PL212147B1 - Katalizator do wytwarzania tworzyw spienionych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest katalizator do tworzyw spienionych, pianek fenolowych, służących przede wszystkim do zamykania chodników i/lub scalania ścian w kopalniach węgla kamiennego.

Żywice fenolowe znalazły zastosowanie w górnictwie węglowym dzięki swoim unikalnym właściwościom; po utwardzeniu wykazują one wysoką ognioodporność i stabilność formy.

W publikacji nr WO 97/08230 opisano sposób otrzymywania spieniającej się kompozycji, w skład której wchodzi żywica fenolowo-formaldehydowa, typu rezolowego, środek spieniający, środek powierzchniowo czynny oraz składnik katalityczny. Żywicę otrzymuje się w wyniku kondensacji fenolu z formaldehydem w stosunku molowym 1:1 + 4,5.

Otrzymana żywica posiada od 4 do 8 cg/g wody i lepkość od 4000 do 40000 mPa · s. W charakterze środka spieniającego stosuje się nie zawierające halogenowców węglowodory C4-C7. Środkiem powierzchniowo czynnym jest mieszanina etoksylowanych alkilofenoli z kopolimerem blokowym tlenku etylenu i propylenu.

Składnik katalityczny jest mieszaniną kwasów toluenosulfonowego i ksylenosulfonowego, glikolu dietylenowego oraz rezorcyny.

Przy zastosowaniu tych składników otrzymuje się spienioną żywicę o gęstości w zakresie od 8,01 do 144,166 kg/m³.

W zgłoszeniu patentowym nr PL 312 356 opisano sposób wytwarzania pianki fenolowej przy użyciu heksafluorobutanu (HFB) w charakterze środka spieniającego. Żywicę bazową otrzymuje się w wyniku kondensacji związku fenolowego, korzystnie fenolu z aldehydem, korzystnie formaldehydem w stosunku molowym 1:1 + 2,5, w obecności katalizatora, takiego jak wodorotlenek metalu alkaliczne₂ go, na przykład wodorotlenku sodowego. Stosowana żywica posiada lepkość w zakresie 10-100 cm²/s (1000 do 10000 cSt). Utwardzacz stanowi dowolny kwasowy związek organiczny, na przykład kwas toluenosulfonowy lub kwasowy związek nieorganiczny, na przykład kwas mineralny.

Mankamentem przedstawionych sposobów wytwarzania pianek jest wymóg prowadzenia operacji spieniania w zamkniętej formie, w temperaturze od 70 do 75°C. W praktyce uniemożliwia to zastosowanie opisanych sposobów otrzymania pianek fenolowo-formaldehydowych w górnictwie. Stosowanie węglowodorów jako poroforu jest źródłem zanieczyszczeń środowiska naturalnego.

W zgłoszeniu patentowym nr PL 299 392 opisano sposób wytwarzania dwuskładnikowej mieszaniny złożonej ze składnika żywicowego zawierającego w charakterze środka spieniającego wodorowęglan sodowy oraz z katalizatora kwasowego zawierającego kwasy sulfonowe. Składnik żywicowy zawiera 60 + 80 cg/g żywicy rezolowej, 0 + 10 cg/g wody, 5 + 15 cg/g wodorowęglanu sodowego, 0,5 + 3,0 cg/g środka tiksotropowego i 0 + 10 cg/g substancji mineralnych, składnik katalityczny zawiera 40 + 60 cg/g, kwasu fenolosulfonowego, 10 + 20 cg/g kwasu toluenosulfonowego, 0 + 10 cg/g kwasu benzenosulfonowego, 0 + 10 cg/g kwasu ksylenosulfonowego, 10 + 25 cg/g kwasu siarkowego i 10 + 20 cg/g wody.

Mankamentem tego sposobu jest konieczność prowadzenia operacji spieniania w temperaturze około 20°C, niższa temperatura otoczenia wyraźnie zmniejsza krotność spienienia kompozycji.

Celem wynalazku było opracowanie katalizatora do spieniania i utwardzania żywicy fenolowej, do wytwarzania pianek fenolowych przydatnych do stosowania w górnictwie.

Okazało się, że dzięki doborowi odpowiednich składników katalizatora, możliwe jest otrzymanie pianek fenolowych przydatnych do stosowania w górnictwie.

Katalizator według wynalazku zawiera:

• kwas fenolosulfonowy - 50 + 70 cg/g, • kwas siarkowy - 10 + 30 cg/g, • kwas fosforowy H₃PO₄ - 1 + 10 cg/g, • woda - 15 + 25 cg/g, • alkohol wielowodorotlenowy - 0 + 10 cg/g.

P r z y k ł a d 1

Katalizator zawiera:

Kwas fenolosulfonowy* - 50 cg/g,

Kwas fosforowy - 10 cg/g

Kwas siarkowy - 15 cg/g,

Woda - 22 cg/g,

Glikol etylenowy - 3 cg/g.

PL 212 147 B1

P r z y k ł a d 2

Katalizator zawiera:

Kwas fenolosulfonowy* - 45 cg/g,

Kwas siarkowy - 30 cg/g,

Kwas fosforowy - 5 cg/g

Woda - 20 cg/g,

P r z y k ł a d 3 (p o r ó w n a w c z y)

Katalizator zawiera:

kwas fenolosulfonowy* - 40 cg/g, kwas siarkowy - 40 cg/g, woda - 10 cg/g, gliceryna - 10 cg/g, * Kwas fenolosulfonowy zawiera resztki nieprzereagowanego fenolu w ilości 0,5 3 cg/g.

Claims (1)

1. Katalizator do wytwarzania tworzyw spienionych, znamienny tym, że zawiera:

   • kwas fenolosulfonowy - 50 + 70 cg/g, • kwas siarkowy - 10 + 30 cg/g, • kwas fosforowy H₃PO₄ - 1 + 10 cg/g, • woda - 15 + 25 cg/g, • alkohol wielowodorotlenowy - 0 + 10 cg/g.