PL94066B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania zywicy fenolowo-formaldehydowo-furfurylowej ty¬ pu rezolowego o rozwinietej powierzchni zwilzania, modyfikowanej alkoholami wielowodorotlenowymi z przeznaczeniem do produkcji tarcz sciernych.Ziarno elektrokorundu zwilzone zywica rezolowa jest jednym z komponentów mieszanki sciernej, do produkcji tarcz sciernych zwyklych, badz wzmocnio¬ nych tkanina.Powszechnie znane sa sposoby wytwarzania zywic rezolowych fenolowo-formaldehydowych dla scier- nictwa, otrzymywanych przez jednostopniowa kon¬ densacje fenolu z formaldehydem w srodowisku alkalicznym.Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ame¬ ryki nr. 3406020 znane jest zwilzanie elektrokorundu zywica fenolowo-formaldehydowa typu rezolowego lub aldehydem furfurylowym wzglednie alkoholem furfurylowym. Z opisu patentowego brytyjskiego nr 1187984 znane jest zwilzanie elektrokorundu lub weglików krzemu aldehydem furfurylowym.Wedlug opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3540869 stosuje sie jako zwilzacz ele- trokorundu nienasycona zywice poliestrowa rozpu¬ szczona w styrenie.Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ame¬ ryki nr 3560176 znane jest zwilzanie elektrokorundu alkoholem furfurylowym lub czterowodorofurfury- lowym. 2 Wedlug opisu patentowego RFN nr 1116392 ele¬ menty scierne impregnuje sie plynnym rezolem lub reaktywnym aldehydem jak furfurol. Wykonane z tych materialów tarcze scierne — przecinaki wzmocnione wlóknem szklanym wytrzymuja pred¬ kosc obwodowa maksimum 80—100 m/s.Wada niemodyfikowanych zywic fenolowo-for¬ maldehydowych jest brak stabilnosci, zywice te nie nadaja sie do dluzszego przechowywania ze wzgle¬ du na dalszy przebieg procesu polikondensacji.Wady te oraz brak dostatecznej zwilzalnosci ziarna elektrokorundu rzutuja na wlasnosci gotowych wy¬ robów formierskich, powodujac deformacje i rozle¬ wanie sie tarcz, wycieki zywicy, porowacenie wne¬ trza tarcz sciernych, obnizenie ich wytrzymalosci mechanicznych oraz ogólnie wplywaja niekorzystnie na wytrzymalosc strukturalna.Wada zwilzania elektrokorundu aldehydem lub alkoholem furfurylowym jest zbyt mala ilosc suchej substancji na zwilzonym materiale sciernym, co obniza wytrzymalosci mechaniczne elementów scier¬ nych.Znane jest równiez stosowanie jako zwilzacza elektrokorundu mieszaniny zywicy melaminowo- formaldehydowej, mocznikowo-formaldehydowej lub zywicy fenolowo-formaldehydowo-mocznikowej na przyklad z opisu patentowego Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki nr 3593484. Wada tych zywic jest zbyt duza ilosc czesci lotnych wydzielajacych sie podczas utwardzania, które sa przyczyna powstawa- 94 06694 066 3 nia porowatosci i zmniejszenia wytrzymalosci scier¬ nic.Znane sa zywice fenolowo-formaldehydowo-fur- furylowe i fenolowo-furfurylowe z opisów paten¬ towych nr 58309 i 68776 majace zastosowanie w przemysle odlewniczym. Zywice te nie moga byc stosowane w sciernictwie ze wzgledu na niedosta¬ teczna zwilzalnosc ziaren elektrokorundu. Ponadto wiekszy ciezar czasteczkowy tych zywic niz zywicy bedacej przedmiotem wynalazku oraz zbyt szybki przebieg procesu utwardzania wplywa na oslabie¬ nie sily spojenia materialu sciernego, powodujac kruchosc sciernic i zmniejszenie ich wytrzymalosci mechanicznej.Celem wynalazku jest wytworzenie zywicy feno¬ lowo-f ormaldehydowo-f urf urylowe j nie posiadajacej wyzej wymienionych wad. Cel ten zostal osiagniety przez modyfikacje zywicy alkoholami wielowodoro- tlenowymi w srodowisku alkalicznym, a nastepnie rozwiniecie jej powierzchni zwilzania przez zasto¬ sowanie srodków powierzchniowo-czynnych. W wy¬ niku modyfikacji uzyskuje sie: — zwiekszona sta¬ bilnosc zywicy w czasie skladowania, przedluzenie czasu utwardzania zywicy oraz spokojny przebieg utwardzania (bez powstawania pecherzy).Zastosowanie srodków powierzchniowo czynnych rozwija powierzchnie czynna zywicy powodujac dobre zwilzanie ziaren elektrokorundu, a modyfiko¬ wanie alkoholami wielowodorotlenowymi zwieksza stopien usieciowania zywicy pod wplywem tempe¬ ratury i utwardzaczy. Jako alkohole wielowodoro- tlenowe stosuje sie gliceryne lub glikol etylenowy lub propylenowy lub dwuetylenowy w ilosci 2—5% wagowych w stosunku do 100%-owego fenolu.Jako srodki powierzchniowo czynne stosuje sie nastepujace substancje: produkt polimeryzacji tlen¬ ku etylenu — politlenek etylenu, produkt addycji tlenku etylenu do kwasu tluszczowego nasyconego — ester alkilopoliglikolowy nasyconego kwasu tluszczowego, produkt addycji tlenku etylenu do kwasu tluszczowego nienasyconego — ester alkilo¬ poliglikolowy kwasu tluszczowego nienasyconego, produkt addycji tlenku etylenu do amidu kwasu tluszczowego oraz produkt kondensacji tlenku ety¬ lenu i alkoholu olejowego w ilosci 0,01—1% wago¬ wych w przeliczeniu na fenol 100%.Stosujac opisana zywice f enolowo-f ormaldehydo¬ wo-f urf urylowa do produkcji sciernic dzieki jej zaletom otrzymuje sie wlasciwa mieszanke scierna oraz zwieksza wspólczynnik wydajnosci wzglednej narzedzi sciernych i ich wytrzymalosc mechaniczna.Sposobem wedlug wynalazku w reakcji konden¬ sacji stosuje sie: 1 mol fenolu, 0,05—0,2 mola alde¬ hydu furfurylowego, 1,2—il,6 mola formaldehydu, 2—8% wagowych wodorotlenku baru, 2—5% wago¬ wych gliceryny lub innego alkoholu wielowodoro- tlenowego, oraz 0,01t-i1% wagowych srodka powierz¬ chniowo czynnego w postaci 50% roztworu wodnego.Proces reakcji prowadzi sie dwustopniowo, przy czym pierwszy etap reakcji zachodzi w temperatu¬ rze wrzenia w obecnosci fenolu, aldehydu furfury¬ lowego i katalizatora alkalicznego w czasie 30— 120 minut. Po ochlodzeniu do temperatury okolo 80°C dodaje sie formaldehyd w postaci wodnego roztworu, przy czym dalsza kondensacje prowadzi sie w temperaturze 60—75°C az do chwili uzyskania wlasciwego czasu polimeryzacji zywicy.Do otrzymanego roztworu zywicy dodaje sie alko¬ hol wielowodorotlenowy jako modyfikator i calosc poddaje destylacji pod zmniejszonym cisnieniem.Pozostala po destylacji zywice chlodzi sie, dodaje srodek powierzchniowo czynnego w postaci 50% roztworu wodnego. Czas polimeryzacji oraz lepkosc koncowa reguluje sie czasem reakcji. Lepkosc kon- *o cowa zywicy winna wynosic w granicach 600— 2000 cP, a czas polimeryzacji 10—15 minut w tem¬ peraturze 120°.Ksztaltki scierne wykonane na bazie tej zywicy charakteryzuja sie wytrzymaloscia na rozrywanie w granicach 130—180 KG/cm2, a te same ksztaltki wykonane przy uzyciu typowej zywicy fenolowo- formaldehydowej typu rezolowego posiadaja wy¬ trzymalosc na rozrywanie 80^100 KG/cm2. Zmiana ilosci surowców w podanej recepturze prowadzi do uzyskania zywicy, o zmiennych wlasnosciach che¬ micznych.Przyklad I. W kolbie okraglodennej zaopa¬ trzonej w mieszadlo, termometr i chlodnice zwrotna umieszcza sie 759 czesci fenolu o zawartosci 10% wagowych wody, !106 czesci aldehydu furfurylowe¬ go, 25 czesci wodorotlenku baru w postaci 50% roztworu wodnego, ogrzewa sie i kondensuje w temperaturze wrzenia 1 godzine. Nastepnie miesza¬ nine reakcyjna chlodzi sie do temperatury 80°C - dodaje 340 czesci 37% wodnego roztworu formal¬ dehydu i calosc kondensuje w temperaturze 60— 75°C oznaczajac co 30 minut czas utwardzania. Po zakonczonej kondensacji dodaje sie 14 czesci glice¬ ryny farmaceutycznej, miesza sie i rozpoczyna destylacje pod zmniejszonym cisnieniem.Destylacje prowadzi sie do czasu, gdy lepkosc zywicy osiagnie wartosc 600—2000 cP, wedlug Hópplera, a nastepnie zywice chlodzi sie i dodaje 7 czesci srodka powierzchniowo czynnego o nazwie handlowej Polikol 42 i(50%-wy wodny roztwór poli- tlenku etylenu). Sucha pozostalosc zywicy wynosi: 78—72% a czas utwardzania próbki w temperatu¬ rze 120°C wynosi 10—il5 minut. 45 Przyklad II. W kolbie okraglodennej zaopa¬ trzonej w mieszadlo, termometr i chlodnice zwro¬ tna umieszcza sie 759 czesci fenolu o zawartosci % wagowych wody, 134 czesci aldehydu furfury¬ lowego, 25 czesci wodorotlenku baru w postaci 50% 50 roztworu wodnego i ogrzewa w temperaturze wrze¬ nia 1 godzine. Nastepnie mieszanine reakcyjna chlo¬ dzi sie do temperatury 80°C i dodaje 851 czesci 37% wodnego roztworu formaldehydu i calosc kondensuje w temperaturze 60—75°C, oznaczajac co 30 minut 55 czas utwardzania.Po zakonczeniu kondensacji dodaje sie 14 czesci glikolu propylenowego, miesza i destyluje pod zmniejszonym cisnieniem. Destylacje prowadzi sie do uzyskania lepkosci zywicy 700—1200 cP wg 60 Hópplera, a nastepnie chlodzi i dodaje 7 czesci estru alkilopoliglikolowego, kwasu tluszczowego (nazwa handlowa Rokacet S-7 lub Rokacet S-10) w postaci 50% roztworu wodnego jako srodka powierzchnio¬ wo czynnego. Otrzymana w ten sposób zywica cha- 6g rakteryzuje sie czasem utwardzania w zakresie 10^ 405 minut w temperaturze 120°C oraz zawartoscia suchej substancji 72^76%.Przyklad III. W kolbie okraglodennej zaopa¬ trzonej w mieszadlo, termometr i chlodnice zwrotna umieszcza sie 759 czesci fenolu o zawartosci 10% wagowych wody, 12.1 czesci aldehydu furfurylowego i 20 czesci wapna pomorskiego (94% wodorotlenek wapniowy) w postaci 50% roztworu wodnego i ogrzewa 1 godzine w temperaturze wrzenia.Nastepnie mieszanine reakcyjna chlodzi sie do temperatury 80°C i dodaje 900 czesci 37% roztworu wodnego formaldehydu i calosc kondensuje w tem¬ peraturze 60—75°C oznaczajac co 30 minut czas utwardzania. Po zakonczeniu kondensacji dodaje sie 14 czesci glikolu dwuetylenowego, miesza i desty¬ luje pod zmniejszonym cisnieniem.Destylacje prowadzi sie do uzyskania lepkosci zy¬ wicy 1200—2000 cP wedlug Hópplera, a nastepnie chlodzi i dodaje 10 czesci srodka powierzchniowo czynnego o nazwie handlowej Oleol 18 (50^% wodny roztwór produktu kondensacji tlenku etylenu i al¬ koholu olejowego). Czas utwardzania zywicy w temperaturze 120°C wynosi 10—15 minut, a zawar¬ tosc suchej substancji 78^82%. 066 6 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania zywicy fenolowo-formalde- hydowo-furfurylowej otrzymanej na drodze konden- 5 sacji fenolu, formaldehydu i aldehydu furfurylowe¬ go, znamienny tym, ze proces kondensacji prowadzi sie dwustopniowo, najpierw przeprowadza sie w temperaturze wrzenia kondensacje 1 mol fenolu z 0,05—0,2 mola aldehydu furfurylowego w obecno- io sci 2—3% wagowych wodorotlenku baru, nastepnie po ochlodzeniu masy reakcyjnej do temperatury 80°C dodaje sie 1,2—ii,6 mola formaldehydu i kon¬ densuje w temperaturze 60—75°C, po czym dodaje sie jako modyfikatory alkohole wielowodorotlenowe: 15 jak gliceryne lub glikol etylenowy, lub glikol propy- - lenowy lub glikol dwuetylenowy w ilosci 2—5% wagowych liczac na fenol 100%, oraz srodki po¬ wierzchniowo czynne: jak politlenek etylenu lub estry alkilopoliglikolowe tlenku etylenu i kwasu 20 tluszczowego nasyconego i nienasyconego lub pro¬ dukt addycji tlenku etylenu i amidu kwasu tluszczo¬ wego lub produkt kondensacji tlenku etylenu i alko¬ holu olejowego w ilosci 0,01—1% wagowych liczac na fenol 100%. / PL