PL210376B1

PL210376B1 - Sposób otrzymywania żywicy rezolowej

Info

Publication number: PL210376B1
Application number: PL381159A
Authority: PL
Inventors: Edward Jasiński; Bronisław Kałędkowski; Marian Gryta; Mariusz Szemień; Grażyna Bieniek
Original assignee: Inst Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia; Zakłady Tworzyw Sztucznych Erg W Pustkowie Społka Akcyjna
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2012-01-31
Also published as: PL381159A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób syntezy modyfikowanej żywicy rezolowej w procesie polikondensacji fenolu z formaldehydem a następnie z mocznikiem, stosowanej do produkcji tworzyw warstwowych.

W opisie zgł oszenia patentowego P - 350664 przedstawiono sposób wytwarzania modyfikowanej żywicy fenolowo-formaldehydowej do tworzyw warstwowych (elektroizolacyjnych, konstrukcyjnych i dekoracyjnych) przy użyciu modyfikowanej ż ywicy fenolowo-formaldehydowej. Kondensację fenolu z formaldehydem prowadzi się w obecnoś ci wodorotlenku amonowego przy stosunku molowym fenol:

formaldehyd ; NH₄OH wynoszącym 1:1: 1,3:0,01: 0,05 w temperaturze powyżej 363 K, w czasie poniżej 100 minut. Następnie prowadzi się zatężanie otrzymanej żywicy pod zmniejszonym ciśnieniem w temperaturze poniżej 338 K i dodaje w roli rozpuszczalnika alkohol lub alkohole C1-C3 i/lub ich oksiranowe pochodne oraz niejonowy środek powierzchniowo czynny - kopolimer w ilości 1-1500 ppm zawierający polidimetylosiloksanową grupę oraz polioksyetylenowaną i/lub polioksypropylenowaną grupę hydrofilową, miesza się i ochładza do temperatury poniżej 298 K. Żywica ta posiada stosunkowo dużą zawartość wolnego fenolu > 10 cg/g co pociąga za sobą konieczność stosowania szczególnych środków ostrożności/trakcie aplikacji oraz transportu. Koszty wytwarzania żywicy są wysokie.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu otrzymywania żywicy o obniżonej zawartości wolnego fenolu, poniżej 10 cg/g, o niższych kosztach wytwarzania, spełniającej funkcję odpowiedniego środka wiążącego do produkcji tworzyw warstwowych.

Istota sposobu otrzymywania żywicy rezolowej w procesie polikondensacji fenolu z formaldehydem a następnie z mocznikiem polega na tym, że w pierwszym etapie prowadzi się kondensację fenolu z formaldehydem w obecności wodorotlenków metali alkalicznych w stosunku molowym 1:1,4: 1,8: 0,005: 0,200 w temperaturze 55: 75°C w czasie 30: 120 minut, w drugim etapie dodaje się wodorotlenek amonu i/lub węglan amonu w ilości 0,05:0,20 mola/l mol fenolu i kontynuuje reakcje w temperaturze 65: 100°C w czasie 60-300 minut, w trzecim etapie prowadzi się reakcje z mocznikiem w temperaturze do 70°C, przy stosunku molowym mocznik : fenolu w granicach 0,05: 0,50 przez minimum 30 minut, następnie dodaje się alkohol C1: C4 lub ich mieszaninę oraz środek powierzchniowo czynny.

P r z y k ł a d 1

W pierwszym etapie do reaktora o pojemności 1 dm³ wyposażonego w mieszadło mechaniczne i chłodnicę zwrotną wprowadza się 168,2 g formaliny o stężeniu 50,0 cg/g, 188,2 g fenolu i 4,0 g wodorotlenku sodowego. Kondensację prowadzi się w temperaturze 58 ± 2°C przez 115 minut.

W drugim etapie do reaktora dodaje się roztwór wodny węglanu amonowego o stężeniu 30,0 cg/g w ilości 36,0 g, i dalej prowadzi się polikondensację w temperaturze 83±2°C przez 215 minut.

W trzecim etapie obniża się temperaturę mieszaniny reakcyjnej do 68°C i dodaje się 54 g mocznika. Reakcję prowadzi się przez 39 minut, w tym czasie temperatura obniżyła się do 38°C. Potem dodaje się 5 g równowagowej mieszaniny metanol - izopropanol. Otrzymaną żywicę zmodyfikuje się środkiem powierzchniowo czynnym surfaktantem - SR-321 firmy OSI Specjalties - kopolimerem zawierającym polidimetylosiloksanową grupę hydrofobową oraz poliksyetylenową grupę hydrofilową, w ilości 0,02 g.

Otrzymana żywica posiadała następujące właściwości:

• zawartość części nielotnych (135 °C,1 h, 3g),cg/g - 64,2 • zawartość wolnego fenolu, cg/g - 8,3 • zawartość wolnego formaldehydu, cg/g - 0,7 • czas wypływu (kubek Forda numer 4,20°C), s - 38,1 • czas żelowania (150°C), s - 181

Żywica zastosowana do produkcji laminatów całkowicie przesyca papier oraz wykazuje brak adhezji do blachy prasy.

P r z y k ł a d 2

W pierwszym etapie do reaktora o pojemności 10 dm³ wyposażonego w mieszadło mechaniczne i chłodnicę zwrotną wprowadza się 3423 g formaliny o stężeniu 46,0 cg/g, 2823 g fenolu i 450 g ługu sodowego o stężeniu 50,0 cg/g. Kondensację prowadzi się w temperaturze 68±2°C przez 38 minut. W drugim etapie do reaktora dodaje się roztwór wodny wodorotlenku amonowego o stężeniu 25,0 cg/g w ilości 350 g, podwyższa się temperaturę do 80±2°C i kontynuuje się reakcje przez 215 minut.

PL 210 376 B1

W trzecim etapie obniża się temperaturę mieszaniny reakcyjnej do 66°C i dodaje się 720 g mocznika. Reakcję prowadzi się przez 45 minut; w tym czasie temperatura obniża się do 35°C. Potem dodaje się 105 g równowagowej mieszaninę metanol - etanol. Otrzymaną żywicę modyfikuje się środkiem powierzchniowo czynnym, surfaktantem SR-321, stosowanym w ilości 6 g.

Otrzymana żywica posiada następujące właściwości:

• zawartość części nielotnych (135°C,1 h, 3g), cg/g - 62,5 • zawartość wolnego fenolu, cg/g - 6,5 • zawartość wolnego formaldehydu, cg/g - 1,8 • czas wypływu (kubek Forda numer 4, 20°C), s - 24,8 • czas żelowania (150°C),s - 205

P r z y k ł a d 3

W pierwszym etapie do reaktora o pojemności 1 dm³ wyposaż onego w mieszadł o mechaniczne i chłodnicę zwrotną wprowadza się 180,2 g formaliny o stężeniu 50,0 cg/g, 188,2 g fenolu i 19,2 g ługu sodowego o stężeniu 50,0 cg/g. Kondensację prowadzi się w temperaturze 58 ± 2°C przez 115 minut. W drugim etapie do reaktora dodaje się 72,0 g roztworu wodnego węglanu amonowego o stężeniu 30,0 cg/g, podwyższa się temperaturę do 80 ± 2°C i kontynuuje się reakcje przez 215 minut.

W trzecim etapie obniż a się temperaturę mieszaniny reakcyjnej do 70°C i dodaje się 18,0 g mocznika. Reakcję prowadzi się przez 30 minut, w tym czasie temperatura obniża się do 38°C. Potem dodaje się 5 g równowagowej mieszaniny metanol - izopropanol. Otrzymaną żywicę zmodyfikowano środkiem powierzchniowo czynnym, surfaktantem SR - 321 w ilości 0,024 g.

otrzymana żywica posiadała następujące właściwości:

• zawartość części nielotnych (135°C,1 h, 3g), cg/g 63,2 • zawartość wolnego fenolu, cg/g 7,8 • zawartość wolnego formaldehydu, cg/g 1,35 • czas wypł ywu (kubek Forda numer 4, 20°C), s 29 • czas żelowania (150°C), s 231

P r z y k ł a d 4 (porównawczy)

Do reaktora o pojemności 1 dm³ zaopatrzonego w mieszadło, termometr i chłodnicę wprowadza się 240 g roztopionego fenolu; 217,6 g formaliny o stężeniu 45 cg/g i 24,9 g wody amoniakalnej o stężeniu 25 cg/g. Całość umieszcza się w termostatowanej łaźni, wypełnionej glikolem i miesza w temperaturze 65°C przez 5 minut, po czym zawartość reaktora ogrzewa się do wrzenia i utrzymując w tej temperaturze miesza się 45 minut. Następnie temperaturę obniża się do 90°C, podłącza próżnię i rozpoczyna zatężanie żywicy. Operację tę prowadzi się w temperaturze poniżej 60°C; oddestylowuje się około 123 cm³ lotnych składników. Następnie kontynuuje się chłodzenie i w temperaturze 40°C wprowadza się 126 cm³ etanolu oraz 0,21 g surfaktanta - SR-321 firmy OSI Specjalties - kopolimeru zawierającego polidimetylosiloksanową grupę hydrofobową oraz poliksyetylenową grupę hydrofilową. Po 10 minutach mieszania zawartości reaktora otrzymuje się produkt o następujących właściwościach:

• czas wypływu oznaczona kubkiem Forda numer 4 w 20°C, s - 21 • zawartość części nielotnych(135°C,1 h, 2g),cg/g - 60,1 • zawartość wolnego fenolu, cg/g - 12

Wytworzenie tej żywicy jest droższe, z uwagi na konieczność stosowania większej ilości drogiego fenolu. A żywica w warunkach aplikacji jest bardziej toksyczna, z uwagi na większą zawartość wolnego fenolu.

Claims

Sposób otrzymywania żywicy rezolowej w procesie polikondensacji fenolu z formaldehydem a następnie z mocznikiem, znamienny tym, że w pierwszym etapie prowadzi się kondensację fenolu z formaldehydem w obecności wodorotlenków metali alkalicznych w stosunku molowym

PL 210 376 B1

1:1,4+1,8: 0,005+0,200 w temperaturze 55+75°C w czasie 30+120 minut, w drugim etapie dodaje się wodorotlenek amonu i/lub węglan amonu w ilości 0,05+0,20 mola/l mol fenolu i kontynuuje reakcje w temperaturze 65+100°C w czasie 60+300 minut, w trzecim etapie prowadzi się reakcje z mocznikiem w temperaturze do 70°C, przy stosunku molowym mocznik : fenolu w granicach 0,05+0,50 przez minimum 30 minut, następnie dodaje się alkohol C1+C4 lub ich mieszaninę oraz środek powierzchniowo czynny.