Opublikowano: 18.111.1968 55006 KI. 39 tf} S(06 MKP C 08 g UKD S\vb Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Józef Marzec, mgr inz. Wladyslaw Anczarski, Wanda Koszel Wlasciciel patentu: Zaklady Chemiczne „Gamrat", Jaslo (Polska) Sposób wytwarzania wodorozpuszczalnej zywicy impregnacyjnej Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia stabilnej, wodorozpuszczalnej, modyfikowanej rezolowej zywicy fenolowej. Zywica, w formie roz¬ cienczonego roztworu wodnego, przeznaczona jest do impregnacji wlóknistych materialów izolacyj¬ nych jak welony z wlókna szklanego, waty zuzlo¬ wej, waty bazaltowej i podobnych przed zawilze- niem, na drodze operacji suszenia a nastepnie utwardzania w temperaturze 120—200°C.Znane jest, ze do celów impregnacji stosowane sa rezolowe zywice fenolowe o róznym stopniu kondensacji, a wiec zywice nierozpuszczalne w wodzie a rozpuszczalne w rozpuszczalnikach orga¬ nicznych, zywice o niewielkim procencie zawar¬ tosci wody i alkoholu etylowego oraz zywice wo¬ dórozpuszczalne. Szczególne miejsce wsród zywic stosowanych do celów impregnacyjnych zajmuja zywice wodorozpuszczalne, w których zawartosc suchej substancji mozna ksztaltowac w dowolnych granicach dostosowanych do metod ich przerobu u uzytkowników oraz mozna prowadzic operacje suszenia i utwardzania tych zywic na podlozu izo¬ lacyjnym w podanych wyzej temperaturach w spo¬ sób zupelnie bezpieczny, w przeciwienstwie do zy¬ wic impregnacyjnych rozpuszczalnych w rozpusz¬ czalnikach organicznych czy tez zywic z pewna zawartoscia wody i alkoholu etylowego.Dotychczas znane i stosowane sposoby wytwa¬ rzania wodórozpuszczalnych zywic impregnacyj¬ nych polegaja na kondensacji fenolu z formalde- 25 30 2 hydem w srodowisku zasadowym w temperaturach 50—100°C przez okres 0,5—6 godzin, przy stosunku molowym fenolu do formaldehydu w granicach 1:1,2 — 3, bez uzycia srodków modyfikujacych.Otrzymywane znanymi dotychczas metodami wo¬ dorozpuszczalne rezolowe zywice fenolowe posia¬ daja szereg wad, które ograniczaja zakres ich sto¬ sowania. Do wad tych naleza: duza reaktywnosc w temperaturze otoczenia podczas magazynowania, która prowadzi do dalszej kondensacji i przeksztal¬ cenia zywicy w nierozpuszczalna w wodzie i duza kruchosc blony zywicznej po utwardzeniu na wlók¬ nach. Wady te uniemozliwiaja dluzsze skladowa¬ nie zywicy i ograniczaja zakres jej stosowania tyl¬ ko do impregnacji podloza nie narazonego na za¬ giecia, drgania czy wstrzasy. Równiez jest znany wedlug opisu patentowego czeskiego Nr 112927 sposób otrzymywania rezolow7ej zywicy fenolowej, w którym stosowane weglowodany czysta sacha¬ roza lub melasa stanowia równorzedny obok feno¬ lu surowiec ulegajacy razem z nim wspólkonden- sacji z formaldehydem w srodowisku silnie zasa¬ dowym. Uzyskana wedlug tego sposobu zywica sto¬ sowana jest jako lepiszcze lub tworzywo konstruk¬ cyjne w zastepstwie zywic czysto fenolowych. Fakt powyzszy jest potwierdzony iloscia zastosowanych surowców: fenolu i sacharozy; stosunek wagowy tych koponentów wynosi prawie 1:1. Zywica otrzy¬ mana w sposób podany w opisie patentowym czeskim Nr 112927 jest nierozpuszczalna w wodzie 55 06655 006 rezolowa zywica fenolowo-weglowodanowo-for- maldehydowa posiadajaca wlasnosci fizyko-che¬ miczne czystych rezolowych zywic fenolowo-for- maldehydowych nierozpuszczalnych w wodzie lecz rozpuszczalnych w rozpuszczalnikach organicznych, 5 posiada ich zalety i wady oraz analogiczny zakres zastosowania. Wlasnosci fizyko-chemiczne tej zy¬ wicy róznia sie w sposób zasadniczy od wlasnosci wodorozpuszczalnych rezolowych zywic fenolo¬ wych, których zalety i wady podano wyzej. 10 Stwierdzono, ze powyzszych wad nie ma wodo- rozpuszczalna rezolowa zywica fenolowa modyfi¬ kowana niewielka iloscia alkoholi wielowodoro- tlenowych, weglowodanów lub ich mieszanin wy¬ tworzona sposobem wedlug wynalazku, który po- 15 lega na dwustopniowej kondensacji, przy odmien¬ nym stosunku molowym dla kazdego stopnia, fe¬ nolu z formaldehydem. Pierwszy stopien konden¬ sacji prowadzi sie przy stosunku molowym fenolu do formaldehydu 1 :0,1 — 0,2, natomiast drugi sto- 20 pien przy stosunku 1 i 2,5 — 3,0 —, w obecnosci srodków modyfikujacych dodanych w pierwszym stopniu kondensacji w stosunku wagowym do fe¬ nolu jak 1 :45, w obecnosci co najwyzej 0,08 mola alkalicznego katalizatora na 1 mol fenolu. Kon- 25 densacje wstepna prowadzi sie korzystnie przez okres 15 do 30 minut w temperaturze 45 do 60°C, a kondensacje wlasciwa w ciagu 3—5 godzin w w temperaturze 65—70°C.Do reaktora dozuje sie roztwór formaliny w fe- 30 nolu i skladnik modyfikujacy np. gliceryne, pen- taerytret lub melase oraz roztwór stezonego wo¬ dorotlenku sodowego. Mase reakcyjna podgrzewa sie do temperatury 45—60°C i w tej temperaturze przeprowadza kondensacje wstepna przez okres 35 15—30 minut, po czym dozuje sie wolno reszte for¬ maliny z ograniczeniem wzrostu temperatury do 70°C, a nastepnie prowadzi sie wlasciwa konden¬ sacje w temperaturze 65—70°C przez okres 3—5 godzin. Po kondensacji, zywice schladza sie do 40 temperatury maksimum 30°C i dozuje don mala ilosc mocznika lub wody amoniakalnej celem zmniejszenia nadmiaru formaldehydu. Otrzymana w ten sposób zywica zawiera okolo 50°/o suchej substancji. Dla zywic o wyzszej zawartosci suchej 45 substancji konieczne jest oddestylowanie nadmia¬ ru wody pod próznia 0,8—0,9 kG/cm2 w tempera¬ turze okolo 50°C. •¦ Zywica otrzymana wedlug wynalazku posiada odpowiednia lepkosc,, jest stabilna, wodorozpusz- 50 czalna i nadaje sie do magazynowania w okresie minimum 8 miesiecy z zachowaniem swoich pier¬ wotnych wlasnosci fizyko-chemicznych. Zywica w czasie magazynowania nie traci wodorozpuszczal- nosci i przez dlugi okres czasu stosowana moze 55 byc do celów impregnacyjnych przed zawilzaniem nasyconego podloza. Utwardzona na podlozu zywi¬ ca jest odporna na zagiecia, wstrzasy i drgania.Róznica w ilosciach stosowanych weglowodanów wedlug opisu cytowanego patentu czeskiego i we- 60 dlug wynalazku daje w efekcie rózne wlasnosci fi¬ zyko-chemiczne zywicy. Weglowodany stosowane wedlug sposobu podanego w opisie patentowym czeskim Nr 112927 maja charakter podstawowego surowca, zastepuja drogi fenol. Natomiast alkoho- 65 le wielowodorotlenowe, weglowodany i ich mie¬ szaniny stosowane sposobem wedlug wynalazku sluza jedynie do modyfikowania wlasnosci zywicy w kierunku uzyskania pelnej wodorozpuszczalno- sci, zwiekszenia stabilnosci chemicznej i uodpor¬ nienia blony na podlozu: na zagiecia, wstrzasy i drgania.Przyklady wytwarzania wodorozpuszczalnej zy¬ wicy impregnacyjnej: Przyklad I. Do aparatu zaopatrzonego w mieszadlo, termometr i chlodnice zwrotna dozuje, sie mieszanke 450 czesci wagowych fenolu i 50 czesci wagowych 37°/o formaliny, 10 czesci wago¬ wych gliceryny, pentaerytrytu lub melasy lub ich mieszanine i 40 czesci wagowych 40% roztworu wodnego wodorotlenku sodowego, po czym calosc podgrzewa sie do temperatury 45—60°C i w tej temperaturze prowadzi sie kondensacje wstepna przez okres 30 minut, a nastepnie dozuje sie 950 czesci wagowych 37°/o formaliny przestrzegajac maksymalny wzrost temperatury do 65—70°C, w której prowadzi sie kondensacje wlasciwa przez okres 5 godzin.Po kondensacji zawartosc aparatu chlodzi sie do temperatury 30—20°C, dozuje don 50 czesci wago¬ wych mocznika lub 25% wody amoniakalnej celem zmniejszenia nadmiaru wolnego formaldehydu.Otrzymana zywica zawiera 50—52°/o suchej sub¬ stancji i posiada lepkosc 50 + 10 sekund wedlug kubka Forda Nr 2 i nieograniczenie rozpuszcza sie w wodzie.Przyklad II. Do aparatu jak w przykladzie I dozuje sie identyczne skladniki, prowadzi konden¬ sacje wstepna przez okres 15 minut, a wlasciwa przez okres 3 godzin po czym chlodnice przestawia sie na bieg destylacyjny i pod próznia 0,8—0,9 kG/cm2 w temperaturze ponizej 50°C oddestylowu- je sie 500 czesci wagowych wody, schladza nastep¬ nie zywice do temperatury 30—20°C i dozuje don 30 czesci wagowych mocznika lub 25°/o wody amo¬ niakalnej. Otrzymana zywica zawiera 70—73% su¬ chej substancji, posiada lepkosc 175 ± 25 sekund wedlug kubka Forda Nr 2 i nieograniczenie roz¬ puszcza sie w wodzie. PL