PL130808B1 - Method of manufacture of phenolic plastics - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tloczyw na podstawie zywic fenolowych typu nowolakowego l/lub rezolowego.Znane se sposoby wytwarzania tloczyw fenolowych na podstawie stalych zywic fenolowo- •formaldehydowych typu nowolakowego lub rezolowego i napelniaczy mineralnych l/lub orga¬ nicznych. Wedlug najczesciej stosowanego sposobu rozdrobnione zywice miesza sie z napel¬ niaczem, srodkiem sieciujecym, pigmentami lub barwnikami, srodkami smarujacymi 1 innymi dodatkami. Tak wytworzone mase ujednorodnla eie 1 wstepnie sieciuje w podwyzszonej tem¬ peraturze. Operacje te mozno przeprowadzic albo na walcach lub w specjalnych wytlaczar¬ kach. W celu polepszenia róznych wlaenosci tloczyw lub obnizenia ich kosztu stosuje sie zywice modyfikowane na etapie syntezy lub wprowadza dodatki modyfikujece juz przy otrzy¬ mywaniu tloczywa. Deko modyfikatory etoeuje eie zarówno substancje wielkoczasteczkowe takie jak polichlorek winylu, polioctan winylu, poliamidy, poliestry, w tym takze poli- tereftalan etylenu, eilikony, zywice furanowe, zywice mocznikowe i melaminowe, poliepo- ksydy itp., jek 1 zwiezkl nlekoczesteczkowe takie jak aminy, estry, acetale, furfurol 1 jego pochodne.Okazalo sie, ze mozne wytworzyc tloczywo fenolowe z zaetosowaniem jako modyfikatora osadu wytraconego przy rozcienczaniu wode pozostalosci po oddestylowaniu furfuralu z cie¬ czy uzyskenej w procesie hydrolizy drewna. W technologii tej drewno, najlepiej bukowe, poddaje sie wstepnej hydrolizie wodnej. Powstaly przy tym hydrolizat poddaje sie dalszej przeróbce w celu oddestylowania zawartego w nim furfuralu. Po destylacji z kotla kolumny odprowadza eie tzw. "hydrolizat wyjalowiony" * ciecz wyczerpane. Przy rozcienczaniu tej cieczy zimne wode wytreca eie osed, zwany ponizej krystelizatem. Oego sklad chemiczny jest trudny do ustalenie. Mozne jedynie stwierdzic, ze w eklad jego wchodze wielopier¬ scieniowe substancje o budowle zblizonej do ligniny, zwiezkl pentozanowe oraz rózne po¬ chodne oligomerów furfuralu. W kryetelizacie znajduje sie wiele grup funkcyjnych, w tym2 130 808 takze grup wodorotlenowych /równiez typu fenolowego/, grup karboksylowych oraz wiezan nienasyconych. Dzieki obecnosci tych grup krystalizat moze reagowac z fenolem i formalde¬ hydem oraz z zywice fenolowe. Nalezy zaznaczyc, ze krystalizat mimo iz jest mieszanine zwiezków prawie calkowicie rozpuszcza sie w roztworach lugu, kwasach organicznych, fenolu, wodnym roztworze formaldehydu oraz w szeregu rozpuszczalnikach organicznych.Sposób wedlug wynalazku wytwarzania tloczyw na podstawie zywic fenolowych typu nowo- lokowego i/lub rezolowego przez wymieszenie spoiwa, napelniaczy, utwardzacze i innych do¬ datków, a nastepnie ujednorodnienie i wstepne usieciowanie w podwyzszonej temperaturze, polega na tym, ze jako spoiwo stosuje sie mieszanine zywicy z osadem wytraconym przy roz¬ cienczaniu wode pozostalosci po oddestylowaniu furfuralu z cieczy uzyskanej w procesie hydrolizy drewna, zwanego krystalizatem. Krystalizat stanowi od 3 do 40 %, a korzystnie od 10 do 30 ?i wagowych spoiwa.Krystalizat mozna dodawac nie tylko w mieszaninie z zywice, ale równiez wprowadzac do zywicy na etapie syntezy. W tym przypadku krystalizat stanowi równiez od 3 do 40 %t a ko¬ rzystnie od 10 do 30 % wagowych spoiwa* Spoiwo, które stenowi mieszanina zywicy fenolowej i krystalizatu lub zywica modyfiko¬ wana krystalizatem miesza sie z nepelniaczem, srodkami sieciujecyml, srodkami emerujecy- mi, barwnikami lub pigmentami. Tak wytworzone mase poddaje sie ujednQrodnieniu i wstepnie sieciuje na walcach lub w wytlaczarce w sposób powszechnie stosowany przy wytwarzaniu tlo¬ czyw fenolowych* 3ako napelniacze stosuje sie rozdrobnione produkty organiczne i/lub nie¬ organiczne takie, jak meczka drzewna, wlókna ciete naturalne, sztuczne 1 syntetyczne, ciete wlókno szklane, azbest w postaci pylu lub krótkich wlókien, mectzka mikowe, kredowa, serycytowa, weglowa, grafit, proszki metali lub ich mieszaniny, Oeko srodki sieciujece stosuje sie urotropine lub jej sole z kwasami takimi jak kwas borowy. Mozna równiez dodawac substancje zmieniajece pH takie, jak tlenek magnezu* Oako srodki barwiece mozna stosowac zarówno barwniki takie, jak nigrozyna i/lub pi» gmenty takie, jak biel tytanowa. Tloczywo wytworzone sposobem wedlug wynalazku mozna przetwarzac metode prasowania tlocznego i wtryskowego uzyskujec rózne wyroby techniczne.Ponizsze przyklady ilustruje metody otrzymywania tloczyw wedlug wynalazku.Przyklad I, 1000 g fenolowej zywicy nowolakowej, otrzymanej przez kondensa¬ cje fenolu z formaldehydem przy stosunku molowym 1 : 0,85, o rozdrobnieniu ponizej 1 mm wymieszano z 300 g krystalizatu zawierajecego 91 % suchej substancji, 1300 g meczki drze¬ wnej, 180 g urotropiny, 23 g tlenku magnezu i 27 g stearyny. Uzyskane mase homogenizowano na walcach ogrzanych do 85 - 110°C przez 6 minut. Otrzymane "skóre** po ostygnieciu roz¬ drobniono w mlynku uzyskujec tloczywo o rozdrobnieniu ponizej 2 mm. Tloczywo prasowano pod cisnieniem 40 MPa w temperaturze 155 - 160°C przez 1 min/mm grubosci. Wlasnosci tlo¬ czywa podano w tablicy 1. Dla porównania w tablicy tej poclCno równiez wlasnosci tloczywa niemodyflkowanego, w którym krystalizat zastepiono zywice nowolakowe.Przyklad II. 1000 g zywicy nowolakowej otrzymanej przez kondensacje fenolu i formaldehydu przy stosunku molowym 1 : 0,86 w obecnosci 25 g krystalizatu/mol fenolu, 750 g meczki drzewnej, 750 g meczki kredowej, 140 g urotropiny, 20 g tlenku magnezu i 24 g stearyny wymieszano, a nastepnie ujednorodniono na walcach ogrzanych do temperatury 90 - 110 C. Uzyskane tloczywo prasowano pod cisnieniem 35 MPa przez 1 min/mm grubosci.Wlasnosci tloczywa podano w tablicy 1.Przyklad III. 1000 g zywicy rezolowej otrzymanej przez kondensacje fenolu z formaldehydem w stosunku molowym 1 s 1,3, 200 g krystalizatu /o zawartosci 95 % suchej substancji/, 1250 g meczki drzewnej, 26 g stearyny, 20 g tlenku magnezu 1 20 g nigrozyny spirytusowej wymieszano, a nastepnie ujednorodniono na walcach ogrzanych do temperatury 90 - 115°C. Tloczywo prasowano w temperaturze 170°C pod cisnieniem 45 MPa przez 1,5 min/mm grubosci. Wlasnosci tloczywa podano w tablicy 1. Dla porównania w tablicy tej zamieszczo¬ no równiez wlasnosci tloczywa niemodyflkowanego, w którym zywica rezolowa stanowila 100 Jj spoiwa.130808 3 Tablica 1 Wlasnosci tloczyw opisanych w przykladach I - III Wlasnosc Plastycznosc prasownicza Chlonnosc wody zimnej Udarnosc Udarnosc z karbem Wytrzymalosc na zginanie Temperatura ugiecie wg Martensa Logarytm opornosci wlasciwej powierz¬ chniowej wyrazonej w omach Logarytm opornosci wlasciwej skrosnej wyrazonej w omach Wytrzymalosc dielektryczna Jedno¬ stka mm mg k3/m2 ko/m2 MPa °C kV/mm Przyklad I 120 40 5.7 1.9 83.1 156 12,2 11,3 17,3 II 145 30 5,5 1.8 89,8 163 12,3 11.6 13,5 III 97 41 6.1 2.3 82,0 152 12,7 11,8 14,5 Próbo kontrolna nowolak 135 37 5,8 1.8 76,2 152 11,8 11,0 13.0 rezol 106 40 5.4 1.6 79,5 148 12,5 11,8 14,5 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania tloczyw na podstawie zywic fenolowych typu nOivolakowego i/lub rezolowego przez wymieszanie spoiwa, napelniaczy, utwardzacze i innych dodatków, a naste¬ pnie ujednorodnienie i wstepne usieciowanie w podwyzszonej temperaturze, znamien¬ ny tym, ze jako spoiwo stosuje sie mieszanine zywicy z osadem wytreconym przy roz¬ cienczaniu wode pozostalosci po oddestylowaniu furfuralu z cieczy uzyskanej w procesie hydrolizy drewna, 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze osad miesza sie z gotowe zywice fenolowe. 3. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze osad wprowadza sie do zywicy na etapie jej syntezy. 4. Sposób wedlug zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, ze osad stenowi od 3 do 40, a korzystnie od 10 do 30 % wagowych spoiwa. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania tloczyw na podstawie zywic fenolowych typu nOivolakowego i/lub rezolowego przez wymieszanie spoiwa, napelniaczy, utwardzacze i innych dodatków, a naste¬ pnie ujednorodnienie i wstepne usieciowanie w podwyzszonej temperaturze, znamien¬ ny tym, ze jako spoiwo stosuje sie mieszanine zywicy z osadem wytreconym przy roz¬ cienczaniu wode pozostalosci po oddestylowaniu furfuralu z cieczy uzyskanej w procesie hydrolizy drewna,
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze osad miesza sie z gotowe zywice fenolowe.
3. 3. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze osad wprowadza sie do zywicy na etapie jej syntezy.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, ze osad stenowi od 3 do 40, a korzystnie od 10 do 30 % wagowych spoiwa. PL