PL71002B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Nauchno-lssledovatelsky Institut Plasticheskich Mass, Moskwa (Zwiazek Socjalistycznych Republik Radzieckich) Sposób wytwarzania zywic aryleno-fenolowo-formaldehydowych nadajacych sie do wytwarzania tloczyw Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania zywic aryleno-fenolowo-formaldehydowych nadajacych sie do wytwarzania tloczyw. Zywice aryleno-fenolowo-formaldehydowe zalicza sie do grupy zywic termoreaktyw- nych, które moga byc utwardzane, przechodzac w trójwymiarowe nietopliwe, nierozpuszczalne substancje.Znane sa sposoby wytwarzania zywic aryleno-fenolowo-formaldehydowych. Sposoby te przedstawione sa w swiadectwach autorskich ZSRR nr 166 487, nr 178 100 i nr 183 381 oraz opisach patentowych: francuskim nr 1298265, RFN nr 1024367 oraz japonskich nr 2191/62 i 3137/62.Znane sposoby skladaja sie z dwóch etapów, a mianowicie: syntezy pólproduktów, która przeprowadza sie za pomoca kondensacji weglowodorów aromatycznych z formaldehydem w silnie kwasnych srodowiskach (stezenie kwasu siarkowego 25-45%) i nastepnej syntezy zywic aryleno-fenolowo-formaldehydowych, polegaja¬ cej na kondensacji odmytych neutralizowanych pólproduktów z fenolem i dodatkowa iloscia formaldehydu.Znany jest takze sposób otrzymywania zywic aryleno-fenolowo-formaldehydowych za pomoca kondensacji mieszanej zdolnych do reakcji weglowodorów aromatycznych z fenolem i formaldehydem. Proces przeprowadza sie w obecnosci kwasu siarkowego lub solnego, których stezenie przy koncu reakcji powinno wynosic niemniej niz 15-20%.Powyzsze sposoby wykazuja jednak szereg wad, takich jak koniecznosc stosowania ogromnych ilosci odpadkowego kwasu siarkowego, koniecznosc odmycia i neutralizacji pólproduktów, a takze koniecznosc zastosowania specjalnych urzadzen oraz polaczen kwasoodpornych dla dwuetapowego i dla jednoetapowego sposobu, a ponadto niemozliwosc zastosowania weglowodorów wielopierscieniowych o wysokiej temperaturze topnienia wstanie czystym. Takie weglowodory zwykle stosuje sie w postaci roztworów w plynnych weglowo¬ dorach aromatycznych.Celem niniejszego wynalazku jest usuniecie wyzej wymienionych wad i opracowanie nowych warunków technologicznych dla przeprowadzenia sposobu otrzymywania zywic aryleno-fenolowo-formaldehydowych, polegajacego na pol i kondensacji weglowodorów aromatycznych z fenolem i formaldehydem w obecnosci kwasne¬ go katalizatora.Wedlug wynalazku, postawione zadanie wykonano w ten sposób, ze jako weglowodory aromatyczne • stosuje sie eutektyczne lub naturalne polieutektyczne mieszaniny wymienionych weglowodorów.2 71 002 Zdolnosc reakcyjna wymienionych mieszanin zblizona jest do zdolnosci reakcyjnej fenolu, jak wskazuje badanie poczatkowych szybkosci oddzialywania tych mieszanin z formaldehydem.Bliskosc szybkosci reakcji eutektycznych i naturalnych polieutektycznych mieszanin weglowodorów i fenolu z formaldehydem pozwala przeprowadzic proces jednoetapowo z pominieciem etapu wydzielenia pólproduktu.Oprócz tego, sposób wedlug wynalazku pozwala znacznie zmniejszyc zuzycie kwasnego katalizatora, a takze stosowac wysokotopliwe aromatyczne weglowodory i mieszaniny przemyslowe aromatycznych weglo¬ wodorów (naturalne polieutektyczne mieszaniny), które dotychczas nie maja zastosowania.Poniewaz temperatura topnienia mieszanin eutektycznych jest znacznie nizsza niz temperatura topnienia indywidualnych weglowodorów aromatycznych, sposób otrzymywania zywic aryleno-fenolowo-formaldehydo- wych, wedlug wynalazku, pozwala praktycznie stosowac dowolne weglowodory aromatyczne.Jako mieszaniny eutektyczne mozna stosowac, na przyklad, mieszaniny benzofenantrenu i fluorantrenu, benzofenantrenu i naftalenu, benzofenantrenu i koronenu, naftalenu i fenantrenu. Oprócz sztucznych mieszanin mozna stosowac takze mieszaniny przemyslowe, które sa skomplikowanymi polieutektycznymi systemami, na przyklad surowy antracen.Stosunek eutektycznych lub polieutektycznych mieszanin: fenol, formaldehyd mozna zmieniac w szero¬ kich granicach. Najbardziej korzystnie stosuje sie stosunki wagowe 1 :1—2 : 0,287—0,575.Kwasny katalizator stosuje sie w ilosci 0,1-2% w stosunku do ogólnej ilosci reagentów.W przypadku zastosowania mieszanin eutektycznych o temperaturze topnienia ponizej 100°C, najkorzyst¬ niej stosuje sie formaldehyd w postaci 35-38% roztworu wodnego.W przypadku zastosowania mieszanin eutektycznych o temperaturze topnienia wyzszej niz 100°C jako donor formaldehydu korzystnie stosuje sie oligomery.Zywice aryleno-fenolowo-formaldehydowe, otrzymywane sposobem wedlug wynalazku moga byc stosowa-- ne do wytwarzania tloczyw zwyklych (w przypadku zastosowania napelniaczy organicznych, na przyklad maczki drzewnej), tak i tloczyw specjalnych (w przypadku zastosowania napelniaczy mineralnych).Tloczywo przygotowuje sie wedlug zwyklego przepisu i stosunek skladników w tym tloczywie (materialu wiazacego, organicznych lub mineralnych napelniaczy i czynników utwardzajacych) stosuje sie w ogólnie przyjetych granicach.Tloczywo na bazie zywic aryleno-fenolowo-formaldehydowych mozna przerabiac na wyroby za pomoca prasowania lub odlewania pod cisnieniem. Obecnosc w zywicach arylenowo-fenolowo-formaldehydowych weglo¬ wodorów aromatycznych z pierscieniami skondensowanymi daje mozliwosc otrzymywania wyrobów o wysokich dielektrycznych i cieplofizycznych wlasnosciach.Wlasnosci otrzymanych w przykladach zywic aryleno-fenolowo-formaldehydowych podano w tablicy I.Na podstawie zywic aryleno-fenolowo-formaldehydowych, otrzymanych wedlug przykladów l—lll, przygotowuje sie tloczywa o nastepujacym skladzie (w %): zywica aryleno-fenolowo-formaldehydowa -42,8, urotropina — 6,5, kaolina — 1,5, nigrozyna — 1,5, tlenek wapniowy — 0,9, stearyna — 0,7, maczka drzew¬ na — 43,2. Tloczywo walcuje sie na walcarce, przy czym szczelina miedzy walcami wynosi 1,2 mm. Otrzymane arkusze przewalcowanego materialu rozdrabnia sie i prasuje.Wlasnosci otrzymanych tloczyw podano w tablicy 2.Sposób wedlug wynalazku moze byc przeprowadzony bez dodatkowych inwestycji na znanych urzadze¬ niach fabryk po przeróbce mas plastycznych, wedlug istniejacych technologicznych schematów. Zastosowanie malych ilosci katalizatorów wyklucza koniecznosc stosowania specjalnych kwasoodpornych urzadzen.Ponizsze przyklady ilustruja sposób wytwarzania zywic aryleno-fenolowo-formaldehydowych wedlug wynalazku.Przyklad I. Do aparatu prózniowego wprowadza sie 19,6 czesci wagowych fluorantrenu, 8,4 czesci wagowych benzofenantrenu, 42 czesci wagowych fenolu, 9,6 czesci wagowych alfa-polioksymetylenu i 0,5 czesci wagowych ZnCI2. Proces kondensacji prowadzi sie podczas mieszania w temperaturze 95—100° w ciagu 5 godzin.Gotowa zywice suszy sie w prózni i zlewa.Przyklad II. Do kolby z trzema szyjkami, zaopatrzonej w chlodnice zwrotna, termometr i mieszalnik wprowadza sie 22,4 czesci wagowych koronenu, 5,6 czesci wagowych benzofenantrenu, 56 czesci wagowych fenolu, 15 czesci wagowych alfa-polioksymetylenu i 1 czesc wagowa ZnCI2. Proces kondensacji prowadzi sie podczas mieszania w temperaturze 105-110°C w ciagu 5 godzin. Gotowa zywice zlewa sie do parownika i suszy.Przyklad III. Do aparatu prózniowego wprowadza sie 20 czesci wagowych surowego antracenu, 40 czesci wagowych fenolu, 35 czesci wagowych formaliny (36,7%) i 1 czesc wagowa kwasu solnego (ciezar wlasciwy 1,19). Nieprzerwanie mieszajac, mase reakcyjna ogrzewa sie do wrzenia i utrzymuje w temperaturze 95-100 C w ciagu 2 godzin, po czym zywice odwadnia sie w prózni i zlewa.71 002 3 PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania zywic aryleno-fenolowo-formaldehydowych nadajacych sie do wytwarzania tloczyw za pomoca polikondensacji weglowodorów aromatycznych z fenolem i formaldehydem w obecnosci katalizatora kwasnego, znamienny tym, ze jako weglowodory aromatyczne stosuje sie ich eutektyczne lub naturalne polieutektyczne mieszaniny.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, z n a m i e n n y tym, ze proces pol ikondensacji przeprowadza sie przy stosunku wagowym eutektycznych lub naturalnych polieutektycznych mieszanin weglowodorów aromatycz¬ nych, fenolu i formaldehydu, który odpowiednio wynosi 1 :1,2 : 0,0287-0,575.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kwasny katalizator stosuje sie w ilosci 0,1—2% w stosunku do ilosci reagentów.

4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze w przypadku stosowania eutektycznych lub naturalnych polieutektycznych mieszanin o temperaturze topnienia ponizej 100°C stosuje sie formaldehyd w postaci 35-38% wodnego roztworu.

5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze w przypadku stosowania mieszanin eutektycznych o temperaturze topnienia powyzej 100°C jako donor formaldehydu stosuje sie jego oligomer. Tablica I Wlasnosci Zywica aryleno-fenolowo- formaldehydowa na bazie surowego antracenu Zywica aryleno-fenolowo- formaldehydowa na bazie mie¬ szaniny 'eutektycz- nej fluoroantrenu i benzofenantrenu Zywica aryleno-formalde- hydowa na bazie mieszaniny eutektycz- nej koronenu i benzofenantrenu Szybkosc utwardzania z 10% dodatkiem urotropiny w temperaturze 150°C, sek. Ilosc ekstrahujacych produktów w mieszaninie alkohol-benzen w stosunku 1:1% Liczba koksowa, % Temperatura mieknienia wedlug Ubbdohde'a °C Ubytek ciezaru podczas próby na derywatografie 100°C 200°C 300°C 400°C 500°C 60-80 2-3 60-63 110-120 0 0 1,9 5,5 23,7 80-90 2-3 65-67 104-106 0 0 1,7 5,3 23,2 60-70 2-3 70-72 110-115 0 0 U 4,2 20,84 Udarnosc, kG cm/cm2 Wytrzymalosc na zginanie, kG/cm2 Twardosc wedlug Brinella, kG/cm2 Wytrzymalosc cieplna wedlug Martensa, °C Nasiakliwosc wodna, % Opornosc powierzch¬ niowa, om Opornosc skrosna, om. cm Stala dielektryczna Tangens kata stratnosci dielektrycznej Wytrzymalosc na przebicie, kV/mm 71002 Tablica 2 Tloczywo na bazie zywicy z surowego antracenu 6,5 - 749 - 65 - 187 0,018 2,9 1015 3,5 1014 4,5 - 0,025 - 14,8 Tloczywo na bazie zywicy z fluotantrenu i benzofenantrenu 5,5 - 758 - . 66 - 186 0,013 2,8 1015 3,7 1014 4,5 - 0,022 — 15,3 Tloczywo na bazie zywicy z koronenu i benzofenantrenu 5,9 -*- 773 - 71 - 189 0,009 3,S1015 4,5 1014 4,5 ¦- 0,017 — 15,9 Prac, Poligraf. UP PRL Naklad 120+18 Cena 10 zl PL PL