RU2051926C1

RU2051926C1 - Method for production of carbamide phenol-formaldehyde resin

Info

Publication number: RU2051926C1
Application number: RU93053680A
Authority: RU
Inventors: А.А. Кругликов; З.М. Чернакова; Ю.А. Смирнов; А.Э. Гердт; Е.С. Дунюшкин; А.Б. Евзельман; С.Д. Тепляков
Original assignee: Акционерное общество "Уралхимпласт"
Priority date: 1993-11-23
Filing date: 1993-11-23
Publication date: 1996-01-10

Abstract

FIELD: production of synthetic resins. SUBSTANCE: carbamide is condensed with formaldehyde, the process is carried out in the medium having variable acidity, initial temperature being 50-55 C. Then temperature is elevated to 70-100 C and dioxy diphenyl propane is added into reaction mixture, its quantity being 3-8 % of formaldehyde mass. Decondensation is carried out till final molar ratio of carbamide and formaldehyde is 1:(1.0-1.2). Thus prepared product is affected by vacuum drying and cooling. EFFECT: improves efficiency of method. 1 tbl

Description

Изобретение относится к получению карбамидоформальдегидных смол, а именно карбамидоформальдегид смол, используемых в производстве древесно-стружечных плит. The invention relates to the production of urea-formaldehyde resins, namely urea-formaldehyde resins used in the manufacture of chipboards.

Древесно-стружечные плиты, широко применяемые в настоящее время в строительстве, мебельной промышленности, получают главным образом на основе карбамидоформальдегидных смол. Это обусловлено существенными преимуществами их по сравнению с другими типами синтетических смол: низкой стоимостью, широкой сырьевой базой, высокой адгезионной способностью, большой скоростью перехода в твердое состояние, достаточной стабильностью при хранении. Chipboards, currently widely used in construction and the furniture industry, are obtained mainly on the basis of urea-formaldehyde resins. This is due to their significant advantages compared to other types of synthetic resins: low cost, wide raw material base, high adhesive ability, high speed of transition to the solid state, sufficient stability during storage.

Немодифицированные карбамидоформальдегидные смолы, производимые в промышленном масштабе, получают при молярных соотношениях формальдегида и карбамида (1,5: 1) (2,5:1) (1). Применение в производстве древесно-стружечных плит карбамидоформальдегидных смол при указанных молярных соотношениях существенно сужает возможности применения древесно-стружечных плит в связи со значительным выделением из них при эксплуатации свободного формальдегида в окружающую среду. Unmodified urea-formaldehyde resins produced on an industrial scale are obtained at molar ratios of formaldehyde and urea (1.5: 1) (2.5: 1) (1). The use of urea-formaldehyde resins in the production of particle boards at the indicated molar ratios significantly reduces the possibility of using particle boards due to the significant release of free formaldehyde into the environment from them.

Наиболее близким к изобретению является способ получения карбамидоформальдегидной смолы для производства древесно-стружечных плит, включающий конденсацию карбамида с формальдегидом в среде с переменной кислотностью при нагревании, вакуум-сушку, охлаждение и деконденсацию с дополнительным количеством карбамида до конечного молярного соотношения карбамида к формальдегиду 1:(1,2±0,02) (2). Closest to the invention is a method for producing a urea-formaldehyde resin for the production of chipboards, comprising condensation of urea with formaldehyde in a variable acid environment by heating, vacuum drying, cooling and decondensation with additional urea to a final molar ratio of urea to formaldehyde 1 :( 1.2 ± 0.02) (2).

Использование известной смолы в производстве древесно-стружечных плит позволяет получать плиты с количеством выделяемого формальдегида 13-20 мг/100 г плиты. По европейским стандартам эмиссия формальдегида до 10 мг/100 г плиты. The use of the known resin in the manufacture of chipboards allows to obtain plates with the amount of formaldehyde emitted 13-20 mg / 100 g of the plate. According to European standards, formaldehyde emissions up to 10 mg / 100 g plate.

Цель изобретения снижение эмиссии формальдегида до уровня не более 10 мг/100 г плиты. The purpose of the invention is the reduction of formaldehyde emissions to a level of not more than 10 mg / 100 g plate.

Для решения указанной задачи предлагается способ получения карбамидоформальдегидной смолы для производства древесно-стружечных плит, включающий конденсацию карбамида с формальдегидом в среде с переменной кислотностью при нагревании, вакуум-сушку, охлаждение и доконденсацию с дополнительным количеством карбамида, отличающийся тем, что конденсацию начинают при 50-55^оС, перед доконденсацией температуру повышают до 70-100^оС и при этой температуре вводят диоксидифенилпропан в количестве 3-8% от массы формальдегида, причем конечное молярное соотношение карбамида к формальдегиду составляет 1:(1,0-1,2).To solve this problem, a method is proposed for producing a urea-formaldehyde resin for the production of chipboards, including the condensation of urea with formaldehyde in a medium with variable acidity when heated, vacuum drying, cooling and post-condensation with an additional amount of urea, characterized in that the condensation begins at 50- 55 ^о С, before the condensation the temperature is increased to 70-100 ^о С and at this temperature dioxyphenylpropane is introduced in the amount of 3-8% by weight of formaldehyde, and the final molar the ratio of urea to formaldehyde is 1: (1.0-1.2).

Диоксидифенилпропан (С₆Н₄ОН)₂ х х С(СН₃)₂ продукт конденсации фенола с ацетоном, применяется как сырье для получения эпоксидных и фенолформальдегидных смол, представляет собой серовато-белый порошок, хорошо растворимый в спирте и ацетоне. Мол.м. 228,30, температура плавления 147^оС. Другие наименования дифенилпропан, бисфенол А.Dioxydiphenylpropane (С ₆ Н ₄ ОН) ₂ х х С (СН ₃ ) ₂ phenol-acetone condensation product, used as raw material for the production of epoxy and phenol-formaldehyde resins, is a grayish-white powder, readily soluble in alcohol and acetone. Mol.m. 228.30, melting point 147 ^about C. Other names are diphenylpropane, bisphenol A.

П р и м е р 1. 118,4 г формальдегида (1) в виде 37%-ного водного раствора формалина нейтрализуют 1 н.раствором NaOH до рН 4,5-4,8, добавляют 5 см³ водного раствора аммиака концентрации 25% добавляют 118,4 г карбамида (II). После растворения II поднимают температуру до 50-55^оС, выдерживают реакционную массу 1 ч, затем продолжают нагрев. При достижении температуры массы 70^оС добавляют диоксидифенилпропан (ДФП) 3% от массы формальдегида, введенного в процесс, и продолжают нагрев до 92^оС. Выдерживают при 92-100^оС до достижения вязкости 20с по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм, нейтрализуют реакционную массу до рН 7,5, отгоняют воду под вакуумом до коэффициента рефракции (КР) 1,457, снижают температуру смолы до 70^оС и добавляют II до молярного отношения I:II 1:1. Продолжают конденсацию 30 мин при температуре 50-70 (55-65)^оС. Затем смолу охлаждают, смешивают со стружкой, прессуют древесно-стружечную плиту (ДСП). Масса сухой смолы в плите составляет 10% от абсолютно сухой стружки. Эмиссия формальдегида из плиты составляет 7,0 мг/100 г плиты.PRI me R 1. 118.4 g of formaldehyde (1) in the form of a 37% aqueous formalin solution is neutralized with 1N NaOH solution to a pH of 4.5-4.8, 5 cm ^{3 of an} aqueous ammonia solution of concentration 25 are added % add 118.4 g of urea (II). After dissolution, II raise the temperature to 50-55 ^about C, maintain the reaction mass for 1 h, then continue heating. Upon reaching the mass temperature of 70 ^{° C} was added dioksidifenilpropan (TPA) 3% by weight of formaldehyde, introduced into the process, and continue heating to 92 ^o C. Maintain at 92-100 ^{° C} to achieve a viscosity of 20c viscometer VZ-246 with a nozzle diameter of 4 mm, the reaction mass was neutralized to pH 7.5, water was distilled off in vacuo to refraction coefficient (CD) 1.457, reduce the resin temperature to ⁷⁰ ° C and added to II molar ratio I: II of 1: 1. Continuing condensation for 30 minutes at a temperature of 50-70 (55-65) ^on C. Then the resin is cooled, mixed with the chips, pressed chipboard (particle board). The mass of dry resin in the slab is 10% of absolutely dry shavings. The formaldehyde emission from the plate is 7.0 mg / 100 g plate.

П р и м е р 2. Реакционную массу, приготовленную и выдержанную при 50-55^оС по примеру 1 нагревают до 92-100^оС, добавляют ДФП 8% от массы формальдегида, введенного в процесс, и выдерживают до достижения вязкости 20 с, нейтрализуют и отгоняют под вакуумом воду, снижают температуру смолы от 70^оС и добавляют II до молярного соотношения I:II 1,2:1. Далее ведут процесс, как в примере 1. Эмиссия формальдегида из плиты 8,5 мг/100 г плиты.PRI me R 2. The reaction mass, prepared and aged at 50-55 ^about With example 1 is heated to 92-100 ^about With, add DPP 8% by weight of formaldehyde introduced into the process, and incubated until a viscosity of 20 s , neutralize and distill off the water under vacuum, reduce the temperature of the resin from 70 ^about C and add II to a molar ratio of I: II of 1.2: 1. Next, the process is conducted, as in example 1. The emission of formaldehyde from the plate is 8.5 mg / 100 g of the plate.

П р и м е р 3. Реакционную массу по примеру 1, нагретую до 92-100^оС, выдержанную до достижения вязкости 20 с, нейтрализуют, добавляют ДФП 5,5% от массы формальдегида, введенного в процесс и отгоняют под вакуумом воду. Температуру массы снижают до 70^оС и добавляют (II) до молярного соотношения I: II 1,1:1, далее процесс ведут как в примере 1. Эмиссия формальдегида из плиты 9,2 мг/100 г плиты.PRI me R 3. The reaction mass according to example 1, heated to 92-100 ^about With, sustained until a viscosity of 20 seconds, neutralized, add DPP 5.5% by weight of formaldehyde introduced into the process and water is distilled off under vacuum. The temperature of the mass is reduced to 70 ^° C and (II) is added to a molar ratio I: II of 1.1: 1, then the process is carried out as in Example 1. Formaldehyde emission from the plate is 9.2 mg / 100 g of the plate.

П р и м е р 4. 355,2 г 1 в виде 37%-ного водного раствора формалина нейтрализуют 1 н.раствором NaOH до рН 4,5-4,8, добавляют 15 см³ 25%-ного водного раствора аммиака, добавляют 355,2 г карбамида, выдерживают полученный раствор при 50-55^оС 30 мин, затем с помощью дозировочного насоса подают полученный конденсационный раствор в каскад 2-х реакторов с температурой в I 88-90^оС, во II 92-100^оС таким образом, чтобы вязкость после II реактора по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм составляла 18-22 с. После второго реактора из капельной воронки в реакционную массу постоянно подают 1 н. раствор NaOH для нейтрализации реакционной массы. Из нейтрализованной реакционной массы под вакуумом удаляют воду для увеличения массы сухих веществ в смоле, кр 1,457 к высушенной смоле, имеющей температуру 70^оС, добавляют ДФП 5,5% от массы формальдегида, введенного в процесс, перемешивают до полного растворения ДФП и добавляют II до молярного соотношения I:II 1,2:1. Далее процесс ведут, как в примере 1. Эмиссия формальдегида из плиты 9,8 мг/100 г плиты.PRI me R 4. 355.2 g 1 in the form of a 37% aqueous formalin solution is neutralized with 1 N NaOH solution to a pH of 4.5-4.8, 15 cm ^{3 of a} 25% aqueous ammonia solution are added, 355.2 g of urea are added, the resulting solution is kept at 50-55 ^о С for 30 minutes, then, using a dosing pump, the obtained condensation solution is fed into a cascade of 2 reactors with a temperature in I 88-90 ^о С, in II 92-100 ^о In such a way that the viscosity after reactor II with a VZ-246 viscometer with a nozzle diameter of 4 mm is 18-22 s. After the second reactor, 1N is constantly fed from the dropping funnel into the reaction mass. NaOH solution to neutralize the reaction mass. From the neutralized reaction mass water is removed under vacuum to increase the dry solids weight in the resin, Cr 1.457 to dried resin, having a temperature of 70 ^C, was added TPA from 5.5% formaldehyde mass introduced into the process was stirred until complete dissolution and is added TPA II to a molar ratio of I: II of 1.2: 1. The process is then carried out as in Example 1. Formaldehyde emission from the plate is 9.8 mg / 100 g of the plate.

П р и м е р ы 5 и 6 полностью аналогичны примеру N 1, но расход диоксидифенилпропана составляет в них, соответственно, 2 и 9% на массу формальдегида. Пример 7 соответствует воспроизведению способа по прототипу (без введения диоксидифенилпропана). EXAMPLES 5 and 6 are completely similar to example No. 1, but the consumption of dioxidiphenylpropane in them is, respectively, 2 and 9% by weight of formaldehyde. Example 7 corresponds to the reproduction of the method of the prototype (without the introduction of dioxidiphenylpropane).

Из данных таблицы видно, что благодаря способу по изобретению эмиссия формальдегида из ДСП снижается до 7,0-9,8 мг/100 г плиты (примеры 1-4). При этом эксплуатационные, в т.ч. физико-механические свойства ДСП остаются на уровне, присущем прототипу 5. From the data of the table it can be seen that due to the method according to the invention, the emission of formaldehyde from particleboard is reduced to 7.0-9.8 mg / 100 g plate (examples 1-4). At the same time operational, including physico-mechanical properties of particleboard remain at the level inherent in the prototype 5.

При расходе диоксидифенилпропана ниже нижнего обусловленного предела не достигается снижения эмиссии формальдегида менее 10 мг/100 г плиты (пример 5). When the consumption of dioxidiphenylpropane below the lower stipulated limit, the reduction of formaldehyde emission of less than 10 mg / 100 g of the plate is not achieved (example 5).

При расходе диоксидифенилпропана выше верхнего обусловленного предела не достигается дальнейшего улучшения параметра эмиссии формальдегида (пример N 6), что позволяет оценить превышение расхода диоксидифенилпропана сверх обусловленных пределов как нецелесообразное. When the consumption of dioxidiphenylpropane is above the upper stipulated limit, further improvement of the formaldehyde emission parameter is not achieved (Example No. 6), which makes it possible to estimate the excess of the consumption of dioxiphenylpropane over the stipulated limits as impractical.

Claims

METHOD FOR PRODUCING CARBAMIDE FORMALDEHYDE RESIN for the production of chipboards, including condensation of carbamide with formaldehyde in a medium with varying acidity, heating, vacuum drying, cooling and decondensation with an additional amount of carbamide, characterized in that the condensation starts at 50 - 55 ^o С, before the decondensation, raised to 70 - 100 ^o C and at this temperature dioksidifenilpropan administered in an amount of 3 - 8% by weight of formaldehyde, wherein the final molar ratio urea to formaldehyde with stavlyaet 1: (1.0 - 1.2).