PL100159B1 - Sposob wytwarzania tworzyw warstowych - Google Patents

Description

**** i| iiMMi Int. Cl.2 C08J 5/04 B32B 27/42 B32B 29/00 H01B 3/54 Twórcy wynalazku: Zbigniew Wyderka, Zofia Pokorska, Bronislaw Da¬ browski, Miroslaw Baranowski, Jan Fiolna, Maria Spadlo, Mieczyslaw Petryna, Henryk Manka, Hanna Adamowicz Uprawniony z patentu: Instytut Ciezkiej Syntezy Organicznej „Blachow¬ nia", Kedzierzyn (Polska) Sposób wytwarzania tworzyw warstwowych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tworzyw warstwowych przez utwardzanie w pod¬ wyzszonej temperaturze i pod cisnieniem, nosni¬ ków nieorganicznych lub organicznych nasyconych modyfikowanymi zywicami fenolowymi.

W dotychczasowych metodach wytwarzania plyt warstwowych stosuje sie do nasycania nosników roztwory alkoholowe zywic fenolowych typu re- zoli, najczesciej 60%>-owy roztwór alkoholowy zy¬ wic krezolowych. Opisane w literaturze mozliwosci stosowania zywic ksylenowo- i toluenowo-formal- dehydowych poprzez reakcje z fenolem do tworzyw warstwowych znane z dziela Encyklopedia of Po- lymer Science, vol. 7, wyd. 1967, str. 539—555 i vol. $, wyd. 1968, str. 136 John Wiley and Sons, New York oraz opisy patentowe Stanów Zjednoczonych nr 3 303 157 i 3 372 147, dotycza sposobu wytwarza¬ nia zywic tego typu ze wskazaniem zastosowania ich, m. innymi do laminatów papierowych. Jed¬ nakze sposób firmy Sumitomo Bakelite Company Ltd (3 303 167) i firmy Esso Research (3 372 147) po¬ lega na otrzymywaniu i zastosowaniu okreslonego asortymentu zywic charakteryzujacych sie duza za¬ wartoscia tlenu powyzej 10% wagowych, na ogól ok. 20°/q wagowych i zwiazana z tym duza reak¬ tywnoscia. Sposób ten jest kosztowny i moze byc z tego wzgledu stosowany tylko do specjalnych wyrobów elektroizolacyjnych, gdzie wymagana jest bardzo duza odpornosc na dzialanie pradów o du¬ zej czestotliwosci.

Znany z opisu patentowego PRL nr 67045 sposób 2 otrzymywania tworzyw warstwowych przez utwar¬ dzanie w podwyzszonej temperaturze nasyconych modyfikowana zywica fenolowa nosników organicz¬ nych lub nieorganicznych dotyczy zastosowania mieszanin zywic w szczególnosci zywicy fenolowej i toluenowoformaldehydowej, przy czym w mie¬ szaninie na 100 czesci wagowych zywicy przypada 1 do 60 czesci najkorzystniej 15 czesci zywicy to- luenowo-formaldehydowej w odniesieniu do czesci stalych tych zywic. Sposobem tym mozna otrzy¬ mac tylko plyty o niskiej klasie. Otrzymane w tym sposobie plyty elektroizolacyjna, nie posiadaja wystarczajaco duzej odpornosci elektrycznej, na¬ tomiast plyty dekoracyjne mimo, ze sa elastyczne, to jednakze pewna ich ilosc w czasie prasowania i transportu ulega pekaniu, a sam proces powle¬ kania zywicami fenolowymi jest powolny, gdyz lepkosc stosowanych zywic jest duza, co wymaga stosowania duzych ilosci rozpuszczalnika.

Znany jest irówniez sposób wytwarzania two¬ rzyw warstwowych z zastosowaniem nienasyconych poliestrów jako srodków uszlachetniajacych zywi¬ ce aminowe (opisy patentowe RFN nr 1213 606 oraz 1243 383). Sposób ten umozliwia otrzymywa¬ nie plyt o wysokich wartosciach uzytkowych, jed¬ nakze powoduje trudnosci w sterowaniu procesem kondensacji zywic co podraza ich koszty wytwa¬ rzania w stosunku do zywic melaminowo-formal- dehydowych czy fenolowo-formaldehydowych.

Wspólkondensacja fenoli lub krezoli z tanimi zy¬ wicami weglowodorowo-formaldehydowymi o za- 100159\ 100 159 3 4 wartosci tlenu powyzej 10% wagowych w obec¬ nosciL katalizatorów kwasnych jak kwas p-tolueno- sulfonowy, _kwa$ solny lub katalizatorów zasado¬ wych takich jal| lug sodowy, potasowy lub wodny roztwór amoniaku prowadzila do produktu nie¬ przydatnego jako spoiwo do tworzyw warstwowych W, kompozycft z duza iloscia utwardzacza. Zasto¬ sowanie formaldehydu do wspólkondensacji fenolu i krezoli z zywica weglowodorowo-formaldehydowa w ilosciach nieodpowiednich równiez nie prowa¬ dzilo do uzyskania przydatnej zywicy jako kompo¬ nentu spoiwa tworzyw warstwowych.

W czasie opracowywania procesu wytwarzania spoiwa do nasycenia nosników w produkcji two¬ rzyw warstwowych, nieoczekiwanie stwierdzono, ze do tego celu mozna zastosowac zywice fenolowo- -weglowodorowo-formaldehydowe otrzymane z fe¬ nolu lub krezoli i z maloreaktywnych zywic we- glowodorowoformaldehydowych o ile zastosuje sie do kondensacji wodny roztwór formaldehydu i od¬ powiednie stosunki wagowe reagentów oraz do otrzymanej kompozycji doda sie utwardzaczy.

Istota wedlug wynalazku polega na zastosowa¬ niu jako komponenta spoiwa do nasycania nosni¬ ków nieorganicznych lub organicznych w produkcji tworzyw warstwowych zywic fenolowo-weglowo¬ dórowo-formaldehydowych otrzymanych przez kon- densacje fenoli lub krezoli z formalina i z zywica weglowodorowo-formaldehydowa o zawartosci tle¬ nu ponizej 10% wagowych stanowiaca produkt kon¬ densacji toluenu lub ksylenów, lub naftalenu, lub metylonaftalenów z formaldehydem stosowanym w postaci wodnego roztworu w srodowisku kwasnym.

Wytwarzanie zywicy fenolowo-weglowodorowo-for¬ maldehydowej prowadzi sie przy stosunkach wago¬ wych zywice weglowodorowo formaldehydowe do formaldehydu i do fenolu lub krezoli wynoszacych odpowiednio 1 czesc wagowa do 1—1,7 czesci wa¬ gowych i do 2—3 czesci wagowych.

Sposób wedlug wynalazku polega na sporzadze¬ niu roztworu impregnujacego przez zmieszanie zy¬ wicy fenolowo-weglowódorowo-formaldehydowej z utwardzaczem w stosunku 100 czesci wagowych zywicy i 0,5—40 czesci wagowych utwardzacza wzglednie zywicy fenolowej z zywica fenolowo- weglowodofowo-formaldehydowa i/lub utwardza¬ czem w stosunku 100 czesci wagowych zywicy fe¬ nolowej i 5—70 czesci wagowych zywicy fenolo- woweglowodórowo-formaldehydowej i 0,5—40 czesci wagowych utwardzacza. Podane w zastrzezeniu za¬ kresy stosunków wagowych poszczególnych sklad¬ ników kompozycji pozwalaja na zastosowanie zywic fenolówo-wejglowodarowo-formaldehydowych otrzy¬ manych z zywic ^weglowodorowo-formaldehydowych o niskiej zawartosci tlenu i mniejszej reaktywnosci niz stosowane dotychczas oraz pozwalaja na te sama a nawet wyzsza wydajnosc urzadzen do pro¬ dukcji tworzyw warstwowych.

Jako utwardzacz zastosowano szesciometyleno- czteroamine, dwuaminodwufenylometan, dwumety- loaniyne i trójetylenoczteroamine. Sporzadzonym roztworem nasyca sie nosniki papieru siarczano¬ wego zwyklego lub trudnopalnego do odpowiedniej zawartosci zywicy, a nastepnie suszy sie. Równo¬ czesnie nastepuje kondensacja zywicy do odpowied¬ niej zawartosci czesci lotnych i stopnia plynnosci zywicy w nosniku.

Otrzymany pólprodukt dalej nazwany rdzeniem zwyklym lub trudnopalnym jest w postaci wstegi, która cieta jest w arkusze. Z arkuszy rdzenia uklada sie pakiety i otrzymuje po utwardzeniu w podwyzszonej temperaturze i pod cisnieniem wy¬ roby gotowe w postaci plyt Przez zastosowanie do nasycania spoiw w po¬ staci roztworów alkoholowych zywic fenolowo-we- glowodorowo-formaldehydowych i utwardzaczy ta¬ kich jak szesciometylenoczteroaminy, dwuamino- -dwufenylometanu, dwumetyloaniliny, trójetyleno- czteroaminy, lub roztworów alkoholowych mieszani ny zywic fenolowo-weglowodorowo-formaldehydo- wych i zywic fenolowych uzyskuje sie tworzywa warstwowe o lepszych wlasnosciach finalnych.

Plyty elektroizolacyjne posiadaja lepsze wlasnos¬ ci, na przyklad opornosc wlasciwa jest 5—10 razy wieksza w stosunku do opornosci plyt elektro- izolacyjnych uzyskanych na bazie spowia z zywic fe- nolowo-formaldehydowych lub krezolowo-formalde- hydowych, lub mieszanin tych zywic z zywica tolue- nowo-formaldehydowa. W stosunku do laminatów elektroizólacyjnych wytwarzanych na bazie zywic weglowodorowo-fenolowo-formaldehydowych otrzy¬ manych na drodze wspólkondensacji zywic weglo- wodorowo-formaldehydowych o duzej zawartosci tlenu powyzej 10% laminaty uzyskane wedlug przedmiotowego rozwiazania sa o okolo 10% tan¬ sze. Równiez plyty dekoracyjne posiadaja mniej¬ sza chlonnosc wody, sa bardziej elastyczne i od¬ porne na pekniecia, nie wystepuja w nich przebicia fenolowe a wzory i kolorystyka sa bardziej wyra¬ ziste. Plyty te sa bardzo odporne w czasie uzytko¬ wania na uszkodzenia mechaniczne.

Zastosowanie omawianego sposobu umozliwia wy¬ eliminowanie bariery ochronnej miedzy warstwa dekoracyjna a rdzeniowa stosowana dotychczas w produkcji plyt dekoracyjnych t>raz pozwala na skró¬ cenie procesu nasycania i prasowania.

Przyklad I. 4 arkusze papieru siarczanowego o gramaturze 140 g/m2 i 2 arkusze o gramaturze 80 g/m2 nasyconych zywica fenolowo-toluenowo- -formaldehydowa zawierajaca okolo 12 wagowych szesciometylenoczteroaminy (10,56 czesci wagowych w stosunku do 100 czesci wagowych zywicy) oblo¬ zonych z jednej strony papierem dekoracyjnym i papierem pokryciowym, które nasycone sa zywica¬ mi melaminowymi, a z drugiej strony papierem wyrównawczym nasyconym zywica melaminowo- -mocznikowa prasuje sie miedzy blachami przeklad¬ kowymi pod cisnieniem 80 kg/cm2 w temperaturze 143—150°C przez 3,5 mfn/mm grubosci plyty.

Otrzymana plyta dekoracyjna posiada grubosc 1,4 mm oraz wytrzymalosc na zginanie 1490 KG/cm2 wytrzymalosc na rozciaganie 735 KG/cm2 Przyklad II. 4 arkusze papieru siarczanowego o gramaturze 140 g/m2 i 2 arkusze 80 g/m2 nasy¬ conych zywica fenolowo-ksylenowo-formaldehydo- wa zawierajaca okolo 17% wagowych dwuamino- dwufenylometanu w stosunku do 100* czesci wago¬ wych zywicy oblozonych z jednej strony papierem dekoracyjnym nasyconym zywica melaminowa, a 40 45 50 55 60100159 6 z drugiej strony papierem wyrównawczym nasyco¬ nym zywica melaminowo-mocznikowa prasuje sie pomiedzy blachami przekladkowymi pod cisnieniem 80—100 kg/cm2 w temperaturze 143—145°C przez 3,5 min/mm grubosci plyty. Otrzymana plyta deko¬ racyjna posiada grubosc 1,2 mm oraz wytrzymalosc na zginanie 1550 KG/cm2 wytrzymalosc na roz¬ ciaganie 820 KG/cm2.

Przyklad III. 6 arkuszy papieru siarczano¬ wego trudnopalnego o gramaturze 150 g/m2 nasy¬ conych zywica fenolowo-metylonaftalenowo-formal- dehydowa zawierajaca okolo 1% wagowy trójety- lenoczteroaminy (1 czesc wagowa w stosunku do 100^ czesci wagowych zywicy) oblozonych z jednej strony papierem dekoracyjnym i papierem pokry¬ ciowym nasyconych zywica melaminowa, a z dru¬ giej strony papierem wyrównawczym nasyconym zywica melaminowo-mocznikowa prasuje sie po¬ miedzy blachami przekladkowymi przy cisnieniu 80—100 KG/cm2 w temperaturze 145°C przez 3,5 min/mm grubosci plyty. Otrzymana plyta de¬ koracyjna posiada grubosc 1,4 mm oraz wytrzyma¬ na zginanie — 1400 KG/cm2 wytrzymalosc na rozciaganie 750 KG/cm2 stopien palnosci (wspólczynnik k) — 1,5 Przyklad IV. 4 arkusze papieru siarczano¬ wego o gramaturze 140 g/cm2 nasyconego miesza¬ nina zywic skladajaca sie z 100 czesci wagowych zywicy fenolowej typu nowolaku oraz 10 czesci wa¬ gowych zywicy fenolowo-naftalenowo-formaldehy¬ dowej i 35-czesci wagowych szesciometylenocztero- aminy, oblozonego z jednej strony papierem deko¬ racyjnym i papierem pokryciowym nasyconych zy¬ wica melaminowa, a z drugiej strony papierem wyrównawczym nasyconym zywica melaminowo- -mocznikowa prasuje sie pomiedzy blachami prze¬ kladkowymi przy cisnieniu 80—100 KG/cm2 w tem¬ peraturze 143—145°C przy 3,5 min/mm grubosci plyty. Otrzymana plyta posiada grubosc 1,0 mm oraz wytrzymalosc na zginanie 1350 KG/cm2.

PrzykladV. 4 arkusze papieru siarczanowego trudnopalnego o gramaturze 150 g/cm2 nasyconego mieszanina zywic skladajaca sie z 100 czesci wa¬ gowych zywicy fenolowej, krezolowo-formaldehydo- wej i 6 czesci wagowych zywicy fenolowo-ksyle- nowo-formaldehydowej oraz 35 czesci wagowych szesciometylenoczteroaminy oblozonego z jednej strony papierem dekoracyjnym i papierem pokry¬ ciowym nasyconych zywica melaminowa, a z dru¬ giej strony papierem wyrównawczym nasyconym zywica melaminowo-mocznikowa prasuje sie po¬ miedzy blachami przekladkowymi przy cisnieniu 80—100 KG/cm2 w temperaturze 143—145°C przez 3,5 min/mm grubosci plyty.

Otrzymana plyta dekoracyjna posiada grubosc 1,4 mm oraz wytrzymalosc na zginanie 1370 KG/cm2 wytrzymalosc na rozciaganie 650 KG/cm2 stopien palnosci (wspólczynnik k) 1,5 Przyklad VI. 1 arkusz silikonowej przeklad¬ ki antyadhezyjnej oblozonej z dwu stron symetrycz¬ nie w nastepujacej kolejnosci: 1. arkuszem papieru dekoracyjnego nasyconego zy¬ wica melaminowa, 1. arkuszem papieru siarczano¬ wego o gramaturze 80 g/m2 nasyconego mieszanina skladajaca sie z 100 czesci wagowych zywicy fe¬ nolowej typu nowolaku i 30 Czesci wagowych zy¬ wicy fenolowo-toluenowo-formaldehydowej i 30 czesci wagowych dwuaminodwufenylometanu (Zy¬ wica A), 2. arkuszami papieru siarczanowego ogra- maturze 150 g/cm2 nasyconego mieszanina zywicy A, prasuje sie pomiedzy blachami przekladkowymi pod cisnieniem 100 KG/cm2 w temperaturze 145°C w ciagu 3,2 minuty/mm grubosci plyty.

Otrzymane laminaty posiadaja grubosc 0,5 mm i charakteryzuja sie matowym wykonczeniem po¬ wierzchni o oryginalnej fakturze oraz wytrzymalosc na zginanie 1000 KG/cm2, wytrzymalosc na roz¬ ciaganie 750 KG/cm2.

Przyklad VII. 6 arkuszy papieru siarczano- wego o gramaturze 140 g/m2 nasyconych mieszani¬ na zywic skladajacych sie z 100 czesci wagowych zywicy fenolowej typu nowolaku i 70 czesci wa¬ gowych zywicy fenolowo-ksylenowo-formaldehydo- wych i 40 czesci wagowych dwumetyloaniliny, pra- suje sie miedzy blachami przekladkowymi pod cis¬ nieniem 100 kg/cm2 w temperaturze 140°C w ciagu 3,5 minuty/mm grubosci plyty. Otrzymana plyta elektroizolacyjna o grubosci 1,2 mm posiada wlas¬ nosci uzytkowe zgodne z norma DIN o bardzo do- brej wykrawalnosci.

Przyklad VIII. 8 arkuszy papieru siarczano¬ wego o gramaturze 140 g/m2 nasyconych mieszanina zywic skladajaca sie z 100 czesci wagowych zywicy krezolowo-formaldehydowej typu rezolu i 50 czesci wagowych zywicy fenolowo-toluenowo-formaldehy- dowej typu rezolu i 50 czesci wagowych zywicy fenolowo-toluenowo-formaldehydowej i 6 czesci wa¬ gowych dwumetyloaniliny prasuje sie miedzy bla¬ chami przekladkowymi pod cisnieniem 100 kg/cm2 w temperaturze 140°C w ciagu 3,5 minuty/mm gru¬ bosci plyty. Otrzymana plyta elektroizolacyjna o grubosci 1,2 mm posiada wlasnosci uzytkowe zgod^ "ne z norma DIN o bardzo dobrej wykrywalnosci.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 4o Sposób wytwarzania tworzyw warstwowych w szczególnosci laminatów papierowych elektroizola- cyjnych przez utwardzanie pod cisnieniem i w podwyzszonej temperaturze nosników nieorganicz¬ nych lub organicznych nasyconych spoiwami, zna- 45 mienny tym, ze jako spoiwa stosuje sie zywice fe- nolowo-weglowodorowo-formaldehydowe z dodat¬ kiem utwardzaczy takich jak: szesciometylenoczte- roamina, dwuaminodwufenylometan, dwumetyloarii- lina i trójetylenoczteroamina w stosunku 100 czes- 50 ci wagowych zywicy i 0,5—40 czesci wagowych utwardzacza lub komponenty zywic fenolowych i zywic fenolowo-weglowodorowo-formaldehydowyeh i/lub utwardzacza w stosunku 100 czesci wagowych zywic fenolowych i 5—70 czesci wagowych zywic 55 fenolowo-weglowodorowo-formaldehydowych i 0,5— —40 czesci wagowych utwardzacza, przy czym zy¬ wice fenoiowo-weglowodorowo-formaldehydowe sta¬ nowia produkt kondensacji fenolii, lub krezoli i wodnego roztworu formaldehydu o zawartosci 30— 60 —40°/o formaldehydu z zywica weglowodórowo-for¬ maldehydowa o zawartosci tlenu od 0,5—lOtya wa¬ gowych przy czym stosunek wagowy formaldehydu do zywicy weglowodorowo-formaldehydowej wyno¬ si jak 1—1,7 do 1,0 a zywicy weglowodorowo-for- 65 maldehydowej do fenolu lub krezoli jak 1 do 2—3.