PL132072B2 - Method of modification of phenol-formaldehyde resins - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikowania zywic fenolowo-formaldehydowych.Zywice fenolowo-formaldehydowe stosowane do przetwórstwa, czesto poddawane sa mody¬ fikacji, w celu nadania im okreslonych wlasnosci wymaganych przy ich stosowaniu np. w celu polepszenia odpornosci cieplnej, wlasnosci mechanicznych, odpornosci na wode lub okreslone zwiazki chemiczne itp.Koniecznosc modyfikowania zywic fenolowo-formaldehydowych spowodowana jest przede wszystkim tym, ze podstawowa wada niemodyfikowanych zywic fenolowo-formaldehydowych jest ich duza kruchosc, co powoduje mala udarnosc otrzymywanych z nich wyrobów.Do modyfikowania zywic fenolowo-formaldehydowych stosuje sie rózne metody, które mozna podzielic nastepujaco: — kopolikondensacja trzech lub wiecj substancji wyjsciowych czyli modyfikacja chemiczna w trakcie wytwarzania zywicy, — chemiczne przemiany zywic fenolowo-formaldehydowych czyli modyfikacja chemiczna zywicy po jej otrzymaniu, — mieszanie zywic fenolowo-formaldehydowych z innymi zwiazkami wielkoczasteczkowymi czyli modyfikacja fizyczna.Znana jest m. in. metoda modyfikacji zywic fenolowo-formaldehydowych polegajaca na wprowadzeniu ekaprolaktamu jako modyfikatora do prowadzonego w srodowisku alkalicznym procesu kondensacji fenolu i formaldehydu, czyli w procesie otrzymania zywic rezolowych stoso¬ wanych m. in. do klejenia drewna (Z. Piotrowska „Badania zmian wlasciwosci zywic fenolowo-for¬ maldehydowych umozliwajacych prasowanie sklejek bez podsuszania" praca doktorska SGGW Warszawa 1982 r. oraz opis patentowy nr 120950 A. Fidelus). Metoda ta pozwala otrzymac polepszone zywice fenolowo-formaldehydowe, jednak wada tej metody jest koniecznosc zmian calej technologii wytwarzania zywic rezolowych, a ponadto nie moze byc ona stosowana do wytwarzania modyfikowanych zywic nowolakowych.Inna znana metoda — chemicza modyfikacja otrzymanej zywicy fenolowo-formaldehydowej — polega na poddawaniu zywicy fenolowo-formaldehydowej dzialaniu alkoholi — najczesciej n-butylowego, lub kwasów, najczesciej tluszczowych. Tak modyfikowane zywice fenolowo-for-2 132 072 maldehydowc posiadaja grupy eterowe lub estrowe. Metoda ta ma szczególne zastosowanie przy otrzymywaniu produktów rozpuszczalnych w olejach, majacych zastosowanie w przemysle lakier¬ niczym. Ponadto w celu otrzymania zywic ienolowo-formaldehydowych, tloczyw o okreslonych wlasnosciach, miesza sie je z innymi zwiazkami wielkoczasteczkowymi np: poliamidami, poliwiny- loacetalami itp.Celem niniejszego wynalazku bylo opracowanie sposobu modyfikowania zywic fenolowo- -formaldehydowych pozwalajacych uzyskac produkty o zwiekszonej elastycznosci, bez konie¬ cznosci zmian recepturowych w trakcie ich otrzymywania, a przez odpowiednia przemiane gotowych zywic fenolowo-formaldehydowych.Sposób modyfikowania zywic fenolowo-formaldehydowych wedlug wynalazku polega na poddawaniu przemianie chemicznej zywic ienolowo-formaldehydowych uzyskanych przez poli- kondensacje fenolu z formaldehydem w srodowisku kwasnym lub alkalicznym. Tak otrzymana zywice nowolakowa lub rezolowa ogrzewa sie z modyfikatorem, którym jest N-hydroksymetylo- nokaprolaktam, w ilosci od 1 do 30 cz. wag. modyfikatora na 100 cz. wagowych zywicy fenolowo- -formaldehydowej.W przypadku zywicy rezolowej 100 cz. wag. zywicy ogrzewa sie z N-hydroksymetylenokapro- laktamem w ilosci do 1 do 20 czesci wag., korzystnie 15 czesci wag. w przeliczeniy na ilosc fenolu uzytego do kondensacji zywicy, przy czym temperatura ogrzewania wynosi od 313 do 393 K, korzystnie do 238 do 338.W przypaku zywicy nowolakowej 100 cz. wag. zywicy ogrzewa sie z 2 do 30 cz. wag., korzystnie 5 cz. wag. N-hydroksymetylokaprolaktamu, przy czym temperatura ogrzewania wynosi od 313 do 393 K, korzystnie od 5 do 10 K powyzej temperatury topnienia zywicy. Czas ogrzewania zywicy z modyfikatorem wedlug wynalazku wynosi od 10 do 240 min. korzystnie od 60 do 90 min.Takie stapianie gotowej zywicy fenolowo-formaldehydowej z otrzymanym uprzednio N-hy- droksymetylenokaprolaktamem równiez z mieszanina innych skladników jest operacja bardzo prosta, a nie wymagajaca specjalistycznej aparatury.Modyfikowana sposobem wedlug wynalazku zywica fenolowo-formaldehydowa charaktery¬ zuje sie wieksza elastycznoscia w stosunku do wyjsciowej zywicy przy nie zmienionych parametrach odpornosci na wode i chemikalia, wytrzymalosci temperaturowej itp. przy czym uzyskany produkt jest jasniejszy i o mniejszej tendencji do ciemnienia Takze wyroby uzyskane przy zastosowaniu modfikowanej zywicy fenolowo-formaldehydowej posiadaja podwyzszona udarnosc.Sposób wytwarzania modyfikowanej zywicy fenolowo-formaldehydowej wedlug wynalazku objasniaja ponizsze przklady.Przyklad I. Do fenolowo-formaldehydowej zywicy rezolowej, otrzymanej przez konden¬ sacje 1 mola fenolu z 1,7 mola formaldehydu, w srodowisku alkalicznym, której lepkosc wynosi 150 ± 10 sec. na kubku Forda 0,4 dodaje sie 14,1 g N-hydroksymetylenokaprolaktamu. Zywice z modyfikatorem ogrzewa sie podczas mieszania przez 80min. w temperaturze 333K±5K. Po ukonczonej modyfikacji, zywice zastosowano jako klej do drewna „na goraco". Stwierdzono nastepujace korzystne zmiany wlsnosci uzytkowych zywicy: Zywica niemo- Zywica dyfikowana modyfikowana zawartosc suchej masy 48,0% 63,0% zawartosc niezwiazanego fenolu 1,1% 0,5% zawartosc niezwiazanego CH20 1,0,5% 0,75% czas zelowania (w 323 K) 65s 86 s wytrzymalosc spoiny klejowej na scinanie 3,2 MPa 8,1 MPa Przykladu. Do 100 g fenolowo-formaldehydowej zywicy nowolakowej otrzymanej przez kondensacje fenolu z formaldehydem w srodowisku kwasnym, dodaje sie 5g N- hydroksymetylenokaprolaktamu. Zywice z modyfikatorem ogrzewacie podczas mieszania przez 75 min. w temperaturze 358 K. Zmodyfikowana zywice zastosowanojako skladnik lakieru spirytu¬ sowego. Nastepnie nalozono warstwe lakieru sporzadzonego z zywicy modyfikowanej i porówna-132 072 3 no wlasnosci tej warstwy z wlasnosciami warstwy lakieru sporzadzonego na bazie niemodyfikowa- nej zywicy nowolakowej. Otrzymano nastepujace wyniki: zawartosc wolnego fenolu liczba hydroksylowa pylosuchosc warstwy elastycznosc (przez zginanie) twardnosc przyczepnosc tlocznosc Przyklad III. Sporzadzono tloczywo Zywica nowolakowa modyfikowana zgodnie z przykladem II Maczka drzewna Urotropina Kaolin, czerwien zelazowa lub umbra Nigrozyna rozpuszczalna w alkoholu Tlenek wapnia lub magnezu Stearyna powloka lakierowa na bazie zywicy niemodyfikowanej 0,35% 156 35,0s 16,0 mm 0,55 3,0 0,5 cm powloka lakierowa na bazie zywicy modyfikowanej jw 0,30% 118 70,0 s 3,0 mm 0,8f 3,0 3,5 cm o nastepujacym skladzie: 42,8 cz. wag. 43,2 6,5 4,4 „ 1,5 „ 0,9 „ 0,7 „ Otrzymane tloczywo charakteryzuje sie podwyzszona wytrzymaloscia na sciskanie i zginanie.Tloczywo to nadaje sie do przetwórstwa metoda prasowania.Przyklad IV. Sporzadzono tloczywa o nastepujacym skladzie: Tloczywo I Zywica nowlakowa modyfikowana jak w przykladzie II Maczka drzewna Urotropina Kaolin Czerwien zelazowa Tlenek wapnia Stearyna Tloczywo II Zywica nowolakowa niemodyfikowana Maczka drzewna Urotropina Kaolin Czerwien zelazowa Tlenek wapnia Stearyna N-hydroksymetyleno- kaprolaktam cz. wa 50,2 29,0 7,5 5,0 4,4 2,2 1,7 2,8 Tloczywa I i II sporzadzono przez walcowanie wszystkich skladników. Otrzymane tloczywo zastosowano do przetwórstwa metoda wtrysku. Uzyskano produkt o zwiekszonej plynnosci.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób modyfikowania zywic fenolowo-formaldehydowych, znamienny tym, ze 100 cz. wag. zywicy fenolowo-formaldehydowej ogrzewa sie z N-hydroksymetylenokaprolaktamem w ilosci od 1 do 30 cz. wag. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 100 cz. wag. zywicy rezolowej ogrzewa sie z N-hydroksymetylenokaprolaktamem w ilosci od 1 do 20 czesci wag. korzystnie 15 czesci wag., w przeliczeniu na ilosc uzytego do kondensacji fenolu. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 100 cz. wag. zywicy nowolakowej ogrzewa sie z N-hydroksymetylenokaprolaktamem w ilosci od 2 do 30 cz. wag., korzystnie 5 cz. wag.4 132072 * 4. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze temperatura ogrzewania zywicy z N-hydroksymetylenokaprolaktamem wynosi od 313 do 393 K korzystnie 3^8 do 338 K. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, ze temperatura ogrzewania zywicy z N-hydroksymetylenokaprolaktamem wynosi, korzystnie od 5 do 10 K powyzej temperatury top¬ nienia zywicy. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, ze czas ogrzewania zywicy fenolowo- -formaldehydowej zN-hydroksymetylenokaprolaktamemwynosi od 10do 240min., korzystnie od 60 do 90 min. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, ze N-hydroksymetylenokaprolaktam dodaje sie do mieszaniny skladników zawierajacej zywice fenolowo-formaldehydowa.Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób modyfikowania zywic fenolowo-formaldehydowych, znamienny tym, ze 100 cz. wag. zywicy fenolowo-formaldehydowej ogrzewa sie z N-hydroksymetylenokaprolaktamem w ilosci od 1 do 30 cz. wag.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 100 cz. wag. zywicy rezolowej ogrzewa sie z N-hydroksymetylenokaprolaktamem w ilosci od 1 do 20 czesci wag. korzystnie 15 czesci wag., w przeliczeniu na ilosc uzytego do kondensacji fenolu.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 100 cz. wag. zywicy nowolakowej ogrzewa sie z N-hydroksymetylenokaprolaktamem w ilosci od 2 do 30 cz. wag., korzystnie 5 cz. wag.4 132072 *
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze temperatura ogrzewania zywicy z N-hydroksymetylenokaprolaktamem wynosi od 313 do 393 K korzystnie 3^8 do 338 K.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, ze temperatura ogrzewania zywicy z N-hydroksymetylenokaprolaktamem wynosi, korzystnie od 5 do 10 K powyzej temperatury top¬ nienia zywicy.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, ze czas ogrzewania zywicy fenolowo- -formaldehydowej zN-hydroksymetylenokaprolaktamemwynosi od 10do 240min., korzystnie od 60 do 90 min.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, ze N-hydroksymetylenokaprolaktam dodaje sie do mieszaniny skladników zawierajacej zywice fenolowo-formaldehydowa. Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 100 zl PL