RU2296776C1 - Синтетическая смола и способ ее получения - Google Patents
Синтетическая смола и способ ее получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296776C1 RU2296776C1 RU2005139066/04A RU2005139066A RU2296776C1 RU 2296776 C1 RU2296776 C1 RU 2296776C1 RU 2005139066/04 A RU2005139066/04 A RU 2005139066/04A RU 2005139066 A RU2005139066 A RU 2005139066A RU 2296776 C1 RU2296776 C1 RU 2296776C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- formaldehyde
- stage
- resin
- temperature
- urea
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G12/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
- C08G12/02—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes
- C08G12/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with acyclic or carbocyclic compounds
- C08G12/10—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with acyclic or carbocyclic compounds with acyclic compounds having the moiety X=C(—N<)2 in which X is O, S or —N
- C08G12/12—Ureas; Thioureas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G12/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
- C08G12/02—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes
- C08G12/40—Chemically modified polycondensates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
- Veneer Processing And Manufacture Of Plywood (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химической промышленности и касается синтетической смолы и способа ее получения, применяемой преимущественно в производстве древесно-стружечных плит, фанеры и клеевых соединений древесины. Смолу получают путем взаимодействия карбамида и формальдегида в присутствии реагента крахмального окисленного при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбамид 58,2-68,1; формальдегид 29,0-37,9; реагент крахмальный окисленный - остальное до 100. Полученная смола имеет молекулярную массу не менее 1000. Способ получения смолы включает приготовление реакционной смеси на основе карбамида и формальдегида с рН 7,0-7,5 при мольном соотношении карбамида к формальдегиду, равном 1:2 моль. Первый этап процесса включает нагрев смеси до температуры, не превышающей температуру кипения, и выдержку при этой температуре в течение времени, необходимого для образования гидроксиметильных групп. Второй этап - конденсацию при снижении рН до 4,2-4,5, поддерживая первоначальную температуру в течение времени, необходимого для образования олигомера со степенью поликонденсации 6-10, нейтрализацию конденсационного раствора до рН 6,7-7,0. Третий этап - снижение температуры на 20-27°С по отношению к первоначальной. Четвертый этап - введение дополнительного количества карбамида, доконденсацию с последующим охлаждением до комнатной температуры. При этом до начала четвертого этапа в реакционную смесь вводят реагент крахмальный окисленный в количестве 1-25 массовых частей по абсолютно сухому веществу, считая на 100 массовых частей абсолютно сухого формальдегида, при этом мольное соотношение карбамида к формальдегиду после четвертого этапа составляет 1:(0,85-1,30). Технический результат - снижение содержания свободного формальдегида при одновременном увеличении показателя смешиваемости смолы с водой. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Группа изобретений относится к химической промышленности и касается синтетической смолы и способа ее получения, применяемой преимущественно в производстве древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, фанеры и клеевых соединений древесины.
Известна и наиболее широко применяется в промышленности карбамидоформальдегидная смола марки КФ-МТ-15 [ТУ 6-05-12-88, Справочник по производству древесно-стружечных плит / Отлев И.А. и др. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Лесн. пром-сть, 1990, - с.41-42]. Для синтеза смолы используют карбамид, формальдегид в виде водного раствора (формалин) или в виде карбамидоформальдегидного концентрата (далее - КФК) и добавки для регулирования рН среды (например, водные растворы едкого натра и хлорида аммония).
Физико-химические свойства карбамидоформальдегидных смол (КФС) в основном зависят от мольного соотношения карбамид:формальдегид и от условий синтеза смолы. Начальный состав реакционной смеси смолы марки КФ-МТ-15 имеет мольное соотношение карбамида к формальдегиду, равное 1:2, конечное мольное соотношение карбамид:формальдегид составляет 1:1,21-1:1,24 за счет того, что дополнительный карбамид вводят в количестве 65-61 массовых частей (далее - мас.ч.) на каждые 100 мас.ч. карбамида, израсходованного для приготовления реакционной смеси. Смола имеет показатель предельной смешиваемости с водой 1:2-1:10, срок хранения 1,5 месяца, содержание свободного формальдегида - не более 0,15%. Средняя молекулярная масса данной смолы не превышает 700. Использование смолы в производстве плит обеспечивает получение продукции с содержанием формальдегида на уровне 12-18 мг/100 г абс. сухой плиты, что относит ее к классу эмиссии формальдегида Е2 по ГОСТ 10632-89, имеющей ограниченное применение.
Известна другая смола, используемая для изготовления плит, для снижения токсичности которых до уровня требований класса эмиссии формальдегида Е1, то есть не более 10 мг/100 г абс. сухой плиты, состав реакционной смеси для синтеза смолы имеет мольное соотношение карбамид:формальдегид 1:1,15-1:1,20 [Кондратьев В.П., Шолохова Г.В. Новые карбамидные смолы для древесных плит. Синтез, модифицирование и применение смол для древесных плит / Науч.-практ. семинар, 18 ноября 2004 г., СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2004, с.30-40]. Смола имеет показатель предельной смешиваемости с водой 1:1-1:4, срок хранения 1 месяц, содержание свободного формальдегида - не более 0,11%.
Известны составы реакционной смеси, имеющие мольное соотношение карбамид:формальдегид, изменяющееся в диапазоне от 1:0,85 до 1:1,15 [Анохин А.Е. О клеящей способности низкомольных карбамидных смол. Древесные плиты: теория и практика: Второй науч.-практ. семинар, 17-18 марта 1999 г., СПб.: СПбЛТА, 1999, с.30-32]. Смолы имеют содержание свободного формальдегида не более 0,10% [Хотилович П.А., Шабанов Ю.В. Изучение влияния условий синтеза КФС на формирование свойств ДСтП пониженной токсичности. Древесные плиты: теория и практика: Четвертый науч.-практ. семинар, 21-22 марта 2001 г., СПб.: СПбЛТА, 2001, с.24-26]. Опыт разработки и применения КФС с низким (ниже 1:1,20) мольным соотношением выявил ограниченный срок хранения смол, которые практически не подлежат транспортировке [Кондратьев В.П., Шолохова Г.В., с.32]. Смолы имеют гарантийный срок хранения 2-7 суток и способны к пастованию [Доронин Ю.Г., Кондратьев В.П., Савельева Т.В. Пути совершенствования синтеза карбамидоформальдегидных смол с целью снижения токсичности готовой продукции: Обзор. информ. - М.: ВНИПИЭИлеспром, 1988, с.19].
В качестве формальдегидсодержащего компонента для синтеза смол применяют формалин или карбамидоформальдегидный концентрат (КФК), представляющий водный раствор формальдегида и карбамида [Кондратьев В.П., Кондращенко В.И. Синтетические клеи для древесных материалов. - М.: Научный мир, 2004, с.254-264]. Использование карбамидоформальдегидного концентрата позволяет исключить продолжительную стадию синтеза смолы - вакуумирование за счет высокой концентрации формальдегида в КФК (50-60% от общего состава).
Известны невакуумированные смолы, например, марок КФ-А, КФ-НВ. При производстве таких смол из формалина операция вакуумирования исключается [Кондратьев В.П., Кондращенко В.И., с.245-253]. Особенностью невакуумированных смол является пониженная до 52-55% массовая доля сухого остатка, однако производство таких смол широко распространено, так как уменьшается количество сточных вод, что позволяет улучшить экологическую обстановку и повысить экономичность производства.
Недостатком составов реакционной смеси с мольным соотношением карбамид:формальдегид от 1:1,21 до 1:1,30 является повышенное содержание свободного формальдегида в смоле, в результате чего продукция на основе этих смол не отвечает требованиям по токсичности (ГОСТ 10632-89). Недостатком составов реакционной смеси с мольным соотношением карбамид: формальдегид от 1:0,85 до 1:1,20 является низкий показатель смешиваемости смолы с водой, что затрудняет приготовление раствора смолы необходимой концентрации, а также непродолжительный срок хранения смолы.
Для снижения содержания формальдегида в плитах и фанере предложено в смолу вводить крахмал в количестве 3-6% от массы готовой смолы [Кондратьев В.П., Кондращенко В.И., с.123-127, с.302-304]. Недостатком состава является то, что крахмал нерастворим в воде и после введения в смолу находится во взвешенном состоянии, что требует постоянного перемешивания приготовленной смеси. Кроме того, при смешении крахмала с готовой смолой связывание формальдегида крахмалом может происходить в течение непродолжительного времени хранения приготовленного состава и короткого времени горячего прессования плит или фанеры.
Для увеличения показателя смешиваемости смол с водой и повышения стабильности их при хранении в них вводят добавки спиртов: пропиленгликоля и (или) триэтаноламина [Кондратьев В.П., Кондращенко В.И., с.293, 302] в количестве 8,0 и 0,35% соответственно [Тупицын Ю.С., Мирошниченко С.Н., Ноткин М.М. Процессы и оборудование для отделки древесных плитных материалов. - М.: Лесн. пром-сть, 1983, с.108]. Спирты добавляют в процессе синтеза КФС или в готовую смолу. Недостатком состава является токсичность спиртов и неспособность их связывать свободный формальдегид.
В качестве прототипа выбрана синтетическая карбамидоформальдегидная смола марки КФ-МТ [Доронин Ю.Г., Мирошниченко С.Н., Свиткина М.М. Синтетические смолы в деревообработке. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Лесная пром-ть, 1987, - с.10, 31-39]. Карбамидоформальдегидная смола марки КФ-МТ представляет собой смесь низкомолекулярных продуктов поликонденсации со средней молекулярной массой не более 700, то есть она представляет собой смесь олигомеров со степенью поликонденсации 6-10. Смола имеет массовую долю сухого остатка 65-67%, массовую долю свободного формальдегида - не более 0,3%, остальные физико-химические свойства смолы приведены в таблице. Смола характеризуется хорошей предельной смешиваемостью с водой (1:4-1:10), срок ее хранения 2-3 месяца, однако имеет высокое содержание свободного формальдегида, что препятствует использованию ее в производстве плит и фанеры, которые не отвечают требованиям по токсичности.
Смола КФ-МТ получается следующим образом. Реакционную смесь приготавливают из нейтрализованного раствором едкого натра до рН 7,0-7,5 формалина и карбамида при мольном соотношении карбамида к формальдегиду, равном 1:2. Первый этап процесса включает в себя нагрев до 90-92°С, т.е. до температуры, не превышающей температуру кипения смеси, и выдержку при этой температуре в течение 30 минут, т.е. в течение времени, необходимого для образования гидроксиметильных групп. При этом рН среды снижается до 6,0-6,5. Второй этап проводят при рН 4,2-4,5 и температуре 90-92°С, в течение 20-30 мин, т.е. поддерживая первоначальную температуру в течение времени, необходимого для образования олигомера со степенью поликонденсации 6-10. Выдержку прекращают введением едкого натра при получении молочно-белой пробы на смешиваемость с водой. Конденсационный раствор нейтрализуют до рН 6,7-7,0. На третьем этапе охлаждают раствор до 70-72°С, т.е. температуру понижают на 20°С от первоначальной, и выдерживают его под вакуумом при температуре 65-70°С и разрежении 0,09-0,08 МПа. В процессе вакуум-сушки отгоняют воду в количестве 21-23% от массы исходных компонентов. Четвертый этап процесса конденсации происходит при дополнительном введении карбамида в количестве 54 мас.ч. на каждые 100 мас.ч. карбамида, израсходованного для приготовления реакционной смеси. Мольное соотношение карбамид: формальдегид снижается при этом до 1:1,3. Доконденсацию проводят при 60°С в течение 30 мин, после чего смолу охлаждают до 25-30°С, т.е. до комнатной температуры.
Недостатком указанного способа является его высокая продолжительность - 6 часов, что связано с необходимостью вакуумирования смолы в течение 2 часов, а также то, что он не обеспечивает получение смолы с низким содержанием свободного формальдегида, так как содержание свободного формальдегида в этой смоле до 0,3%, как было указано выше.
Задачей настоящего изобретения является создание новой синтетической смолы и способа ее получения, обеспечивающих снижение содержания свободного формальдегида при одновременном увеличении показателя смешиваемости смолы с водой.
Смолу получают путем взаимодействия карбамида и формальдегида в присутствии реагента крахмального окисленного (РКО) при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбамид 58,2-68,1; формальдегид 29,0-37,9; реагент крахмальный окисленный - остальное до 100. Полученная смола имеет молекулярную массу не менее 1000.
Способ получения заявляемой синтетической смолы включает приготовление реакционной смеси на основе карбамида и формальдегида с рН 7,0-7,5 при соотношении карбамида к формальдегиду, равном 1:2 моль. Первый этап процесса включает в себя нагрев до 90-92°С, т.е. до температуры, не превышающей температуру кипения смеси, и выдержку при этой температуре в течение не более 30 минут, т.е. в течение времени, необходимого для образования гидроксиметильных групп. При этом рН среды снижается до 6,0-6,5. Второй этап проводят при рН 4,2-4,5, поддерживая первоначальную температуру, в течение не более 30 минут, т.е. в течение времени, необходимого для образования олигомера со степенью поликонденсации 6-10. Выдержку прекращают при получении молочно-белой пробы на смешиваемость с водой путем нейтрализации конденсационного раствора до рН 6,7-7,0. На третьем этапе охлаждают раствор до 65-72°С, т.е. температуру понижают на 20-27°С от первоначальной. Четвертый этап процесса конденсации проводят при дополнительном введении карбамида. Доконденсацию проводят при температуре не менее 60°С в течение не менее 20 минут (т.е. времени для связывания свободного формальдегида), после чего смолу охлаждают до 20-30°С, т.е. до комнатной температуры. В процессе синтеза смолы до начала четвертого этапа в реакционную смесь вводят реагент крахмальный окисленный в количестве 1-25 массных частей по абсолютно сухому веществу, считая на 100 массных частей абсолютно сухого формальдегида, при этом мольное соотношение карбамида к формальдегиду после четвертого этапа составляет 1:(0,85-1,30).
Реагент крахмальный окисленный получают из зернового сырья, например, по патенту РФ №2017750 «Способ получения продукта, имеющего клеящие свойства, из зернового сырья». Реагент крахмальный окисленный представляет собой водную суспензию, содержащую в качестве растворимой части низкомолекулярные жирные кислоты, аминокислоты и карбоксилсодержащие производные углеводов в виде солей. В качестве нерастворимой части в суспензии присутствует слабо гидролизованный белок, соли карбоксилированной клетчатки и крахмала с высокой молекулярной массой. Молекулярная масса реагента крахмального окисленного находится в диапазоне от 5,1·102 до 2,3·107, средняя молекулярная масса реагента крахмального окисленного составляет 6·103-7·105 в зависимости от глубины окисления исходного сырья.
Преимущество использования реагента крахмального окисленного в составе реакционной смеси смолы заключается в том, что реагент крахмальный окисленный способен производить химическое связывание части свободного формальдегида за счет активных функциональных групп углеводов и белка в течение более длительного срока и при более высокой температуре по сравнению с введением его или нативного крахмала в готовую смолу. Наличие карбоксилсодержащих производных углеводов в виде солей придает реагенту крахмальному окисленному поверхностно-активные свойства, что обеспечивает улучшение смешиваемости смолы с водой и достигается, когда молекулярная масса полученной смолы составляет не менее 1000. Указанная молекулярная масса также влияет на способность связывать свободный формальдегид, присутствующий в готовом продукте, уменьшая его количество до 0,02-0,10%. Дополнительным преимуществом при синтезе смолы является возможность сокращения или полной замены раствора щелочи для нейтрализации реакционной смеси вследствие того, что раствор реагента крахмального окисленного имеет щелочной характер.
Более подробно сущность изобретения раскрывается в приведенных ниже примерах.
В примерах используются следующие вещества:
- карбамид (ГОСТ 2081-75);
- формальдегид в виде водного раствора - формалина (ГОСТ 1625-89) и в виде карбамидоформальдегидного концентрата - КФК (ТУ 2181-032-00203803-2003);
- реагент крахмальный окисленный в виде водного раствора концентрацией 18%.
Пример 1. Реакционную смесь приготавливают из нейтрализованного раствором едкого натра до рН 7,0-7,5 формалина в количестве 270 мас.ч. и 100 мас.ч. карбамида, то есть при соотношении карбамида к формальдегиду, равном 1:2 моль. Первый этап процесса включает в себя нагрев до 90-92°С и выдержку при этой температуре в течение 30 мин. При этом рН среды снижается до 6,0-6,5. Второй этап проводят при рН 4,2-4,5 и температуре 90-92°С в течение 20-30 мин. Выдержку прекращают при получении молочно-белой пробы на смешиваемость с водой. При этом степень поликонденсации олигомера - 6. Затем вводят раствор реагента крахмального окисленного в количестве 10 мас.ч. по абс. сухому веществу. Конденсационный раствор нейтрализуют до рН 6,7-7,0. На третьем этапе охлаждают раствор до 65-72°С. Вакуумирование смолы не проводят. Четвертый этап процесса конденсации происходит при дополнительном введении карбамида в количестве 135 мас.ч. на каждые 100 мас.ч. карбамида, израсходованного для приготовления реакционной смеси. Мольное соотношение карбамид: формальдегид снижается при этом до 1:0,85. Доконденсацию проводят при 60°С в течение 30 мин, после чего смолу охлаждают до 25-30°С.
Соотношение абсолютно сухих компонентов смолы, мас.%: карбамид - 68,1; формальдегид - 29,0; реагент крахмальный окисленный - 2,9. Синтетическая смола имеет среднюю молекулярную массу 1,8·104, содержание свободного формальдегида 0,02%, предельную смешиваемость с водой 1:2. Остальные показатели смолы приведены в таблице.
Пример 2. Реакционную смесь приготавливают из формалина в количестве 270 мас.ч. и раствора реагента крахмального окисленного в количестве 1 мас.ч. по абс. сухому веществу, нейтрализуют раствором едкого натра до рН 7,0-7,5, добавляют 100 мас.ч. карбамида, то есть при соотношении карбамида к формальдегиду, равном 1:2 моль. Первый этап процесса включает в себя нагрев до 90-92°С и выдержку при этой температуре в течение 30 мин. При этом рН среды снижается до 6,0-6,5. Второй этап проводят при рН 4,2-4,5 и температуре 90-92°С в течение 20-30 мин. Выдержку прекращают введением. При этом степень поликонденсации олигомера - 7. Конденсационный раствор нейтрализуют до рН 6,7-7,0. На третьем этапе охлаждают раствор до 65-72°С. Вакуумирование смолы не проводят. Четвертый этап процесса конденсации происходит при дополнительном введении карбамида в количестве 100 мас.ч. на каждые 100 мас.ч. карбамида, израсходованного для приготовления реакционной смеси. Мольное соотношение карбамид: формальдегид снижается при этом до 1:1. Доконденсацию проводят при 60°С в течение 30 мин, после чего смолу охлаждают до 25-30°С.
Соотношение абсолютно сухих компонентов смолы, мас.%: карбамид - 66,5; формальдегид - 33,2; реагент крахмальный окисленный - 0,3. Синтетическая смола имеет среднюю молекулярную массу 1,0·103, содержание свободного формальдегида 0,05%, предельную смешиваемость с водой 1:1. Остальные показатели смолы приведены в таблице.
Пример 3. Для синтеза смолы используют карбамидоформальдегидный концентрат (КФК), содержащий 60% формальдегида, 25% карбамида и 15% воды. Берут КФК в количестве 167 мас.ч., в которых содержится 100 мас.ч. абс. сухого формальдегида, 42 мас.ч. карбамида и 25 мас.ч. воды. При необходимости с помощью раствора едкого натра устанавливают рН концентрата на уровне 7,0-7,5. Добавляют 59 мас.ч. воды и 58 мас.ч. карбамида, то есть соотношение карбамида к формальдегиду равно 1:2 моль. Первый этап процесса включает в себя нагрев до 90-92°С и выдержку при этой температуре в течение 30 мин. При этом рН среды снижается до 6,0-6,5. Вторую стадию проводят при рН 4,2-4,5 и температуре 90-92°С в течение 20-30 мин. При этом степень поликонденсации олигомера - 8. Затем вводят раствор реагента крахмального окисленного в количестве 5 мас.ч. по абс. сухому веществу. Конденсационный раствор нейтрализуют до рН 6,7-7,0. На третьем этапе охлаждают раствор до 65-72°С. Вакуумирование смолы не проводят. Четвертый этап процесса конденсации происходит при дополнительном введении карбамида в количестве 100 мас.ч. на каждые 100 мас.ч. карбамида, израсходованного для приготовления реакционной смеси. Мольное соотношение карбамид: формальдегид снижается при этом до 1:1. Доконденсацию проводят при 60°С в течение 30 мин, после чего смолу охлаждают до 25-30°С.
Соотношение абсолютно сухих компонентов смолы, мас.%: карбамид - 65,6; формальдегид - 32,8; реагент крахмальный окисленный - 1,6. Синтетическая смола имеет среднюю молекулярную массу 1,6·103, содержание свободного формальдегида 0,04%, предельную смешиваемость с водой 1:3. Остальные показатели смолы приведены в таблице.
Пример 4. Для синтеза смолы используют карбамидоформальдегидный концентрат (КФК), содержащий 60% формальдегида, 25% карбамида и 15% воды. Берут КФК в количестве 167 мас.ч., в которых содержится 100 мас.ч. абс. сухого формальдегида, 42 мас.ч. карбамида и 25 мас.ч. воды, добавляют раствор реагента крахмального окисленного в количестве 10 мас.ч. по абс. сухому веществу. При необходимости устанавливают рН смеси на уровне 7,0-7,5. Добавляют 38 мас.ч. воды и 58 мас.ч. карбамида, то есть соотношение карбамида к формальдегиду равно 1:2 моль. Первый этап процесса включает в себя нагрев до 90-92°С и выдержку при этой температуре в течение 30 мин. При этом рН среды снижается до 6,0-6,5. Второй этап проводят при рН 4,2-4,5 и температуре 90-92°С в течение 20-30 мин. Выдержку прекращают введением едкого натра при получении молочно-белой пробы на смешиваемость с водой. При этом степень поликонденсации олигомера - 9. Конденсационный раствор нейтрализуют до рН 6,7-7,0. На третьем этапе охлаждают раствор до 65-72°С. Вакуумирование смолы не проводят. Четвертый этап процесса конденсации происходит при дополнительном введении карбамида в количестве 100 мас.ч. на каждые 100 мас.ч. карбамида, израсходованного для приготовления реакционной смеси. Мольное соотношение карбамид: формальдегид снижается при этом до 1:1. Доконденсацию проводят при 60°С в течение 30 мин, после чего смолу охлаждают до 25-30°С.
Соотношение абсолютно сухих компонентов смолы, мас.%: карбамид - 64,5; формальдегид - 32,3; реагент крахмальный окисленный - 3,2. Синтетическая смола имеет среднюю молекулярную массу 7,1·103, содержание свободного формальдегида 0,03%, предельную смешиваемость с водой 1:4. Остальные показатели смолы приведены в таблице.
Пример 5. Реакционную смесь приготавливают из нейтрализованного раствором едкого натра до рН 7,0-7,5 формалина в количестве 270 мас.ч. и 100 мас.ч. карбамида, то есть при соотношении карбамида к формальдегиду, равном 1:2 моль. Первый этап процесса включает в себя нагрев до 90-92°С и выдержку при этой температуре в течение 30 мин. При этом рН среды снижается до 6,0-6,5. Второй этап проводят при рН 4,2-4,5 и температуре 90-92°С в течение 20-30 мин. Выдержку прекращают при получении молочно-белой пробы на смешиваемость с водой. При этом степень поликонденсации олигомера - 10. Затем вводят раствор реагента крахмального окисленного в количестве 15 мас.ч. по абс. сухому веществу. Конденсационный раствор нейтрализуют до рН 6,7-7,0. На третьем этапе охлаждают раствор до 65-72°С и выдерживают его под вакуумом при температуре 65-70°С и разрежении 0,09-0,08 МПа в течение 2 часов. Четвертый этап процесса конденсации происходит при дополнительном введении карбамида в количестве 100 мас.ч. на каждые 100 мас.ч. карбамида, израсходованного для приготовления реакционной смеси. Мольное соотношение карбамид: формальдегид снижается при этом до 1:1. Доконденсацию проводят при 60°С в течение 30 мин, после чего смолу охлаждают до 25-30°С.
Соотношение абсолютно сухих компонентов смолы, мас.%: карбамид - 63,5; формальдегид - 31,7; реагент крахмальный окисленный - 4,8. Синтетическая смола имеет среднюю молекулярную массу 2,5·104, содержание свободного формальдегида 0,03%, предельную смешиваемость с водой 1:5. Остальные показатели смолы приведены в таблице.
Авторами был проведен ряд дополнительных опытов по синтезу смол с различным соотношением исходных компонентов (см. таблицу, пп.6-16). Также в таблице для сравнения приведены сведения о прототипе - п.17. Во всех этих опытах температурные и временные режимы, а также значения рН среды на этапах процесса поддерживались на уровнях, как описано выше. Физико-химические свойства полученных синтетических смол представлены в таблице. Анализ полученных результатов испытаний смол, синтезированных с различными составами реакционной смеси, показывает реальную возможность сокращения содержания свободного формальдегида в смоле и повышения смешиваемости ее с водой при включении в состав реакционной смеси для синтеза карбамидоформальдегидной смолы реагента крахмального окисленного и при ее молекулярной массе не менее 1000. Так, по сравнению с прототипом смола по опыту №15, изготовленная при том же мольном соотношении карбамида к формальдегиду, равном 1:1,3, но с 10 мас. частями РКО, имеет на 26,7% меньшее содержание свободного формальдегида и в 1,5 раза лучшую смешиваемость с водой. Аналогичные зависимости наблюдаются и для смол с мольными соотношениями карбамида к формальдегиду 1:1,0 и 1:0,85. При введении в состав их реакционной смеси реагента крахмального окисленного уменьшается содержание свободного формальдегида в смоле и улучшается смешиваемость их с водой. Новые свойства позволяют применить полученную смолу для производства плит и фанеры, используемых в мебели и строительных деталях.
| Таблица Вид формальдегидсодержащего сырья и составы реакционной смеси для синтеза синтетических смол, физико-химические свойства синтетических смол |
||||||||||||
| Примеры | Вид формальдегидсодержащего сырья | Мольное соотношение карбамид:формальдегид | Содержание реагента крахмального окисленного (РКО), мас.ч. | Компонентный состав смолы по абс. сух. веществам, мас.% | Физико-химические свойства синтетических смол | |||||||
| Средняя молекулярная масса | Сухой остаток, % | Содержание свободного формальдегида, % | Условная вязкость по ВЗ-4, с | Время желатинизации при 100°С с 1% хлорида аммония, с | Предельная смешиваемость с водой | |||||||
| Карбамид | Формальдегид | РКО | ||||||||||
| 1 | Формалин | 1:0,85 | 10 | 68,1 | 29,0 | 2,9 | 1,8·104 | 56,8 | 0,02 | 17,1 | 448 | 1:2 |
| 2 | Формалин | 1:1,00 | 1 | 66,5 | 33,2 | 0,3 | 1,0·103 | 57,3 | 0,05 | 25,3 | 124 | 1:1 |
| 3 | КФК | 1:1,00 | 5 | 65,6 | 32,8 | 1,6 | 1,6·103 | 66,0 | 0,04 | 37,4 | 117 | 1:3 |
| 4 | КФК | 1:1,00 | 10 | 64,5 | 32,3 | 3,2 | 7,1·103 | 66,2 | 0,03 | 42,6 | 122 | 1:4 |
| 5 | Формалин | 1:1,00 | 15 | 63,5 | 31,7 | 4,8 | 2,5·104 | 65,7 | 0,03 | 54,3 | 127 | 1:5 |
| 6 | Формалин | 1:1,00 | 20 | 62,5 | 31,3 | 6,2 | 3,8·104 | 47,4 | 0,02 | 39,0 | 163 | 1:5 |
| 7 | Формалин | 1:1,00 | 25 | 61,5 | 30,8 | 7,7 | 1,1·103 | 44,5 | 0,02 | 46,4 | 210 | 1:5 |
| 8 | Формалин | 1:1,15 | 1 | 63,2 | 36,4 | 0,4 | 1,5·103 | 54,6 | 0,09 | 28,5 | 70,3 | 1:4 |
| 9 | Формалин | 1:1,15 | 5 | 62,4 | 35,8 | 1,8 | 2,0·103 | 52,6 | 0,08 | 16,1 | 77,5 | 1:8 |
| 10 | Формалин | 1:1,15 | 10 | 61,3 | 35,2 | 3,5 | 1,5·104 | 51,2 | 0,08 | 20,8 | 88,6 | 1:10 |
| 11 | Формалин | 1:1,15 | 15 | 60,2 | 34,6 | 5,2 | 3,8·103 | 47,8 | 0,08 | 28,9 | 102 | 1:12 |
| 12 | Формалин | 1:1,15 | 20 | 59,2 | 34,0 | 6,8 | 2,1·104 | 44,5 | 0,07 | 44,1 | 133 | 1:15 |
| 13 | Формалин | 1:1,15 | 25 | 58,2 | 33,4 | 8,4 | 5,9·104 | 43,0 | 0,08 | 52,3 | 174 | 1:15 |
| 14 | Формалин | 1:1,20 | 10 | 60,2 | 36,2 | 3,6 | 3,9·103 | 50,9 | 0,12 | 22,6 | 83,2 | 1:15 |
| 15 | Формалин | 1:1,30 | 10 | 58,3 | 37,9 | 3,8 | 2,0·104 | 49,6 | 0,22 | 26,7 | 73,1 | 1:15 |
| 16 | Формалин | 1:0,85 | - | 70,2 | 29,8 | - | 6,0·102 | 62,4 | 0,02 | 27,1 | 454 | Не смешивается |
| 17 прототип | Формалин | 1:1,30 | - | 60,6 | 39,4 | - | До 7·102 | 65...67 | 0,3 | 30...70 | 35...55 | 1:10 |
Claims (8)
1. Синтетическая смола, полученная путем взаимодействия карбамида и формальдегида в присутствии реагента крахмального окисленного, характеризующаяся тем, что имеет среднюю молекулярную массу не менее 1000.
2. Синтетическая смола по п.1, отличающаяся тем, что получена при следующем соотношении компонентов, мас.%:
3. Способ получения синтетической смолы, включающий приготовление реакционной смеси на основе карбамида и формальдегида с рН 7,0-7,5, первый этап - нагрев смеси до температуры, не превышающей температуру кипения, и выдержку при этой температуре в течение времени, необходимого для образования гидроксиметильных групп; второй этап - конденсацию при снижении рН до 4,2-4,5, поддерживая первоначальную температуру в течение времени, необходимого для образования олигомера со степенью поликонденсации 6-10, нейтрализацию конденсационного раствора до рН 6,7-7,0; третий этап - снижение температуры на 20-27°С по отношению к первоначальной; четвертый этап - введение дополнительного количества карбамида, доконденсацию с последующим охлаждением до комнатной температуры, отличающийся тем, что до начала четвертого этапа в реакционную смесь вводят реагент крахмальный окисленный в количестве 1-25 мас.ч. по абсолютно сухому веществу, считая на 100 мас.ч. абсолютно сухого формальдегида, при этом мольное соотношение карбамида и формальдегида после четвертого этапа составляет 1:(0,85-1,30).
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что первый этап проводят при температуре 90-92°С в течение не более 30 мин.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что второй этап проводят при температуре 90-92°С в течение не более 30 мин.
6. Способ по п.3, отличающийся тем, что третий этап проводят при температуре 63-72°С.
7. Способ по п.3, отличающийся тем, что доконденсацию проводят при температуре не менее 60°С в течение не менее 20 мин.
8. Способ по п.3, отличающийся тем, что после третьего этапа осуществляется вакуумирование.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005139066/04A RU2296776C1 (ru) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | Синтетическая смола и способ ее получения |
| PCT/RU2006/000673 WO2007075123A2 (fr) | 2005-12-14 | 2006-12-12 | Resine synthetique et procede de production correspondant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005139066/04A RU2296776C1 (ru) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | Синтетическая смола и способ ее получения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2296776C1 true RU2296776C1 (ru) | 2007-04-10 |
Family
ID=38000308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005139066/04A RU2296776C1 (ru) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | Синтетическая смола и способ ее получения |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2296776C1 (ru) |
| WO (1) | WO2007075123A2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111333799B (zh) * | 2020-03-31 | 2023-04-28 | 广西精典化工新材料有限公司 | 一种超低甲醛释放脲醛树脂合成方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2161165C2 (ru) * | 1999-02-09 | 2000-12-27 | Открытое акционерное общество "Акрон" | Способ получения карбамидо-и/или меламиноформальдегидных смол |
| CN1291632A (zh) * | 2000-09-21 | 2001-04-18 | 何卫平 | 一种低毒脲醛树脂胶及其生产方法 |
-
2005
- 2005-12-14 RU RU2005139066/04A patent/RU2296776C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-12-12 WO PCT/RU2006/000673 patent/WO2007075123A2/ru active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Доронин Ю.Г. и др., «Синтетические смолы в деревообработке», Москва, Лесная промышленность 1987, стр.31-39. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2007075123A3 (fr) | 2007-08-23 |
| WO2007075123A2 (fr) | 2007-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8748557B2 (en) | Extreme low formaldehyde emission UF resin with a novel structure and its preparation | |
| US20020026025A1 (en) | Soybean-based adhesive resins and composite products utilizing such adhesives | |
| RU2011153872A (ru) | Способ получения карбамидомеламиноформальдегидной смолы | |
| CN101191042B (zh) | 脲醛树脂胶粘剂的制备方法 | |
| CN104962227B (zh) | 一种全生物质木材胶黏剂及其制备方法与应用 | |
| AU2020101072A4 (en) | Environmentally-friendly urea-formaldehyde resin adhesive and preparation method and use thereof | |
| SU1454254A3 (ru) | Способ получени мочевиноформальдегидной смолы | |
| CN101511960A (zh) | 用于低排放产品的含有天然化合物的新型复合粘合剂 | |
| Liu et al. | Free formaldehyde reduction in urea-formaldehyde resin adhesive: Modifier addition effect and physicochemical property characterization | |
| KR20210142593A (ko) | 레졸 페놀 수지, 상기 수지의 합성 방법 및 이의 용도 | |
| JP2022031549A (ja) | ホルムアルデヒドを含まない木材バインダー | |
| CN1884416A (zh) | 一种由木材液化物合成的酚醛树脂胶粘剂、其制备方法及其应用 | |
| Pizzi | Urea and melamine aminoresin adhesives | |
| RU2296776C1 (ru) | Синтетическая смола и способ ее получения | |
| JP2002146317A (ja) | 無臭木質板製板用接着剤 | |
| PL233957B1 (pl) | Sposób wytwarzania żywic melaminowo-mocznikowo-formaldehydowych | |
| RU2413737C2 (ru) | Способ получения формальдегидсодержащей смолы с пониженной эмиссией формальдегида и функциональных материалов на ее основе | |
| RU2078092C1 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы | |
| RU2204569C2 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы | |
| RU2174523C1 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы | |
| EP2835388B1 (de) | Verfahren zur herstellung von aminoplastlösungen | |
| KR100195762B1 (ko) | 요소수지계 목재 접착제의 제조방법 | |
| CS209521B2 (en) | Reactive catalyzer for the polycondensation of the amino-resins | |
| RU2280045C2 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы | |
| US20230193092A1 (en) | Blended furnish with improved performance and methods of making and using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091215 |