogy még 40%-os térfogattömeg csökkenés esetén is a nyomószilárdság csak 10%-kal csökken.

Az ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 19 tömeg%, 20 perc után pedig 44,2 tömeg% volt.

Égetési próbánál utóizzást nem tapasztaltunk.

20. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

A 19. példában leírtak szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy nem a 2. példa, hanem a 10. példa szerint előállított módosított fenol-formaldehidgyantát használtuk. A habosodás 60 másodperc után indult meg és 135 másodperc múlva fejeződött be.

A keletkezett hab térfogattömege 25 kg/m³. A hab egyenletes, finom cellaszerkezetú volt. Az ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 25 tömeg%, 20 perc után pedig 50 tömeg% volt. A láng hatásának kitett próbatest külső felülete elszenesedett, kismértékű

-6194920 utóizzást lehetett tapasztalni, de a habszerkezet nem roncsolódott el teljesen.

21. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

A 19. példában leírtak szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy nem a 2. példa, hanem a 7. példa szerint előállított módosított fenol-formaldehidgyantát használtuk.

A keletkezett hab térfogattömege 35 kg/m³, egyenletes, finom cellaszerkezetű, nem morzsalékony.

Az ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 18,7 tömeg%, 20 perc után pedig 43,5 tömeg% volt.

Égetési próbánál utóízzás nem volt.

22. példa

Módosított fenol-formaidehidgyantahab előállítása

A 19. példában leírtak szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy nem a 2. példa, hanem a 8. példa szerint előállított módosított fenol-formaldehidgyantát használtuk.

A keletkezett hab térfogattömege 36 kg/m³, egyenletes, finom cellaszerkezetű, nem morzsalékony.

Az ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 18,4 tömeg%, 20 perc után pedig 42 tömeg% volt.

Égetési próbánál utóízzás nem volt.

23. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

A 19. példában leírtak szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy nem a 2. példa, hanem a 9. példa szerint előállított módosított fenol-formaldehidgyantát használtuk.

A keletkezett hab térfogattömege 35,5 kg/ /m³, egyenletes, finom cellaszerkezetű, nem morzsalékony. Az ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 18,5 tömeg%, 20 perc után 42 tömeg% volt.

Égetési próbánál utóízzás nem volt.

24. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

300 g 2. számú példa szerint előállított módosított fenol-formaldehidgyantát, 9 g Si-O-C kötést tartalmazó szilikon típusú felületaktív anyagot (Silicone SR-232, British Petrol cég gyártmánya), 90 g 1,1,2-triklór-1,2,2-trifluor-etánt (Freon 113), 60 g 65 tömeg%-os

4-fenol-szulfonsavat 30 másodperc alatt intenzíven összekevertük, majd 400x300x50 mm-es formába öntöttük.

A formát lezártuk és egy 60°C hőmérsékletű szárítószekrénybe tettük. 1 óra utóérlelés után a formából kivettük a habot. 24 óra elteltével az alábbi vizsgálati eredményeket kaptuk:

térfogattömeg: 51,2 kg/m³, zárt-cellatartalom az MSz-10192 számú szabvány előírásai szerint vizsgálva: 94%.

Az ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 16 tömeg, 20 perc után 35 tömeg volt.

Égetési próbánál utóízzás nem volt.

25. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

A 24. példában leírtak szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy a keverékhez lágyítóként 30 g glicerint is adtunk.

A keletkezett hab térfogattömege 46,1 kg/ /m³, zárt-cellatartalma az MSz-10192 számú szabvány előírásai szerint vizsgálva 89,6%.

Égetési próbánál utóízzás nem volt.

26. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

100 g 6. példában leírtak szerint előállított módosított fenol-formaldehidgyantát, 3 g SiO-C kötést tartalmazó szilikon típusú felületaktív anyagot (Silicone SR-232, British Petrol cég gyártmánya), 2 g triklór-fluor-metánt, 2 g petrolétert (40-70°C forráspont-tartománynyal) és 15 g 50 tömeg%-os kénsavat 15 másodperc alatt intenzíven összekevertük, majd a keveréket egy papírdobozba öntöttük. A habosodás 40 másodperc múlva indult, a teljes felemelkedés ideje 90 másodperc volt.

A képződött hab térfogattömege 32 kg/m³.

Égetési próbánál utóízzás nem volt.

27. példa

Módosított fenol-formaidehidgyaniahab előállítása

100 g 2. példában leírtak szerint előállított módosított fenol-formaldehidgyantát, lágyítóként 10 g dipropilén-glikolt, 3 g Si-O-C kötést tartalmazó szilikon típusú felületaktív anyagot (Silicone SR-232, British Petrol cég gyártmánya), 20 g 1,1,2-triklór-1,2,2-trifluor-etánt (Freon 113) és 15 g 4-fenol-szulfonsavat intenzíven kevertettük 30 másodpercig. Ezután a habkeveréket papírdobozba öntöttük és 60°C hőmérsékletű szárítószekrénybe tettük. A habosodás 300 másodperc alatt megtörtént, majd 1 órát utóérleltük ezen a hőmérsékleten.

óra után a hab a következő tulajdonságokat mutatta:

térfogattömege: 36,5 kg/m³, zárt-cellatartalom: az MSz-10192 számú szabvány előírásai szerint vizsgálva 80,2%.

Égetési próbánál utóizzás nem volt.

28. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

100 g 3. példában leírtak szerint előállított módosított fenol-formaldehidgyantát, 20 g 7

-7194920

1,1,2-triklór-1,2,2-trifluor-etánt (Freon 113), 3 g Si-O-C kötést tartalmazó szilikon típusú felületaktív anyagot (Silicone SR-232, British Petrol cég gyártmánya), 10 g polietilén-glikölt (átlagmolekulatömege 400) és 15 g benzol-szulfonsavat intenzíven kevertettük 30 másodpercig.

Ezután a keveréket papírdobozba öntöttük és 60°C hőmérsékletű szárítószekrénybe tettük.

A habosodás 45 másodperc múlva indult meg és 270 másodperc múlva fejeződött be.

Az így nyert hab térfogattömege 40 kg/m³.

Az ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 16 tömegű, 20 perc után pedig 35 tömeg% volt.

Égetési próbánál utóízzás nem volt.

29. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

A 28. példában leírtak szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy katalizátorként benzol-szulfonsav helyett 4-toluol-szulfonsavat alkalmaztunk.

Az így nyert hab térfogattömege 42 kg/m³.

Az ASTM C-367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 17 tömegű, 20 perc után 38 tömegű volt.

Égetési próbánál utóizzás nem volt.

30. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

100 g 3. példában leírtak szerint előállított módosított fenol-formaldehidgyantát, 3 g SiO-C kötést tartalmazó szilikon típusú felületaktív anyagot (Silicone SR-232, British Petrol cég gyártmánya), 10 g 1,1,2-triklór-1,2,2-trifluor-etánt (Freon 113), 25 g 65 tömegűős 4-fenol-szulfonsavat és égésgátlóként 10 g tri-(β-klór-etil)-foszfátot 30 másodpercig intenzíven kevertettük, majd a habkeveréket papírdobozba öntöttük és 60°C hőmérsékletű szárítószekrénybe tettük. A habosodás 120 másodperc múlva indult és 390 másodperc alatt fejeződött be.

Az így nyert hab térfogattömege 55 kg/m³.

Az ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 24 tömegű, 20 perc után 48 tömeg% volt.

Éghetőségi vizsgálatnál csak a lánggal közvetlenül érintkező felület szenesedett, de belső- és utóízzás nem volt.

31. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

A 28. példában leírtak szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy Si-O-C kötést tartalmazó szilikon típusú felületaktív anyag (Silicone SR-232, British Petrol cég gyártmánya) helyett nonil-fenol-poliglikol-étert (Renex 690, 8

ICI-Atlas cég gyártmánya) alkalmaztunk.

Az így nyert hab térfogattömege 41 kg/m³.

Az ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 17 tömegű, 20 perc után 36 tömeg% volt.

Égetési próbánál utóizzás nem volt.

32. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

A 28. példában leírtak szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy Si-O-C kötést tartalmazó szilikon típusú felületaktív anyag (Silicone SR-232, British Petrol cég gyártmánya) helyett polioxi-etilén-szorbitán-zsírsav-észtert (Átmér 116, ICI-Atlas cég gyártmánya) alkalmaztunk.

Az így nyert hab térfogattömege 40 kg/m³.

Az ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 16 tömegű, 20 perc után 35 tömegű volt.

Égetési próbánál utóízzás nem volt.

33. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

A 18. példában leírtak szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy a 3. példa szerint előállított módosított fenol - formaldehidgyanta helyett a 11. példa szerint előállítottat használtunk.

Az így nyert hab térfogattömege 72 kg/m³.

Az ASTM C 367 számú szabvány szerint vizsgálva a morzsalékonyságot a tömegveszteség 10 perc után 20 tömegű· 2Q perc után 39 tömegű volt.

Égetési próbánál utóízzás nem volt.

34. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

A 26. példában leírtak szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy katalizátorként 15 g 50 tömeg%-os kénsav helyett 7,5 g 37 tömeg%-os sósavat alkalmaztunk.

A képződött hab térfogattömege 29 kg/m³.

Égetési próbánál utóízzás nem volt.

35. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

100 g 3. példában leírtak szerint előállított módosított fenol-formaldehidgyantát, 5 g Si-O-C kötést tartalmazó szilikon típusú felületaktív anyagot (Silicone SR-232,British Petrol cég gyártmánya), 10 g 1,1,2-triklór-1,2,2,-trifluor-etánt (Freon 113) és 12 g 85%-os foszforsavat 30 másodpercig intenzíven kevertettük, majd a habkeveréket papírdobozba öntöttük és 60°C hőmérsékletű szárítószekrénybe tettük.

A habosodás 130 másodperc múlva indult és 60°C másodperc alatt fejeződött be.

Az így nyert hab térfogattömege 52 kg/m³.

Égetési próbánál utóízzás nem volt.

-8194920

36. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása

100 g 4. példában leírtak szerint előállított módosított fenol-formaldehidgyantát, lágyító- 5 ként 10 g dipropilén-glikolt, 20 g 1,1,2-triklór-1,2,2-trifluor-etánt (Freon 113) és 15 g 4-íenol-szulfonsavat intenzíven kevertettük 30 másodpercig.

Ezután a habkeveréket papírdobozba ön- 10 töttűk és 60°C hőmérsékletű szárítószekrénybe tettük. A habosodás 300 másodperc alatt megtörtént, majd 1 órát utóérleltük ezen a hőmérsékleten.

Az így nyert hab térfogattömege 160 kg/m? 15

Égetési próbánál utóizzás nem volt.

37. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása 2o

100 g 3. példában leírtak szerint előállított módosított, fenol-formaldehidgyantát, 40 g

I-, 1,2-trikIór-1,2,2-trif luor-etánt (Freon 113), g nonil-fenol-poliglikol-étert (Renex 690,ICI-Atlas cég gyártmánya), 3.g polioxi-etilén- 25 -szorbitán-zsírsav-észtert (Átmér 116, ICI-Atlas cég gyártmánya), 10 g poliéter-alkoholt (3500-as molekulatőmegű triói, Glendion FG 3501, Montedison cég gyártmánya) és 45 g benzol-szulfonsavat 30 másodpercig intenzíven kevertettük, majd a habkeveréket papír- ³⁰ dobozba öntöttük.

A habosodás 70 másodperc múlva indult és 150 másodperc alatt fejeződött be.

Az így nyert hab térfogattömege 45 kg/m³.

Égetési próbánál utóizzás nem volt.

38. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása 40

A 24. példában leírtak szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy a módosított fenol-formaldehidgyantához 60 g triklór-propil-foszfátot is kevertünk égésgátlóként.

Az így nyert hab térfogattömege 60 kg/m³.

Égetési próbánál utóizzás nem volt.

39. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása ₅₀

A 24. példában leírtak szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy a módosított fenol-íormaldehidgyantához 45 g glicerint és 45 g polietilén-glikolt (600-as átlagmolekulatömegű) is kevertünk. «

Az így nyert hab térfogattömege 80 kg/m³.

Égetési próbánál utóizzás nem volt.

40. példa

Módosított fenol-formaldehidgyantahab előállítása ⁶⁰

A 24, példában leírtak szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy hajtóanyagként 1,1,216

-triklór-l,2,2-trifluor-etán (Freon 113) helyett n-pentánt alkalmaztunk.

Az így nyert hab térfogattömege 55 kg/m³.

Égetési próbánál utóizzás nem volt.

Claims (4)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. ) Eljárás módosított fenol-fortnaldehidgyanták előállítására, azzal jellemezve, hogy 20-50 tömeg% fenolt, 1-20 tömeg% lignin-szulfonátot, azzal a megkötéssel, hogy a lignin-szulfonát mennyisége a fenolra vonatkoztatva 1-40 tömeg% és 45-75 tömeg% formaiint, a fenol mennyiségére számított 1-5 tömeg% alkáli- vagy alkáliföldfém-hidroxid vagy ammónium-hidroxid lúgos katalizátor — célszerűen nátrium-hidroxid vagy bárium-hidroxid — jelenlétében 60-100°C hőmérsékleten egy vagy két lépésben 1-8 órán keresztül kondenzálunk, majd a kapott gyantát legalább 70 tömeg% szárazanyagtartalomig bepároljuk.

2. ) Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lignin-szulfonátot, a fenolt és a formaiint egy lépésben kondenzáljuk, lúgos katalizátor jelenlétében, 60-100°C hőmérsékleten 1-8 órán át.

3. ) Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy először a lignin-szulfonátot kondenzáljuk a lúgos katalizátor egy részének jelenlétében a formáimnál 6O-1ÓO°C hőmérsékleten 0,4-2 órán át, majd hozzáadva a fenolt és a lúgos katalizátor másik részét, tovább folytatjuk a kondenzációt azonos hőmérsékleten 2-6 órán keresztül.

4. ) Eljárás egyenletes cellaszerkezetű, morzsalékonyságmentes, nehezen éghető, ütóízzás nélküli fenol-formaldehidgyantahabok előállítására módosított fenol-formaldehidgyantából, habosító szerek, szervetlen vagy szerves sav katalizátor (ok) és adott esetben felületaktív anyagok jelenlétében, azzal jellemezve, hogy 100 tömegrész, I. igénypont szerinti, lignin-szulfonátokkal módosított fenol-formaldehidgyantát a gyanta tömegére számított 2-40 tömegrész habosító anyaggal, célszerűen alifás szénhidrogén(ek)kel, vagy éterrel és/vagy halogénezett, alifás szénhidrogénlek) kel, 0-5 tömegrész felületaktív anyaggal, előnyösen alkil-fenol-poliglikoléterekkel és/vagy polioxi-etilén-szorbitán-zsírsavészterekkel vagy szilikon típusú anyagokkal, 10-50 tömegrész szervetlen vagy szerves sav katalizátorral, előnyösen sósavval, kénsavval, foszforsavval vagy aromás szulfonsavakkal, 0-30 tömegrész lágyítóval, célszerűen di- vagy tri-, vagy polialkoholokkal és 0-20 tömegrész ágésgátlóval, előnyösen halogén-tartalmú alifás foszforsav-észterekkel 15-40°C hőmérsékleten összekeverjük, majd ismert módon habosítjuk.