PL198670B1 - Sposób wytwarzania ciekłej żywicy rezolowej do produkcji materiałów ściernych - Google Patents

Sposób wytwarzania ciekłej żywicy rezolowej do produkcji materiałów ściernych

Info

Publication number
PL198670B1
PL198670B1 PL365485A PL36548504A PL198670B1 PL 198670 B1 PL198670 B1 PL 198670B1 PL 365485 A PL365485 A PL 365485A PL 36548504 A PL36548504 A PL 36548504A PL 198670 B1 PL198670 B1 PL 198670B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
resin
phenol
formaldehyde
catalyst
production
Prior art date
Application number
PL365485A
Other languages
English (en)
Other versions
PL365485A1 (pl
Inventor
Bronisław Kałędkowski
Marian Gryta
Edward Jasiński
Jan Uzar
Tomasz Podulka
Mariusz Szemień
Bolesław Łoziński
Grzegorz Czochara
Halina Goliszewska
Janina Piekło
Original Assignee
Inst Ci & Eogon & Zdot Kiej Sy
Zak & Lstrok Ady Tworzyw Sztuc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Ci & Eogon & Zdot Kiej Sy, Zak & Lstrok Ady Tworzyw Sztuc filed Critical Inst Ci & Eogon & Zdot Kiej Sy
Priority to PL365485A priority Critical patent/PL198670B1/pl
Publication of PL365485A1 publication Critical patent/PL365485A1/pl
Publication of PL198670B1 publication Critical patent/PL198670B1/pl

Links

Landscapes

  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Abstract

Sposób wytwarzania ciek lej zywicy rezolowej do produkcji materia lów sciernych, znamienny tym, ze kondensacj e fenolu z formaldehydem w obecno sci wodorotlenku barowego w roli katalizatora prowadzi si e przy stosunku molowym fenol : formaldehyd: wodorotlenek baru jak 1 :1,0 - 1,45 : 0,01 - 0,06 w temperaturze 50 - 100°C w czasie 30 - 600 minut a nast epnie neutralizuje si e 10 - 50% kwasem siarkowym lub siarczanem amonowym do uzyskania pH 5,0 - 8,0 po czym uzyskan a zywic e zat eza sie do uzyskania stezenia wody poni zej 10% wagowych, i modyfikuje si e aminosilanami. PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ciekłej żywicy rezolowej do produkcji materiałów ściernych.
Przy produkcji materiałów ściernych na bazie ciekłej żywicy rezolowej otrzymywanej w wyniku kondensacji fenolu z formaldehydem w obecności katalizatorów zasadowych, przeznaczonych do cięcia między innymi blach i rur w budownictwie, przemyśle maszynowym stosuje się różne środki wiążące.
Z publikacji literaturowych A. Knop, V.Śejb, Fenol'nyje smoły i materiały na ich osnowę, Moskva Chimija, 1983, 59-62 oraz A. Gardziela, L.A. Pilato, A. Knop, Phenolic Resins, Springer-Verlag, 1999, 323 - 325 wiadomo, że kompozycje do otrzymywania materiałów ściernych składają się z ziaren ściernych, napełniaczy i środków wiążących. Z kolei środki wiążące stanowią mieszaniny ciekłych rezoli i proszkowych (zmielonych) nowolaków z urotropiną. Ciekłe żywice rezolowe służą do zwilżania kompozycji składników. Nadają jej płynność i dużą stabilność właściwości w stanie nieutwardzonym. Zapewniają dobrą charakterystykę eksploatacyjną wyrobów ściernych, szczególnie wysoką wytrzymałość mechaniczną.
Stosowane rezole mogą być wysokoalkaliczne, niskoalkaliczne lub obojętne. Charakteryzują się małym stopniem kondensacji i wykazują duży rozrzut ciężarów cząsteczkowych, dużą zawartość wolnego fenolu oraz szczególnie wysoką zdolność absorpcji proszku (nowolaku) dając mieszaninę o wysokiej adhezji. Ich lepkość waha się w granicach 500 - 4000 mPas (20°C), a zawartość umownych części nielotnych w granicach 70 - 80 %.
Oprócz ciekłych żywic fenolowo-formaldehydowych stosuje się aldehyd i alkohol furfurylowy, krezole i olej antracenowy. Do syntezy ciekłych rezoli otrzymywanych z fenolu i formaldehydu w charakterze katalizatora stosuje się ług sodowy lub węglan sodowy. Przykładowa żywica mająca zneutralizowany katalizator posiada następujące właściwości:
zawartość umownych części nielotnych, % - 81
zawartość wolnego fenolu, % - 12
mieszalność z wodą - 10 : 4
lepkość w 20°C, mPas - 3500
W patencie niemieckim 2.575.789 opisano środek do wiązania ziaren ściernych z podłożem jedwabnym, papierowym lub z włóknami zwulkanizowanymi, składający się z:
rozpuszczalnego w wodzie, termoutwardzalnego prekondensatu otrzymanego z formaldehydu, fenolu lub melaminy lub mocznika, alkoholu poliwinylowego posiadającego liczbę estrową od 160 do 210 mg/g i lepkość 4% roztworu wodnego od 2,3 do 3,5 mPas.
Stosunek wagowy stosowanych komponentów wynosi od 1 :9 do 9:1. Wadą tego lepiszcza jest stosunkowo krótki czas magazynowania roboczej mieszanki składników ze względu na dużą tendencję do zasychania powierzchniowego mieszanki, co powoduje obniżenie wytrzymałości mechanicznej wyrobów ściernych. W sposobie opisanym w patencie EP 0 588 013 żywicę otrzymuje się w wyniku kondensacji fenolu z formaldehydem w stosunku molowym 1 : 1,5 do 1 : 2,5 w obecności alkalii (NaOH), których zawartość w roztworze reakcyjnym waha się w granicach 1,0 do 5,0 części wagowych. Mieszaninę reakcyjną modyfikuje się mocznikiem w ilości do 10% w przeliczeniu na zawartość umownych części nielotnych, następnie 50 - 100% katalizatora (alkalii) neutralizuje się kwasem salicylowym w temperaturze 50 - 60°C, w czasie 0,5 - 2 godz.
Częściowa, a nawet całkowita neutralizacja silnego, alkalicznego katalizatora kwasem salicylowym powoduje, iż niekorzystnie wpływa on na skrócenie procesu utwardzania żywicy rezolowej.
W publikacji Mechanik, 8-9, 395-396, 1981 opisano sposób otrzymywania żywicy rezolowej w wyniku kondensacji fenolu z formaldehydem w obecności trietyloaminy. Posiada ona następujące właściwości:
• lepkość (25°C) - 800-1500 mPas • zawartość umownych części nielotnych, % - 73-80 • czas żelowania (121°C), min - 25-35 • pH - 7,5-8,5
Zastosowanie trietyloaminy w procesie wytwarzania żywicy jest niewskazane, ponieważ w trakcie produkcji (utwardzania) wyrobów ściernych przechodzi do środowiska naturalnego trujący, lotny katalizator.
PL 198 670 B1
Celem wynalazku było opracowanie żywicy, która zastosowana w roli środka wiążącego w kompozycji do otrzymywania materiałów ściernych nie posiadała wymienionych wyżej wad.
Nieoczekiwanie okazało się, że przy doborze odpowiedniego kwasu i odpowiednich warunków neutralizacji katalizatora kondensacji fenolu z formaldehydem możliwe jest stosowanie w roli katalizatora wodorotlenku barowego. Wiadomo, że neutralizacja katalizatora kwasami średniej lub małej mocy prowadzi do obniżenia własności mechanicznych wyrobów, a neutralizacja przy użyciu kwasu siarkowego prowadzi do wytrącenia się nierozpuszczalnego osadu siarczanu barowego. Tymczasem okazało się, że w trakcie zatężania żywicy, rozpuszczalność siarczanu barowego wzrasta, a żywica zawierająca poniżej 10% wody jest produktem jednorodnym, pozbawionym osadu. Fakt rozpuszczalności siarczanu barowego w żywicy fenolowej nie jest odnotowany w literaturze.
Żywica otrzymana sposobem według wynalazku nie posiada wad dotychczas stosowanych środków wiążących stosowanych w kompozycjach do otrzymywania materiałów ściernych, a wyroby ścierne, w których w roli środka wiążącego zastosowano żywicę według wynalazku posiadają doskonałe własności eksploatacyjne.
Sposób według wynalazku polega na tym, że kondensację fenolu z formaldehydem w obecności wodorotlenku barowego w roli katalizatora prowadzi się przy stosunku molowym fenol: formaldehyd: wodorotlenek baru jak 1:1,0 -1,45 : 0,01 - 0,06 w temperaturze 50 - 100°C w czasie 30 - 600 minut a następnie neutralizuje się 10 - 50% kwasem siarkowym lub siarczanem amonowym do uzyskania pH 5,0 - 8,0, po czym uzyskaną żywicę zatęża się do uzyskania stężenia wody poniżej 10% wagowych, i modyfikuje się aminosilanami.
Zastosowanie kwasu siarkowego lub siarczanu amonowego pozwala na skuteczne zneutralizowanie wodorotlenku barowego; całkowicie zahamowane zostaje oddziaływanie katalizatora w procesie utwardzania żywicy fenolowej, w przypadku stosowania jej do produkcji materiałów ściernych.
P r z y k ł a d 1
Do reaktora wprowadza się fenol, formalinę i wodorotlenek barowy w stosunku molowym 1 : 1,4 : 0,04. Reakcję kondensacji prowadzi się w temperaturze 80°C przez 150 minut. Następnie zneutralizuje się katalizator kwasem siarkowym o stężeniu 25% do pH = 6,5 w temperaturze 10 - 80°C. Otrzymaną żywicę zatęża się pod zmniejszonym ciśnieniem do uzyskania zawartości wody poniżej 10% wagowych, następnie w temperaturze 20°C dodaje się środek sprzęgający 3-aminopropylotrietoksysilan (Aminosilan A - 1100) w ilości 0,5% w stosunku do żywicy i miesza się przez 10 minut.
Dla porównania, po zakończeniu procesu kondensacji fenolu z formaldehydem katalizator-wodorotlenek barowy - neutralizowano także innymi kwasami ( salicylowym, szczawiowym oraz mieszaniną gliceryny i kwasu borowego) i badano właściwości otrzymanych żywic. Wyniki przedstawia tabeli.
T a b e l a
Zmiany wybranych właściwości żywicy w zależności od użytego kwasu do neutralizacji katalizatora - wodorotlenku barowego.
Lp. Kwas Właściwości żywicy
Zawartość umownych części nielotnych, % lepkość, mPas pH zawartość wody, % czas żelowania, (121°C, 0,5ml) sekundy
1 salicylowy 78,6 1390 6,5 8,1 741
2 szczawiowy 75,3 820 6,3 9,5 1742
3 G + B* 75,6 1320 6,7 9,3 1642
4 siarkowy 79,0 1105 6,4 4,9 1983
*gliceryna: kwas borowy = 80 : 20 części wagowych
Najodpowiedniejszym kwasem do neutralizacji katalizatora okazuje się kwas siarkowy. Zgodnie z oczekiwaniem mieszanina reakcyjna po neutralizacji kwasem siarkowym zawiera osad (wytrącony BaSO4), ale w trakcie zatężania żywicy (zmniejszania się zawartości wody) siarczan barowy ulega rozpuszczeniu w polimerze fenolowo-formaldehydowym.
Kwas salicylowy do neutralizacji katalizatora zastosowano między innymi dlatego, że salicylan barowy jest związkiem rozpuszczalnym w wodzie. Otrzymano żywicę jednorodną charakteryzującą się bardzo krótkim czasem żelowania. Przeprowadzone badania aplikacyjne wykazały, że wytrzymałości
PL 198 670 B1 mechaniczne wyrobów ściernych z zastosowaniem tej żywicy osiągnęły zaledwie około 50% wymaganych wartości.
Zastosowanie kompleksu G+B spowodowało, że powstała rozpuszczalna sól umożliwiła otrzymanie jednorodnej żywicy jednakże wytworzone wyroby ścierne charakteryzowały się wytrzymałością mechaniczną niższą o 10 -15 % w stosunku do założonych wymagań. Do neutralizacji katalizatora stosowano także kwasy: benzenosulfonowy, fenolosulfonowy, p-toluenosulfonowy i naftenosulfonowy. W każdym przypadku pod koniec operacji zatężania następowało silne pienienie żywicy, uniemożliwiające jej zakończenie. Natomiast w przypadku zastosowania kwasu mrówkowego żywica zżelowała już na etapie jej zatężania (mrówczan baru jest rozpuszczalny w wodzie).
P r z y k ł a d 2
Do reaktora wprowadza się fenol, formalinę i wodorotlenek barowy w stosunku molowym 1:1,1: 0,032. Reakcję kondensacji prowadzi się w temperaturze 90°C przez 85 minut. Następnie zneutralizuje się katalizator 20% kwasem siarkowym do pH = 5,5. Żywicę zatęża się pod ciśnieniem 5 - 60 mm Hg do osiągnięcia zawartości wody poniżej 10% wagowych powyżej. W temperaturze 20 - 30°C dodaje się środek sprzęgający Aminosilan A -1 100 w ilości 0,5% w stosunku do żywicy i miesza się przez 60 minut. Żywica posiada następujące właściwości:
zawartość umownych części nielotnych, % - 81,5
lepkość, mPa^s - 1250
zawartość wody, % - 6,2
czas żelowania (121°C, 0,5ml), 3500
Otrzymaną żywicę zastosowano do sporządzenia wyrobów ściernych, przecinaków, które posiadały wymagane właściwości użytkowe.

Claims (1)

  1. Sposób wytwarzania ciekłej żywicy rezolowej do produkcji materiałów ściernych, znamienny tym, że kondensację fenolu z formaldehydem w obecności wodorotlenku barowego w roli katalizatora prowadzi się przy stosunku molowym fenol: formaldehyd: wodorotlenek baru jak 1 :1,0 - 1,45 : 0,01 - 0,06 w temperaturze 50 - 100°C w czasie 30 - 600 minut a następnie neutralizuje się 10 - 50% kwasem siarkowym lub siarczanem amonowym do uzyskania pH 5,0 - 8,0 po czym uzyskaną żywicę zatęża się do uzyskania stężenia wody poniżej 10% wagowych, i modyfikuje się aminosilanami.
PL365485A 2004-02-21 2004-02-21 Sposób wytwarzania ciekłej żywicy rezolowej do produkcji materiałów ściernych PL198670B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL365485A PL198670B1 (pl) 2004-02-21 2004-02-21 Sposób wytwarzania ciekłej żywicy rezolowej do produkcji materiałów ściernych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL365485A PL198670B1 (pl) 2004-02-21 2004-02-21 Sposób wytwarzania ciekłej żywicy rezolowej do produkcji materiałów ściernych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL365485A1 PL365485A1 (pl) 2005-08-22
PL198670B1 true PL198670B1 (pl) 2008-07-31

Family

ID=36241701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL365485A PL198670B1 (pl) 2004-02-21 2004-02-21 Sposób wytwarzania ciekłej żywicy rezolowej do produkcji materiałów ściernych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL198670B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL365485A1 (pl) 2005-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1874866B1 (en) Stable aqueous dispersions of hydrophilic phenolic resins having low xylenol and bisphenol-a content
EP1084167B1 (en) Stabilized aqueous phenolic binder for mineral wool and production of mineral wool products
US3966670A (en) Friction particle for brake lining
CA2108176A1 (en) Improved lignin-based wood adhesives
CA2012052C (en) Phenolic resin compositions
Pizzi Synthetic adhesives for wood panels: chemistry and Technology–a critical review
Pizzi Synthetic adhesives for wood panels: chemistry and technology
CA2609551A1 (en) Stable phenolic resin polymer dispersions having low free aldehyde content
US3658751A (en) Friction particle for brake lining
PL198670B1 (pl) Sposób wytwarzania ciekłej żywicy rezolowej do produkcji materiałów ściernych
JP2001253924A (ja) フェノール樹脂組成物
CA2240692C (en) Reactive diluents for acid curable phenolic compositions
JPH11172220A (ja) 木質系ボード用接着剤組成物
JPH11131039A (ja) 木材用接着剤
EP1091989B1 (en) Stabilized aqueous phenolic binder for mineral wool and production of mineral wool products
JP2001253932A (ja) フェノール樹脂組成物
JP7351439B1 (ja) 湿式摩擦材用接着剤組成物および湿式摩擦板
JPH11131038A (ja) 木材用接着剤の製造方法
WO1997049513A1 (fr) Composition d'additif d'agglomeration servant a fabriquer un moule auto-durcissant
PL218510B1 (pl) Sposób otrzymywania żywicy rezolowej do materiałów ściernych
JP3809249B2 (ja) ホルムアルデヒド吸収剤
JP2023153489A (ja) 湿式摩擦材用接着剤組成物および湿式摩擦板
WO2023195481A1 (ja) 湿式摩擦材用接着剤組成物および湿式摩擦板
JPH11140413A (ja) 木材用接着剤
JP2005206741A (ja) 成形用樹脂組成物、これを含有する成形材料