PL99558B1 - Sposob wytwarzania zywicy furfurylowo-formaldehydowej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia zywicy ^rfiujylowo^ormaWehydowej.Znane sa sposoby otrzymywania zywic fusrfutry- lowonformaldehydowych polegajace na kondensat cji alkoholu fuirfuirylowego i formaldehydu w o- ¦ becnostoi obojetnego rozpuszczalnika organicznego jak toluen przy róznych stosunkach molowych, przewaznie przy stosunku molowym alkoholu fucr- furylowego do ionmalldelhydu 0,5: 1,0 do 6.0 : 1,0 d nastepnym odwodnieniu uzyskanej zywicy na w drodze destylacji prózniowej. Katalizatorami reak¬ cja sa zwiazki o charakterze 'kwasnym. Przykla¬ dem -procesu otrzymywania zywicy futrfurylowo- -forcmaWehydowej jest patent RFN 2010532.Znane sa TÓwniez siposoby modyfikacji zywic l* furruffyl^woHfonnaldehydowych majace na celu poprawe ich wlasnosci przetwórczych.Przykladem modyfikacji zywicy furfurylowo- -formaldehydowelj fenolem jest patent RFN 1816197. Dodatek 3 do 10% wagowych fenolu do * polikondensatu furfurylowo-formaldehydowego po¬ zwala* w wyniku nastepnej kondensacji alkalicznej obnizyc zawartosc toksycznego wolnego foinmalde- hydu, "nie prowadzac do zmniejszenia reaktyw¬ noscizywicy. * Inny sposób modyfikacji zywicy furfuirylowo-for- maUdehydowej podaje pulbdikacja W. Tnury „Bu¬ dowa utwaidizalinych na zimno spoiw syntetycz¬ nych i jej wtpiyw na produkcje odlewów" (Gisse- rei-iPrax!is, 14, 1976, str. 205^208). Polega on na * dodawaniu do spoiwa flurfurylowo-fórmaldehydo- wego zywicy fenoSowonformaklehydowej i mocz- ntilkowo-formaklehydowej .zmieszanych w stosunku wagowym 1,5:1,0. Ilosc dodanych zywic modyfi¬ kujacych dochodzi do 90,/# wagowych zywicy fur- furytlowo-foTinaldehydowej. Dzieki takiej modyfi¬ kacji uzyskuje sie poprawe (reaktywnosci spoiwa oiraz obnizke kosztów produkcji.Zywice otrzymywane w podamy wyzej sposób nie wykazuja wlasnosci przetwórczych wystarcza¬ jacych do stosowania ich w zmechanizowanych odlewniach jako spoiwa do formowania rdzeni i form odlewniczych.Utwardzanie ich przy pomocy katalizatorów o charakterze kwasnym nie pozwala na uzyskanie wysokich wlasnosci mechanicznych zywic utwar¬ dzamyeh, przy jednoczesnie krótkim czasie u- twardza-nia. Dodatek wiekszej ilofci katalizatora, w celu skrócenia czasu lUtwardzania, spowoduje znaczny spadek wytrzymalosci mechanicznie] zy¬ wic utwardzonych, o okolo 30—W/t.Celem wynalazku jest usuniecie powyzszej nie¬ dogodnosci poprzez odipowiednia modyfikacje pro¬ cesu syntezy zywic fiiTfuryilowo-formaldehydo- wych.Wedlug przedmiotowego wynalazku, w czasie pro¬ cesu kondensacji zywicy furfurylowo-formaldehy- dowej do mieszaniny reakcyjnej dodaje sie styren lub jego pochodne takie jak dwuwinylobenzen i 5tilben w ilosci 1—30*/t wagowych w stosunku do 99 558W 558 % alkoholu iuirfuryilowego oraz po odwodnieniu zy¬ wicy dodaje sie 1,0—ao^/o wagowych paraformailde- hydu i kondensuje w podwyzszonej temperaturze.Styren dziala jako sikladmfilk sieciujacy w zywicy, zapobiegajac procesowi sieciowania poprzez wia¬ zania podwójne pierscienia fiiranowego, który pro¬ wadzi do obnizenia wlasnosci wytrzymalosciowych zywic.Dodatkowa kondensacja z paraformaldehydem pozwala na wprowadzenie grup metylolowych w pozycje fi pierscienia furanowych, co w polaczeniu z sieciujacym dzialaniem styrenu pozwala na skró¬ cenie czasu .utwardzania o 50—80°/o, przy jedno¬ czesnym wzroscie wytrzymalosci mechanicznej o 20—50«/o.Przeprowadzone badania wykazaly, ze w proce¬ sie kondensacji jako obojetny rozpuszczalnik or¬ ganiczny, moze byc uzyta organiczna czesc desty¬ latu z poprzednich syntez. Pozwala to uniknac rektyfikacji destylacji destylatu w celu odzyska¬ nia rozpuszczalnika.Wedlug wynalazku zywice furfurylowo-forimal- dehydowa przykladowo wykonuje sie w nastepu¬ jacy sposób: Przyklad I. 500 czesci wagowych alkoholu furfurylowego, 150 czesci wagowych parafonmal- dehydu i 100 czesci wagowych toluenu ogrzewa sie pod chlodnica zwrotna, przy ciaglym miesza¬ niu, az do wrzenia. Mieszanine reakcyjna utrzy¬ muje sie we wrzeniu (115°^122°C) do (momentu calkowitego rozpuszczenia paraformaldehydu, a nastepnie chlodzi do 60°C. W temperaturze 60°C do mieszaniny reakcyjnej dodaje sie 10 czesci wa¬ gowych styrenu oraz 1 czesc wagowa 50°/o roz¬ tworu wodnego kwasu p-toluenosulfonowego. Na skuitek zachodzacej reakcji egzotermicznej naste¬ puje wzrost temperatury do 105°C. Po 4 minu¬ tach, temperatura obniza sie do temperatury oko¬ lo 100°C, dalsza kondensacje prowadzi sie ogrze¬ wajac mieszanine reakcyjna do wrzenia. Po wy¬ trzymaniu przez okres okolo 90 iminut w tempera¬ turze wrzenia, lepkosc mieszaniny reakcyjnej wy¬ nosi 40 cP. Kondensacje przerywa sie przez alka- liizacje z 2^czesciami wagowymi trójetanoloaiminy.Zaflkalizowana i schlodzona do 50°C mieszanine reakcyjna destyluje sie pod 'próznia, w celu usu¬ niecia wydzielonej w procesie kondensacji kwasnej wody oraz toluenu. Bo odebraniu 180 czesci wago¬ wych destylatu, destylacje przerywa sie. Uzyska¬ na zywica ma lepkosc 390 cP.Do tak otrzymanej zywicy dodaje sie 0,1 czesci wagowej tlenku olowiu i okolo 80 czesci wago¬ wych paraiformaldehydu i ogrzewa sie przy in¬ tensywnym mieszaniu do temperatury 130°C. Po mdnuitach ogrzewania w temperaturze 130— 140°C, proces konczy sie szybkim chlodzeniem zy¬ wicy do temperatury pokojowej. Otrzymuje sie 600 czesci wagowych zywicy furflurylowo-formal- dehydowej o lepkosci 610 cP.Przyklad II. 500 czesci wagowych alkoholu furfurylowego, 150 czesci wagowych paraformal- dehydu, 150 czesci wagowych warstwy organicz¬ nej destylatu z poprzedniej syntezy, lfl czesci wa¬ gowych 30fyo wodnego roztworu kwasu octowego, ogrzewa sie do wrzenia pod chlodnica zwrotna, przy ciaglym mieszaniu. Po calkowitym rozpusz¬ czeniu paraformaldehyidu, mieszanine reakcyjna chlodzi sie do 60°C, zakwasza 50°/i wodnym roz- f tworem kwasu p-toluenosulfonowego do pH 1,8— 3,5 i dodaje 150 czesci wagowych styrenu. Tempe¬ ratura mieszaniny reakcyjnej wzrasta na skutek reakcji egzotermicznej. Kondensacje prowadzi sie przez 120 minut w temperaturze wrzenia, nastep- M nie mieszanine reakcyjna alkatozuje sie trójetano- loamiina do pH 7—8 i chlodzi. Otrzymana zywica ma lepkosc 88 cP. Wode wydzielona w procesie kondensacji i ksylen usuwa sie z zywicy na dro¬ dze destylacji prózniowej. Po odebraniu 160 czesci 11 wagowych destylatu destylacje przerywa sie. Lep¬ kosc zywicy wynosi 740 cP.Do zywicy dodaje sie 20 czesci wagowych para- iormaldehydu i ogrzewa reagenty do 130°C. W temperaturze 130°C dodaje sie 0,2 czesci wagowej M tlenku cyniku. Temperatura rosnie samorzutnie do 142°C. Zywice chlodzi sie do temperatury poko¬ jowej. Otrzymuje sie 800 czesci wagowych zywicy o lepkosci 800 oP.Przyklad III. 1000 czesci wagowych aikoho- *• lu furfurylowego, 460 czesci wagowych formaliny 37°/», 200 czesci wagowych ksylenu, zakwasza sie */t kwasem octowym do pH 4,5—5,0. Nastepnie mieszanine reakcyjna ogrzewa sie do wrzenia i utrzymuje we wrzeniu przez okolo 15 minut. Mde- ,§ szanine chlodzi sie do 60°C, zakwasza 5(fh roztwo¬ rem wodnym kwasu p-toluenosulfonowego do pH w zakresie 1*8-^3,5 i dodaje 30 czesci wagowych stiflibenuu W wyniku reakcji egzotermicznej naste¬ puje samorzutny wzrost temperatury. Kondensacje M prowadzi sie przez okolo 90 minut we wrzeniu.Po uzyskaniu zywicy o lepkosci 40 cP, przerywa sie kondensacje kwasna przez dodanie 5 czesci wagowych trójetanoloaminy.Wode wydzielona w iprocesie kondensacji i ksy- 40 len usuwa sie z zywicy na drodze destylacji próz¬ niowej. Po odebraniu 500 czesci wagowych desty¬ latu, destylacje przerywa sie. Lepkosc zywicy wy¬ nosi 630 cP.Do zywicy dodaje sie 11 czesci wagowych para- a formaldehydu i ogrzewa do 130°C.. Kondensacje prowadzi sie przez okolo 10 minut w temperatu¬ rze 120°C, a nastepnie chlodzi zywice do tempe¬ ratury pokojowej. Otrzymana zywica ma lepkosc 883 cP. /# wagowych, oraz po od¬ wodnieniu zywicy dodaje sie parafformaldehyd w ilosci 1—20°/t wagowych, korzystnie 2—ICWii wago- •» wych i komdensuje w podwyzszonej temperaturze.WZGraf. Z-d 2, zam. 1365/78, A4, 100 Cena 45 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania zywicy furfurylowo-formal- dehydowej na drodze kwasowej kondensacji alko¬ holu furfuryUoweigo i formaldehydu i nastepnego odwodnienia' uzyskanego produktu, znamienny tym, •• ze w dowolnym etapie kondensacji zywicy dodaje 1—30*/« wagowych styrenu Lub jego pochodi- nych, korzystnie 2—20* PL