PL94380B2 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania modyfikowanych zywic fenolowo-formaldehydowych stosowanych zwlaszcza do wytwarzania pianek.Znane sa rózne sposoby wytwarzania zywic fenolowo-formaldehydowych zarówno rezolowych jak i nowolakowyeh oraz wytwarzania na ich bazie pianek.Synteze zywicy fenolowo-formaldehydowej wedlug znanego sposobu prowadzi sie w temperaturze od 60 do 100°C przy stosunku molowym fenoli do aldehydów 1 :0,6 do 1 : 3,6 w obecnosci katalizatorów alkalicznych takich jak: zasady nieorganiczne i organiczne przy pH 8—10 az do uzyskania odpowiedniego stopnia polikonden- sacji zywicy wynoszacego od 1 : 1,2 do 1 :1,5 tolerancji wodnej Stopien polikondensacji okresla sie przez hydrofobowosc wytworzonej zywicy, oznaczana tak zwana „tolerancja wodna", lub metoda chromatograficzna itp. Zywice te poddaje sie nastepnie destylacji, przy czym przed rozpoczeciem destylacji zmniejsza sie pH mieszaniny reakcyjnej do wielkosci 6,5—7,0. Otrzymana po destylacji zywica fenolowa posiada lepkosc ponizej 20tys.c.P. Poniewaz dla otrzymania pianek o jednolitej dobrej strukturze konieczne jest stosowanie w procesie spieniania zywic fenolowo-formaldehydowych o lepkosciach wyzszych od 30 tys.cP, próbowano podwyzszyc jej lepkosc. Jednak dotychczasowe próby w tym kierunku nie daly pozytywnych wyników, gdyz prowadzily do niekorzystnego zzelowania destylowanej masy.Próbowano takze modyfikowac zywice przez wprowadzenie do niej odpowiednich modyfikatorów takich jak np. oleje nienasycone, alkohole alifatyczne, styren i jego pochodne kalafonie, alkilopochodne fenoli itp.Uzyskane przez te modyfikacje produkty nie tylko nie posiadaly wymaganej dla pianek optymalnej lepkosci, ale takze nie wykazywaly niezbednej „tolerancji wodnej" to znaczy w ten sposób modyfikowane zywice nie mieszaly sie z woda lub wodnymi roztworami pomocniczymi do wytwarzania pianek, nie dajac po zmieszaniu jednorodnych roztworów. Poza tym wytworzone z tych zywic pianki posiadaly powazne wady jak: kruchosc, duza agresywnosc do podloza, niejednorodnosc.Niedociagniecia te wyeliminowano w sposobie wedlug wynalazku dzieki wprowadzeniu nowej modyfikacji zywicy fenolowo-formaldehydowej. Sposób ten polega na tym, ze przed rozpoczeciem procesu destylacji zywicy2 94 380 zmniejsza sie pH mieszaniny reakcyjnej do pH 7,0-7,2. Do obnizenia pH mieszaniny destylacyjnej stosuje sie roztwory kwasnych soli i/lub roztwory kwasów nieorganicznych, zwlaszcza roztwór wodny kwasu solnego (1 :1). Destylacje mieszaniny prowadzi sie pod zmniejszonym cisnieniem. Obróbke termiczna zywicy prowadzi sie dwuetapowo. W pierwszym etapie destylacje zywicy prowadzi sie pod cisnieniem 5—200 mm Hg korzystnie 40 mm Hg przy pH 7,0-7,2 w temperaturze 30-75°C korzystnie 45°C w czasie 1,5 do 2 godzin. W drugim etapie proces prowadzi sie pod tym samym cisnieniem a temperature doprowadza sie do 75-95°C# korzystnie 90°C i w tej temperaturze wprowadza sie do zywicy, jako modyfikatory: olej silikonowy, polialkohol winylowy i poliwinylobutyrol i/lub poliwinyloacetyral, az do uzyskania lepkosci 30 tysiecy do 100 tysiecy cP, korzystnie 50 tysiecy cP i czasu utwardzania 150-300 sekund, korzystnie 200-300 sekund, przy czym utrzymuje sie stale pH 7,0—7,2. Obróbke zywicy z modyfikatorami prowadzi sie przez 10-60 minut, korzystnie 20 minut.Modyfikatory: olej silikonowy, polialkohol winylowy i poliwinylobutyral i/lub poliwinyloacetyral wprowa¬ dza sie do zywicy w stosunku wagowym od 1 :4 :1 do 4 :1 :1 korzystnie 2:3:1.Powyzsze modyfikatory wchodza w reakcje chemiczna z zywica (eteryfikacja, estryfikacja) powodujac jej uplastycznienie, zmniejszenie napiecia powierzchniowego przez co ulatwiaja dalszy proces spieniani3 zywicy.Wytwarzanie tak modyfikowanej zywicy o lepkosci od 30tys. do 100 tys. cP przy jednoczesnym czasie utwardzania od 150-300 sek, jest mozliwe tylko przy scislym zachowaniu podanych wyzej warunków polikondensacji, destylacji, obróbki termicznej polaczonej z modyfikacja przy scisle okreslonym pH 7,0 do 7,2.Wytworzone nd bazie zywicy wedlug wynalazku pianki charakteryzuja sie: — zwiekszona elastycznoscia — zmniejszona agresywnoscia do podloza — wieksza jednorodnoscia struktury — calkowita niepalnoscia — w otwartym plomieniu ulegaja na powierzchni zwegleniu, a wytworzona warstwa wegla stanowi izolacje termiczna przed dalsza penetracja ognia.Wytworzone sposobem wedlug wynalazku zywice mieszaja sie w dowolnym stosunku z ogólnie znanymi srodkami obnizajacymi palnosc, szczególnie fosforanem trój-(dwuchlorowcopropylowym) co umozliwia uzyska¬ nie calkowicie niepalnej pianki.Przyklad I. Do reaktora wprowadza sie 1000czesci wagowych stopionego fenolu, 990czesci wagowych 37% roztworu wodnego formaldehydu, 30 czesci wagowych 10% roztworu wodnego wodorotlenku sodowego. Mieszanine reakcyjna kondensuje sie w temperaturze 75±2°C przez okres 2 godzin do uzyskania odpowiedniego stopnia polikondensacji, oznaczanego za pomoca ,,tolerancji wodnej" i czasem utwardzania. Po uzyskaniu tolerancji wodnej 1 :1,2—1,5 i czasu utwardzania 300—400 sekund mieszanine reakcyjna zobojetnia sie dodajac okolo 160 ml wodnego roztworu kwasu solnego (1 :1) do pH 7,0±7,2. Zywice odwadnia sie pod zmniejszonym cisnieniem p=40 mm Hg i w temperaturze 45±5°C, a po oddestylowaniu nadmiaru formaldehydu i wody, temperatura destylacji podnosi sie do 90±2°C. W tej temperaturze prowadzi sie obróbke termiczna, az do uzyskania lepkosci zywicy 50tys,cP i czasu utwardzania 200-300 sekund. Czas obróbki termicznej lacznie z procesem modyfikacji zywicy wynosi okolo 2 godzin. Proces modyfikacji zywicy rozpoczyna sie na 20 minut przed zakonczeniem obróbki termicznej zywicy wprowadzajac 10 czesci wagowych oleju silikonowego, 40 czesci wagowych polialkoholu winylowego i 10 czesci wagowych poliwinyloacetyralu. W czasie obróbki termicznej utrzymuje sie pH mieszaniny od 7,0 do 7,2. Po zakonczeniu obróbki termicznej zywicy chlodzi sie do temperatury ponizej 40°C. Zywica magazynowana w normalnych warunkach moze byc uzywana do spieniania w ciagu 3 miesiecy od daty wytworzenia.Wlasnosci otrzymanej zywicy: Lepkosc wedlug kubka Forda Nr 8 minut 90 Lepkosc(20°C) cP 87.500 Sucha masa (2 g, 4 godziny 105°C) % 92,5 Czas utwardzania (1 g, 150°C) sekund 295 Przyklad II. Do reaktora wprowadza sie 1000czesci wagowych stopionego fenolu, 990czesci wagowych 37% roztworu wodnego formaldehydu, 30 czesci wagowych 10% roztworu wodnego wodorotlenku sodowego. Mieszanine reakcyjna kondensuje sie w temperaturze 75±2°C przez okres 2 godzin do uzyskania odpowiedniego stopnia polikondensacji oznaczanego za pomoca „tolerancji wodnej" i czasem utwardzania. Po uzyskaniu tolerancji wodnej 1 :1,2-1,5 i czasu utwardzania 300—400 sekund mieszanine reakcyjna zobojetnia sie dodajac okolo 160 ml wodnego roztworu kwasu solnego (1 :1) do pH 7,0^7,2. Zywice odwadnia $ie pod zmniejszonym cisnieniem p=40 mm Hg i w temperaturze 45±5°C, a po oddestylowaniu nadmiaru formaldehydu i wody, temperatura destylacji podnosi sie do 90±2°C. W tej temperaturze prowadzi sie obróbke termiczna, az do uzyskania lepkosci zywicy 50tys.cP i czasu utwardzania 200-300 sekund. Czas obróbki termicznej lacznie z procesem modyfikacji zywicy wynosi okolo 2 godzin. Proces modyfikacji zywicy rozpoczyna sie na 60 minut94 380 3 przed zakonczeniem obróbki termicznej zywicy wprowadzajac 40 czesci wagowych oleju silikonowego, 10 czesci wagowych polialkoholu winylowego i 10 czesci wagowych poliwinylobutyralu. W czasie obróbki termicznej utrzymuje sie pH zywicy od 7,0 do 7,2. Po zakonczeniu obróbki termicznej zywice chlodzi sie do temperatury ponizej 40°C. Zywica magazynowana w normalnych warunkach moze byc uzywana do spieniania wciagu 3 miesiecy od daty wytworzenia.Wlasnosci otrzymanej zywicy: Lepkosc wedlug kubka Forda Nr 8 minut 86 ~ Lepkosc (20°C) cP 72.000 Sucha masa (2 g, 4 godziny, 105°C) % 92,0 Czas utwardzania (1 g, 150°C) sekund 300 Przyklad III. Do szybkoobrotowego mieszalnika wprowadza sie 1000czesci wagowych zywicy wytworzonej wedlug przykladów lilii stopniowo wprowadza do 1000 czesci wagowych fosforanu trój(dwu- chloropropylowego). Kazdorazowo po dodaniu 100 czesci wagowych fosforanu sprawdza sie czy otrzymana mieszanina jest jednorodna. Po uzyskaniu jednorodnosci dodaje sie dalsze 100 czesci wagowych fosforanu.Postepujac tak kolejno wprowadzamy dowolna ilosc fosforanu trój-(dwuchloropropylowego). PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. ¦1. Sposób wytwarzania modyfikowanych zywic fenolowo-formaldehydowych otrzymanych przez konden¬ sacje fenoli z aldehydami, polegajacy na obróbce termicznej zywicy fenolowo-formaldehydowej w obecnosci modyfikatorów, znamienny tym, ze obróbke termiczna zywicy prowadzi sie dwuetapowo przez najpierw destylacje zywicy pod zmniejszonym cisnieniem 5-200 mm Hg, korzystnie 40 mm Hg przy pH 7,0—7,2 w temperaturze 30—75°C korzystnie 45°C w czasie 1,5 do 2 godzin, po czym doprowadza sie temperature do 75° do 95°C, korzystnie 90°C i w tej temperaturze wprowadza sie do zywicy jako modyfikatory olej silikonowy, polialkohol winylowy i poliwinylobutyral i/lub poliwinyloacetyral az do uzyskania lepkosci 30 tysiecy do 100 tysiecy cP, korzystnie 50 tysiecy cP i czasu utwardzania 150—300 sekund, korzystnie 200-300 sekund, przy czym utrzymuje sie stale pH 7,0—7,2 i obróbke zywicy z modyfikatorami prowadzi sie przez 10—60 minut, korzystnie 20 minut.
2. 2. Sposób wytwarzania wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wzajemny stosunek wagowy modyfikatorów wynosi od 1 :4 :1 do 4 :1 :1 korzystnie 2:3:1. CZYTELNIA Urzedu P-.' hHkiij I PL