PL217011B1 - Sposób otrzymywania modyfikowanej żywicy rezolowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania modyfikowanej żywicy rezolowej w procesie polikondensacji fenolu z formaldehydem realizowanym w obecności katalizatorów zasadowych, a następnie rozcieńczenie otrzymanej żywicy alkoholami C₁ + C₄ lub ich mieszaniną oraz modyfikacja środkami powierzchniowo czynnymi. Żywica znajduje zastosowanie do produkcji tworzyw warstwowych.

W opisie patentowym PL 194 524 przedstawiono sposób wytwarzania modyfikowanej żywicy fenolowo-formaldehydowej do tworzyw warstwowych (elektroizolacyjnych, konstrukcyjnych i dekoracyjnych) przy użyciu modyfikowanej żywicy fenolowo-formaldehydowej. Kondensację fenolu z formaldehydem prowadzi się w obecności 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, po czym miesza się i ochładza do temperatury poniżej 298 K.

Okazało się, że mankamentem są stosunkowo wysokie koszty wytwarzania laminatów warstwowych przy użyciu tych żywic. Wyroby te, o wymaganych właściwościach użytkowych, zawierają 50+55% wagowych części żywicznych.

Celem wynalazku było opracowanie modyfikowanej żywicy rezolowej umożliwiających wytwarzanie laminatów warstwowych o zmniejszonej zawartości części żywicznych do 40 + 45% wagowych, przy zachowaniu wymaganych właściwości użytkowych.

Nieoczekiwanie okazało się, że zastosowanie żywic rezolowych o zwiększonej średniej masie cząsteczkowej i modyfikowanych benzylofenolem umożliwia wytwarzanie laminatów warstwowych o wymaganych właściwościach użytkowych, zawierających obniżoną o około 15 cg/g zawartość części żywicznych. Zwiększony ciężar cząsteczkowy żywic spowodował zmniejszenie zawartości części żywicznych wewnątrz nośników papierowych, natomiast zawartości części żywicznych na ich powierzchniach pozostały odpowiednie. Nośniki papierowe pokryte niemodyfikowanymi żywicami o zwiększonej średniej masie cząsteczkowej były kruche, ich powierzchnie były niejednorodne, chropowate, posiadały miejsca o zróżnicowanej zawartości części żywicznych. Dopiero modyfikacja żywic rezolowych benzylofenolem pozwoliła na eliminację tych trudności.

Istota sposobu wytwarzania modyfikowanej żywicy rezolowej w procesie polikondensacji fenolu z formaldehydem realizowanym w obecności katalizatorów zasadowych, rozcieńczenie otrzymanej żywicy alkoholami C1 + C4 lub ich mieszaniną oraz modyfikację środkami powierzchniowo czynnymi polega na tym, że prowadzi się kondensację fenolu i benzylofenolu z formaldehydem w obecności wodorotlenków metali alkalicznych i/lub amoniaku przy stosunku molowym fenol: formaldehyd : katalizator wynoszącym 1 : 1,0 + 1,35 : 0,005 + 0,15, przy czym ilość benzylofenolu wynosi 0,1 + 5 części wagowych na 100 części wagowe fenolu, w temperaturze 55 + 100°C, w czasie pozwalającym na uzyskanie czasu żelowania w zakresie 200 + 350 s, a następnie żywicę rozcieńcza się glikolami o wzorze HO(CH2CH2)nOH, gdzie n = 1-5-2 i/lub alkoholami C1 + C4 lub ich mieszaninami i modyfikuje się środkami powierzchniowo-czynnymi.

P r z y k ł a d 1 ₃

Do reaktora o pojemności 1250 dm³ wprowadza się 480 kg fenolu, 435,2 kg formaliny o stężeniu 45 cg/g i 16,6 kg wody amoniakalnej o stężeniu 25 cg/g NH3 oraz 12,75 kg benzylofenolu. Proces prowadzi się w temperaturze 95 + 100°C przez 95 minut. Potem obniża się temperaturę i rozpoczyna się operację zatężania żywicy, którą prowadzi się w temperaturze 45 + 50°C.

3 3

Odbiera się około 240 dm³ destylatu. Następnie wprowadza się 60 dm³ metanolu, 60 dm³ glikolu etylenowego oraz 0,42 kg surfaktanta o nazwie fabrycznej SR - 321 (kopolimer zawierający polidimetylosiloksanową grupę hydrofobową). Otrzymana żywica posiada następujące właściwości:

• zawartość części nielotnych (135°C, 1 h, 3 g), cg/g - 63,1 • zawartość wolnego fenolu, cg/g - 10,5 • zawartość wolnego formaldehydu, cg/g - 0,25 • lepkość (20°C), s - 165 • czas żelowania (150°C), s - 268 • średnia masa cząsteczkowa Mn - 4900.

PL 217 011 B1

P r z y k ł a d 2. (porównawczy)

Syntezę żywicy prowadzi się jak w przykładzie 1, lecz bez udziału benzylofenolu. Wytworzona żywica posiada następujące właściwości:

• zawartość części nielotnych (135°C, 1 h, 3g), cg/g - 62,5 • zawartość wolnego fenolu, cg/g - 10,9 • zawartość wolnego formaldehydu, cg/g - 0,20 • lepkość (20°C), s - 160 • czas żelowania (150°C), s - 273 • Mn - 4800

Przeprowadzono próby wytwarzania papierów powleczonych zżelowanymi żywicami z przykładów 1 i 2, służącymi do wytwarzania laminatów. Papiery wyprodukowane z zastosowaniem żywicy rezolowej modyfikowanej benzylofenolem w sposób przedstawiony w przykładzie 1 charakteryzują się zawartością części żywicznych 42% wagowych. Powierzchnia powleczonych papierów jest jednorodna, gładka, pozbawiona skaz, o odpowiedniej elastyczności. Papiery wyprodukowane z zastosowaniem żywic otrzymanych w przykładzie 2 zawierały 42% wagowych części żywicznych. Na ich powierzchniach występowały jednak liczne miejsca zawierające mniejszą zawartość żywicy oraz były zbyt kruche.

Dla porównania zaimpregnowane papiery posiadające właściwości zgodne z wymaganiami, wytworzone przy użyciu żywic zsyntezowanych zgodnie z polskim patentem 194 524 zawierały 54% wagowych części żywicznych.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania modyfikowanej żywicy rezolowej w procesie polikondensacji fenolu z formaldehydem realizowanym w obecności katalizatorów zasadowych, rozcieńczenie otrzymanej żywicy alkoholami C- :C₄ lub ich mieszaniną oraz modyfikację środkami powierzchniowo czynnymi, znamienny tym, że prowadzi się kondensację fenolu i benzylofenolu z formaldehydem w obecności wodorotlenków metali alkalicznych i/lub amoniaku przy stosunku molowym fenol : formaldehyd : katalizator wynoszącym 1 : 1,0 : 1,35 : 0,005 : 0,15, przy czym ilość benzylofenolu wynosi 0,1 : 5 części wagowych na 100 części wagowe fenolu, w temperaturze 55 : 100°C, w czasie pozwalającym na uzyskanie czasu żelowania w zakresie 200 : 350 s, a następnie żywicę rozcieńcza się glikolami o wzorze HO(CH2CH2)nOH, gdzie n = 1 : 2 i/lub alkoholami C1: C4 lub ich mieszaninami i modyfikuje się środkami powierzchniowo czynnymi.