RU2059663C1 - Способ получения карбамидоформальдегидной смолы - Google Patents

Способ получения карбамидоформальдегидной смолы Download PDF

Info

Publication number
RU2059663C1
RU2059663C1 SU5064908A RU2059663C1 RU 2059663 C1 RU2059663 C1 RU 2059663C1 SU 5064908 A SU5064908 A SU 5064908A RU 2059663 C1 RU2059663 C1 RU 2059663C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
formaldehyde
urea
carbamide
temperature
condensation
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
В.Г. Потапов
А.Н. Дудичев
Original Assignee
Акционерное общество "Акрон"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Акрон" filed Critical Акционерное общество "Акрон"
Priority to SU5064908 priority Critical patent/RU2059663C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2059663C1 publication Critical patent/RU2059663C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Abstract

Использование: в качестве связующих и клеев для склеивания древесины и других целей. Сущность изобретения: конденсируют карбамид и формальдегид в водной среде с переменным pН при нагревании при молярным соотношении формальдегида к карбамиду (1,6 : 1) - (2,2 : 1) смешением 35 - 55% водного раствора формалина или карбамидо-формальдегидного концентрата с содержанием формальдегида 45 - 65% и карбамида 15 - 25%, с карбамидом проводят конденсацию в течение 0,5 - 10 при температуре 20 - 80oС и pН 6,0 - 8,5, далее снижают pH до 3,5 - 5,5, повышают температуру от 70oС до температуры кипения и продолжают конденсацию до вязкости 15 - 1000 мПа • с, затем доводят pH до 7,0 - 9,0 и в полученный форконденсат добавляют карбамид до молярного соотношения формальдегида (1,6 : 1) - (1,2 : 1) и проводят дальнейшую конденсацию при температуре 60 - 80oС в течение 0,5 - 2 ч с последующим снижением температуры до 0 - 35oС. Может проводиться стадия упаривания до содержания сухих веществ 60 - 70% после приготовления реакционной смеси или после получения форконденсата или после дальнейшей конденсации форконденсата. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относится к способам получения карбамидо-формальдегидных смол, применяемых в качестве связующих и клеев для склеивания древесины и других целей.
Цель изобретения упрощение процесса синтеза низкомольных карбамидо-формальдегидных смол, а именно двухкратное введение карбамида, причем выпадение осадка при конденсации при низком мольном соотношении формальдегида к карбамиду не происходит за счет проведения щелочной стадии при пониженной температуре.
В настоящее время ужесточились требования к эмиссии формальдегида из изделий, изготовленных на основе карбамидо-формальдегидных смол. В связи с этим широкое применение получили так называемые низкомольные смолы, т.е. с минимальным соотношением формальдегида к карбамиду.
Однако со снижением соотношения формальдегида к карбамиду ухудшаются показатели качества смол: снижается их стабильность, реакционная способность и соответственно снижаются физико-химические показатели на их основе.
Известен способ получения карбамидо-формальдегидной смолы, по которому водный 30-50%-ный формальдегид смешивают с карбамидом, при молярном соотношении формальдегид: карбамид (Ф: K) (2:1)-(3:1) при рН 6-11 и нагревают до температуры 50-80оС, проводя так называемую "щелочную стадию", затем проводят "кислую стадию" при рН 0,5-3,5, и после достижения необходимой вязкости (степени конденсации) смесь нейтрализуют до рН 6,5-9,0, после чего вводят дополнительное количество карбамида до соотношения Ф:K (0,8:1)-(1,8: 1). Это традиционный метод получения смолы, отличающийся тем, что конечный продукт может быть низкомолярным (Ф:K до 0,8:1). Очевидно, что высокое начальное соотношение Ф:К (от 3:1 до 2:1) задается из соображений сохранения гомогенности системы, так как в этом случае получаются высоко метилолированные продукты. Но это заставляет на 2-1 стадии вводить большое количество дополнительного карбамида, особенно при изготовлении низкомольных смол, и, как следствие, проводить кислую стадию в жестких условиях (рН 0,5-3,5), чтобы после добавления 2-й порции карбамида сохранить достаточную вязкость. Однако жесткая кислая стадия повышает вероятность желатинизации реакционной смеси прямо в реакторе. Этот недостаток смягчается в известных способах с более чем двухкратным введением карбамида. Известен способ получения карбамидо-формальдегидных (КФ) продуктов, по которому в процессе изготовления молярное соотношение Ф: K меняется три раза: от 2:1 до 3,5:1 при рН 4-5,8 на первой стадии, затем от 1,5:1 до 1,9:1 при рН 5,9-6,8 на 2-й стадии и от 1,5:1 до 1,4:1 при рН 7,2-8,5 на 3-й стадии. На 3-й стадии карбамид вводится при охлаждении. Однако, как отмечено рядом исследователей, при отсутствии первоначальной щелочной стадии, т.е. когда до кислой стадии не проводится выдержка в щелочной среде, может произойти выпадение осадка уже в ходе реакции. Также отсутствует щелочная стадия в другом известном процессе, по которому карбамид добавляется непрерывно в предварительно подкисленный до рН 0,5-3,5 формалин до достижения соотношения Ф:К от 2,9:1 до 3,1:1. Затем смесь нейтрализуют и вводят дополнительное количество карбамида до Ф:К от 1,1:1 до 1,2: 1. Следует предположить, что в этом варианте изготовления смолы не требуется первоначальная щелочная стадия. На кислой стадии предлагается регулировать выделение тепла скорость введения мочевины, что технологически достаточно сложно. Наиболее близок к предлагаемому способ, взятый за прототип и включающий первоначальную щелочную стадию при соотношении Ф:К 2:1 и рН 7,0-7,4, и затем кислую стадию при рН 4,8-5,8, далее вводится карбамид до Ф:K 1,8:1-1,9: 1 и продолжается конденсация, и затем при рН 5,8-6,5 вводится карбамид до соотношения Ф:K 1:1-1,3:1 с последующим снижением температуры и нейтрализацией до рН 7,0-8,0.
Нами предлагается возврат к двухкратному изменению молярного соотношения при синтезе низкомолекулярных смол. При этом процесс существенно упрощается. Чтобы избежать выпадения осадка при первоначально низких молярных соотношениях Ф:К, предлагается модифицированная щелочная стадия. Как известно, целью этой стадии является получение высокометилолированных продуктов, которые на кислой стадии, придавая смоле стабильность, предотвращают выпадение осадка. Было установлено, что, если проводить щелочную стадию в более мягких температурных условиях, (температура от 20о до 80оС), то, несмотря на замедление скорости реакции, возникает возможность снизить исходное соотношение Ф:K до 1,6: 1-1,9:1 без риска потери гомогенности на последующей кислой стадии. Проведение же кислой стадии при низком соотношении Ф:К уменьшает риск желатинизации смеси в реакторе, так как для достижения той же степени конденсации возможно проведение кислой стадии при более высоком значении рН. Предположения подтверждаются работами ряда исследователей, в одной из которых исследовалась реакция конденсации формальдегида и карбамида в щелочной среде. При этом установлено, что образование продуктов со степенью конденсации большей, чем моно-, ди-, и триметилолмочевины, в существенной степени начинает протекать при температурах выше 80оС. Минимальное образование высококонденсированных соединений приходится на рН около 8. В другой работе изучена реакция конденсации формальдегида и карбамида в щелочной среде при различных температурах. Показано, что при температуре 50оС и рН 7,0 снижение содержания свободного формальдегида, т.е. образование метильных производных заканчивается в течение трех часов. Т.к. видимо выпадение гетерогенной фазы связано с повышенным образованием низкометилолированных конденсированных соединений, то предпочтительно проводить щелочную стадию при температурах ниже 80оС и рН около 8.
При использовании в качестве сырья карбамидо-формальдегидного концентрата или концентрированного формалина не требуется стадии выпарки. Если же используется формалин 37-40% концентрации, то требуется выпарка. Как показывает опыт нашей работы, подтверждаемый анализом патентной информации, стадии выпарки может быть проведена перед или после любой из стадии. Так было предложено проведение выпарки после щелочной стадии, или выпарку предлагают проводить после введения 2-й порции карбамида или же после введения всего карбамида.
С учетом изложенных соображений, нами предлагаются варианты выпарки как после кислой стадии, так и после введения дополнительного количества карбамида. Так как предлагаемый способ отличается модифицированной щелочной стадией, проводимой в мягких температурных условиях, то предусмотрен вариант совмещения выпарки со щелочной стадией, в этом случае температура на этой стадии не должна превышать 80оС.
П р и м е р 1. В реактор, снабженный мешалкой и обратным холодильником, загружают 460 г 37%-ного формалина. При необходимости формалин нейтрализуют 40% раствором NaOH до рН 3,0. Добавляют 267 г 50%-ного водного раствора карбамида (Ф: K 1,7:1) и растворяют его при перемешивании. Нагревают смесь до 40оС, при необходимости устанавливая рН полученного раствора 8,0 40%-ный раствором NaOH, выдерживают при этой температуре в течение 2 ч при перемешивании. Затем рН реакционной смеси снижают до 5,0 введением 20%-ного раствора хлорида аммония, температуру поднимают до 90оС и проводят конденсацию в кислой среде до достижения вязкости 20 мПа.с. В этот момент вводят 40% раствор NaOH, доводя рН реакционной смеси до 8,0. После этого проводят выпарку под вакуумом при температуре от 55 до 60оС до содержания сухих веществ 65% и вводят карбамид при перемешивании, устанавливая соотношение Ф:K 1,0:1. Температуру смеси устанавливают 60оС продолжают перемешивание в течение 1 ч при этой температуре, затем охлаждают до температуры 25оС.
Полученная смола имеет следующие характеристики:
Соотношение Ф:K 1,05:1
Содержание свободного
формальдегида, мас. 0,05
Время желатинизации
при 100оС, с 9,5
Вязкость, мПа·с 250
Срок хранения, сут 25
П р и м е р 2. В реактор, снабженный мешалкой и обратным холодильником, загружают 486 г 37%-ного формалина. Формалин нейтрализуют 40%-ный раствором NaOH до рН 7,5. Добавляют 200 г карбамида (Ф:K 1,9:1) и растворяют его при перемешивании. Нагревают смесь до 50оС, при необходимости устанавливая рН полученного раствора 8,0 40%-ным раствором NaOH, выдерживают при этой температуре в течение полутора часов при перемешивании. Затем рН реакционной смеси снижают до 35 введением 20%-ного раствора хлорида аммония, температуру поднимают до 70оС и проводят конденсацию в кислой среде до достижения вязкости 50 мПа.с. В этот момент вводят 40%-ный раствор NaOH, доводя рН реакционной смеси до 7,0. После этого вводят карбамид при перемешивании, устанавливая соотношение ФК: 1,1:1. Температуру смеси устанавливают 60оС и продолжают перемешивание в течение 1 ч при этой температуре. После этого проводят выпарку под вакуумом при температуре от 55 до 60оС до содержания сухих веществ 65% и охлаждают до температуры 25оС.
Полученная смола имеет следующие характеристики:
Соотношение Ф:K 1,1:1
Содержание свободного
формальдегида, мас. 0,08
Время желатинизации
при 100оС, с 75
Вязкость, мПа·с 300
Срок хранения, сут 30
П р и м е р 3. В реактор, снабженный мешалкой и обратным холодильником, загружают 486 г 37%-ного формалина. Формалин нейтрализуют 40% раствором NaOH до рН 8,5. Добавляют 200 г карбамида (Ф:K 1,9:1) и растворяют его при перемешивании. рН полученного раствора при необходимости устанавливают 8,5 при помощи 40% -ного раствора NaOH. Затем проводят выпарку под вакуумом при температуре 55-60оС до содержания сухих веществ 65% и далее рН реакционной смеси снижают до 5,3 введением 10%-ного раствора муравьиной кислоты, температуру поднимают до 90оС и проводят конденсацию в кислой среде до достижения вязкости 800 мПа·с. В этот момент вводят 40%-ный раствор NaOH, доводя рН реакционной смеси до 8,5 и вводят карбамид при перемешивании, устанавливая соотношение Ф:K 1,1:1. Далее отключают источник тепла и оставляют смесь самопроизвольно охлаждаться, продолжая перемешивание до растворения карбамида или достижения температуры 25оС.
Полученная смола имеет следующие характеристики:
Соотношение Ф:K 1,1:1
Содержание свободного
формальдегида, мас. 0,08
Время желатинизации
при 100оС, с 75
Вязкость, мПа·с 280
Срок хранения, сут 30
П р и м е р 4. В реактор, снабженный мешалкой и обратным холодильником, загружают 457 г 35%-ного формалина. Формалин нейтрализуют 40% раствором NaOH до рН 7,5. Добавляют 210 г 95%-ного водного раствора карбамида (Ф:K 1,6:1) и растворяют его при перемешивании. рН полученного раствора при необходимости устанавливают 8,0 при помощи 25%-ного водного раствора NH3. Смесь выдерживают при температуре 20оС в течение 10 ч при перемешивании. После этого проводят выпарку под вакуумом при температуре 85-90оС до содержания сухих веществ 65% Затем рН реакционной смеси снижают до 5,5 введением 20%-ного раствора хлорида аммония, температуру поднимают до температуры кипения и проводят конденсацию в кислой среде до достижения вязкости 15 мПа·с. В этот момент вводят 40% -ный раствор NaOH, доводя рН реакционной смеси до 8,5 и вводят карбамид при перемешивании, устанавливая соотношение Ф:K 1,0:1. Температуру смеси устанавливают 80оС, продолжают перемешивание в течение 0,5 ч при этой температуре, затем охлаждают до температуры 25оС.
Полученная смола имеет следующие характеристики:
Соотношение Ф:K 1,0:1
Содержание свободного
формальдегида, мас. 0,03
Время желатинизации
при 100оС, с 110
Вязкость мПа.с 130
Срок хранения, сут 20
П р и м е р 5. В реактор, снабженный мешалкой и обратным холодильником, загружают 440 г 50%-ного формалина. Формалин нейтрализуют 40%-ным раствором NaON до рН 7,5. Добавляют 200 г карбамида (Ф:K 2,2:1) и растворяют его при перемешивании. Нагревают смесь до 80оС, при необходимости устанавливая рН полученного раствора 6,0 40%-ным раствором NaOH, выдерживают при этой температуре в течение 0,5 ч при перемешивании. Затем рН реакционной смеси снижают до 5,0 введением 20%-ного раствора хлорида аммония, температуру поднимают до 90оС и проводят конденсацию в кислой среде до достижения вязкости 800 мПа.с. В этот момент вводят 40%-ный раствор NaOH, доводя рН реакционной смеси до 7,5 и затем вводят карбамид при перемешивании, устанавливая соотношение Ф:K 1,2: 1. Температуру смеси устанавливают 60оС продолжают перемешивание в течение 2 ч при этой температуре, затем охлаждают до температуры 25оС.
Полученная смола имеет следующие характеристики:
Соотношение Ф:K 1,2:1
Содержание свободного
формальдегида, мас. 0,15
Время желатинизации
при 100оС, с 50
Вязкость, мПа.с 400
П р и м е р 6. В реактор, снабженный мешалкой и обратным холодильником, загружают 200 г КФ концентрата содержащего 55% "общего" формальдегида (во всех его формах) и 21 "общего" карбамида. Добавляют 90 г карбамида (Ф:K 2,0: 1) и растворяют его при перемешивании. рН полученного раствора при необходимости устанавливают 7,5 при помощи 40%-ного раствора NaOH.Смесь выдерживают при температуре 40оС в течение 2 ч при перемешивании. Затем рН реакционной смеси снижают до 5,2 введением 10%-ного раствора уксусной кислоты, температуру поднимают до 90оС и проводят конденсацию в кислой среде до достижения вязкости 1000 мПа·с. В этот момент вводят 40% раствор NaOH, доводя рН реакционной смеси до 7,5 и затем вводят карбамид при перемешивании, устанавливая соотношение Ф:K 1,15:1. Температуру смеси устанавливают 60оС продолжают перемешивание в течение 1 при этой температуре, затем охлаждают до температуры 25оС.
Полученная смола имеет следующие характеристики:
Соотношение Ф:K 1,15:1
Содержание свободного
формальдегида, мас. 0,10
Время желатинизации
при 100оС, с 60
Вязкость, мПа·с 350
Срок хранения, сут 45
Результаты исследований представлены в табл. 1, 2.

Claims (2)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ конденсацией реакционной смеси карбамида и формальдегида в водной среде с переменным pH при нагревании, отличающийся тем, что готовят реакционную смесь с молярным соотношением формальдегида к карбамиду от 1,6 1 до 2,2 1 смешением 35 - 55%-ного водного раствора формалина или карбамидно-формальдегидного концентрата с содержанием формальдегида 45 65% и карбамида 15 25% с карбамидом, проводят конденсацию в течение 0,5 10 ч при температуре 20 - 80oС и pH 6,0 8,5, далее снижают pH до 3,5 5,5, повышают температуру от 70oС до температуры кипения и продолжают конденсацию до вязкости 15 - 1000 МПа • с, затем доводят pH до 7,0 9,0 и в полученный форконденсат добавляют карбамид до мольного соотношения формальдегида от 1,0 1 до 1,2 1 и проводят дальнейшую конденсацию при 60 80oС в течение 0,5 2 ч с последующим снижением температуры до 0 35oС.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проводят стадию упаривания до содержания сухих веществ 60 70% после приготовления реакционной смеси, или после получения форконденсата, или после окончания процесса дальнейшей конденсации форконденсата.
SU5064908 1992-08-25 1992-08-25 Способ получения карбамидоформальдегидной смолы RU2059663C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5064908 RU2059663C1 (ru) 1992-08-25 1992-08-25 Способ получения карбамидоформальдегидной смолы

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5064908 RU2059663C1 (ru) 1992-08-25 1992-08-25 Способ получения карбамидоформальдегидной смолы

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2059663C1 true RU2059663C1 (ru) 1996-05-10

Family

ID=21614555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5064908 RU2059663C1 (ru) 1992-08-25 1992-08-25 Способ получения карбамидоформальдегидной смолы

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2059663C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443721C1 (ru) * 2010-12-15 2012-02-27 Открытое акционерное общество "МЕТАФРАКС" Способ получения карбамидоформальдегидной смолы
RU2823244C1 (ru) * 2024-01-12 2024-07-22 Акционерное общество "Метафракс Кемикалс" Способ получения карбамидоформальдегидной смолы

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
K. Kumlin, R. Simonson, Angew Macromol. Chem. 93, 27-42, 1981. D. Braun, F. Bayersdorf, Ahgew Macromol Chem. 83, 21-36, 1979. Патент Франции 2625204, C 08G 12/12, 1987. *
PCT WO 89/00587, C 08G 12/12, 1989. EP 0038180 В2, C 08G 12/12, 1988. Патент США 4.410.685, C 08G 12/12, 1983. Авторское свидетельство СССР N 1454254, C 08G 12/12, 1989. Патент США 4.174.310, C 08G 12/12, 1989. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443721C1 (ru) * 2010-12-15 2012-02-27 Открытое акционерное общество "МЕТАФРАКС" Способ получения карбамидоформальдегидной смолы
RU2823244C1 (ru) * 2024-01-12 2024-07-22 Акционерное общество "Метафракс Кемикалс" Способ получения карбамидоформальдегидной смолы

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1454254A3 (ru) Способ получени мочевиноформальдегидной смолы
US6579338B2 (en) Controlled release urea-formaldehyde liquid fertilizer resins with high nitrogen levels
RU2059663C1 (ru) Способ получения карбамидоформальдегидной смолы
US4381368A (en) Process for the preparation of urea-formaldehyde resins
US4564667A (en) Urea-formaldehyde resin manufacture
US4820766A (en) Highly stable sulfonated melamine-formaldehyde condensate solution
Absi‐Halabi et al. Water‐soluble sulfonated amino‐formaldehyde resins. I. Melamine resins, synthesis
EP0211531B1 (en) Process for making solid urea-formaldehyde resins
EP0699214B1 (en) Processes for manufacture of sulfonated melamine-formaldehyde resins
US4691001A (en) Process for making solid urea-formaldehyde resins
US6864344B1 (en) Sulfonated condensation products which are stabile in storage, method for the production thereof, and their use
KR100243066B1 (ko) 멜라민-우레아-포름알데히드 수지의 제조방법
US5043417A (en) Low molecular weight urea-formaldehyde reaction products and process for the preparation thereof
RU2249015C2 (ru) Способ получения карбамидоформальдегидной смолы (варианты)
US5693743A (en) Aminoplastics
CN115491173B (zh) 木质素磺酸钠–脲醛预缩液–尿素合成改性脲醛树脂木材胶粘剂及其制备方法
US2497073A (en) Reaction products of dicyandiamide with an amine-formaldehyde reaction product
SU540576A3 (ru) Способ непрерывного получени мочевиноформальдегидных смол
SU651011A1 (ru) Способ получени клеев
RU2050372C1 (ru) Способ получения карбомидоформальдегидной олигомерной добавки к карбамидным смолам
CN115894831A (zh) 一种可无限水溶的脲醛树脂的制备方法及其应用
JPH0243763B2 (ja) Konodosurupponkaaminojushisuiyoekinoseizoho
JPS6345159A (ja) 高濃度・低粘度のスルホン化アミノ樹脂水溶液の製造方法
JP2001019768A (ja) 高分子量チオ尿素重合体及びその製造方法
SU956492A1 (ru) Способ получени термореактивного св зующего