RU2437897C1 - Способ получения карбамидоформальдегидных смол - Google Patents
Способ получения карбамидоформальдегидных смол Download PDFInfo
- Publication number
- RU2437897C1 RU2437897C1 RU2010121088/04A RU2010121088A RU2437897C1 RU 2437897 C1 RU2437897 C1 RU 2437897C1 RU 2010121088/04 A RU2010121088/04 A RU 2010121088/04A RU 2010121088 A RU2010121088 A RU 2010121088A RU 2437897 C1 RU2437897 C1 RU 2437897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- formaldehyde
- urea
- condensation
- temperature
- molar ratio
- Prior art date
Links
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Substances O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title abstract description 12
- 239000011347 resin Substances 0.000 title abstract description 12
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 claims description 15
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 claims description 2
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 claims description 2
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 abstract 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- -1 methylol groups Chemical group 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
Abstract
Изобретение имеет отношение к способу получения карбамидоформальдегидных смол, применяемых в качестве связующих при изготовлении древесных плит, древесно-волокнистых плит, фанеры, деталей мебели и столярно-строительных изделий. Способ заключается в конденсации формальдегида к карбамиду при мольном соотношении не менее 2,0:1,0 в среде с переменной кислотностью при температуре не более 100°С до достижения вязкости минимум 700 сантипуаз. Далее следует доконденсация при мольном соотношении формальдегида к карбамиду 0,95-1,5:1,0 в течение не менее 30 минут и окончательное охлаждение. Не менее чем через 10 минут после начала стадии доконденсации в реакционную смесь при температуре 40-65°С вводят такое количество щелочи, чтобы рН находился в интервале 9,0-10,0. Технический результат - получении реакционноспособных карбамидоформальдегидных смол с пониженным временем желатинизации и стабильностью при хранении. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству карбамидоформальдегидных смол, применяемых в качестве связующих при изготовлении древесных плит, древесно-волокнистых плит, фанеры, деталей мебели и столярно-строительных изделий.
Известны способы получения карбамидоформальдегидных смол, технология которых заключается в проведении конденсации карбамида и формальдегида в несколько стадий в среде с переменной кислотностью при нагревании. В качестве исходного сырья используются карбамид и водные растворы формальдегида. Для регулирования рН используют водные растворы кислот и щелочей (Энциклопедия полимеров, издательство «Советская энциклопедия». Т.2, с.310-315; «Химическая технология древесно-стружечных плит. Лесная промышленность», А.А.Эльберт. - М., 1984 г., с.7-15; патенты US 4410685, дата публикации 18.10.1983, US 4409293, дата публикации 11.10.1983, US 4482699, дата публикации 13.11.1984, US 4968772, дата публикации 06.11.1990, US 4968773, дата публикации 06.11.1990).
Недостатками известных способов являются сложность контроля за процессом синтеза из-за высокой скорости конденсации, недостаточная реакционная способность полученных смол.
Известен способ получения карбамидоформальдегидных смол [SU 1454254, дата публикации 23.01.1989], в соответствии с которым проводится конденсация карбамида и формальдегида при мольном соотношении формальдегида к карбамиду 2,0:1, температуре 80-85°С и рН 7,0-7,4, в течение 30 минут, затем при рН 4,8-5,8 до вязкости 15-50 мПа·с, затем при мольном соотношении формальдегида к карбамиду 1,9:1-1,8:1 в кислой среде до 35-80 мПа·с, затем при рН 5,3-6,5 и конечном мольном соотношении формальдегида к карбамиду 1,3:1-1,0:1 с последующим охлаждением до 35-38°С и доведением рН 7,0-8,0.
Недостатком данного способа является длительное время желатинизации смолы.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения карбамидоформальдегидной смолы конденсацией карбамида и формальдегида [CN 1288923A, дата публикации 28.03.2001], согласно которому нагревают смесь карбамида и формальдегида с мольным соотношением Ф:К=2,0-2,6:1,0 в щелочной среде, при минимум 7,5 рН, далее реакционную смесь подкисляют до минимум 5,8 рН, выдерживают при температуре менее 100°С до достижения вязкости минимум 700 сантипуаз (или сП), вводят щелочь до достижения минимум 7,7 рН, вводят другую порцию карбамида до конечного мольного соотношения формальдегид:карбамид в смоле минимум 0,95-1,5:1,0, при температуре 55-80°С и 7,7-8,7 рН, реакцию продолжают минимум 30 минут, охлаждают и, если требуется, вводят щелочь до 7,8-8,6 рН.
Недостатками указанного способа является получение смолы с длительным временем желатинизации и пониженной стабильностью при хранении. Определяющей характеристикой стабильности смолы является изменение вязкости при хранении. В процессе хранения вязкость смолы увеличивается, что создает трудности для ее транспортировки. Время желатинизации карбамидоформальдегидной смолы важно для ее дальнейшей переработки. Карбамидоформальдегидная смола с большим временем желатинизации приводит к снижению производительности производственных линий по выпуску композитных плит и, следовательно, снижению экономической эффективности производства.
Недостатки способа связаны с синтезом карбамидоформальдегидной смолы в слабощелочной среде при низком конечном мольном соотношении формальдегида к карбамиду 0,95-1,5:1,0.
Задачей изобретения является получение реакционноспособных карбамидоформальдегидных смол с пониженным временем желатинизации и стабильностью при хранении.
Поставленная задача достигается конденсацией формальдегида с карбамидом при мольном соотношении не менее 2,0:1,0 в среде с переменной кислотностью при температуре не более 100°С до достижения вязкости минимум 700 сантипуаз, с последующей доконденсацией при мольном соотношении формальдегида к карбамиду 0,95-1,5:1,0 в течение не менее 30 минут и окончательным охлаждением, при этом не менее чем через 10 минут после начала стадии доконденсации в реакционную смесь при температуре 40-65°С вводят такое количество щелочи, чтобы рН находился в пределах 9,0-10,0.
Конденсация карбамида и формальдегида в щелочной среде преимущественно проводится при рН минимум 7,5, в кислой среде при рН минимум 5,8.
В качестве щелочного агента может применяться водный раствор гидроксида натрия, тетраборат натрия, триэтаноламин, в качестве кислотного агента - водный раствор муравьиной кислоты, нитрат аммония, водный раствор уксусной кислоты, сульфат аммония, хлористый аммоний.
При необходимости, на стадии доконденсации отгоняют часть летучих веществ.
Реакционная способность карбамидоформальдегидных смол напрямую связана с наличием и количеством в конечном продукте реакционноспособных соединений - метилольных групп, а именно чем больше доля метилольных групп, тем выше реакционноспособность карбамидоформальдегидной смолы.
Проведение реакции доконденсации при температуре выше 65°С нецелесообразно, так как это приводит к увеличению вязкости карбамидоформальдегидных смол в результате снижения образования метилольных групп и увеличения концентрации нереакционноспособных соединений, в том числе метиленовых групп. Снижение температуры доконденсации ниже 40°С также не желательно, так как замедляется скорость образования метилольных групп.
Проведение доконденсации при температуре 40-65°С и рН 9,0-10,0 приводит к снижению времени желатинизации смолы, так как щелочная среда способствует ускорению реакции гидролиза метилольных групп. Увеличение рН нецелесообразно, так как увеличивается образование нереакционноспособных соединений.
Введение щелочи менее чем через 10 минут после начала доконденсации препятствует взаимодействию свободного формальдегида со щелочью.
Технический результат изобретения состоит в получении реакционноспособных карбамидоформальдегидных смол с улучшенными физико-химическими свойствами, такими как пониженным временем желатинизации и стабильностью при хранении, вязкость в течение всего срока хранения не превышает 500 сантипуаз.
Возможность осуществления заявленного способа и прототипа иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1 (прототип).
Синтез проводят в реакторе с мешалкой. Для синтеза используют карбамид и 53% формалин. К 500 г формалина при 65°С добавляют 20% раствор NaOH, доводя рН формалина до значения 8,2. Вводят 241 г карбамида, устанавливая значение мольного соотношения формальдегид:карбамид 2,2:1,0. Смесь конденсируют 10 минут при температуре 100°С и рН 7,5. Затем добавляют 10% раствор муравьиной кислоты до рН 5,8. Продолжают конденсацию при 100°С до достижения вязкости по вискозиметру Брукфильда 700 сП, и останавливают конденсацию при помощи 20% раствора NaOH, доводя рН реакционной смеси до значения 7,7. Вводят 200 г карбамида, начинают реакцию при мольном соотношении формальдегид:карбамид 1,2:1,0, охлаждают реакционную смесь до температуры 70°С, и вводят в реакционную смесь 1,8 г 20% раствора NaOH, за счет чего в реакционной смеси получают значение рН 8,7, реакционную смесь выдерживают в течение 60 минут. Полученную смолу охлаждают до 25°С.
Пример 2-7. Стадию конденсации формальдегида с карбамидом проводили аналогично прототипу. В примерах 2-3 показано изменение рН на стадии доконденсации. В примерах 4-5 показано влияние на свойства получаемой смолы времени введения щелочного агента на стадии доконденсации. В примерах 6-7 показано изменение температуры на стадии доконденсации.
Условия проведения синтеза и полученные результаты приведены в таблицах.
Методики выполнения измерений по ГОСТ 14231-88.
| Таблица 1 | ||||||||||||||||||
| условия проведения реакции синтеза карбамидоформальдегидной смолы | примеры | |||||||||||||||||
| прототип | по изобретению | |||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||||||||||||
| Приготовление конденсационного раствора | ||||||||||||||||||
| мольное соотношение формальдегида и карбамида в конденсационном растворе | 2,2:1,0 | 2,2:1,0 | 2,2:1,0 | 2,2:1,0 | 2,2:1,0 | 2,2:1,0 | 2,2:1,0 | |||||||||||
| рН | 7,5 | 8,0 | 7,8 | 7,7 | 7,5 | 8,0 | 7,5 | |||||||||||
| Конденсация в кислой среде | ||||||||||||||||||
| температура, °С | 100 | 98 | 100 | 100 | 100 | 99 | 99 | |||||||||||
| рН | 5,8 | 6,0 | 5,8 | 5,8 | 5,8 | 5,8 | 5,9 | |||||||||||
| вязкость, сП | 700 | 800 | 750 | 770 | 700 | 780 | 820 | |||||||||||
| Доконденсация | ||||||||||||||||||
| мольное соотношение | ||||||||||||||||||
| формальдегида к карбамиду | 1,2:1,0 | 1,05:1,0 | 0,95:1,0 | 1,12:1,0 | 1,06:1,0 | 1,1:1,0 | 1,2:1,0 | |||||||||||
| рН | 8,7 | 9,0 | 9,6 | 9,8 | 10,0 | 9,6 | 10,0 | |||||||||||
| температура, °С | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 45 | 50 | |||||||||||
| время ввода щелочного агента после начала реакции, мин | 5 | 5 | 10 | 10 | 10 | 10 | ||||||||||||
| Таблица 2 | |||||||
| показатели карбамидоформальдегидной смолы | Примеры | ||||||
| прототип | по изобретению | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| массовая доля сухого остатка, % | 67,5 | 68,2 | 68,0 | 68,5 | 67,7 | 68,0 | 68,0 |
| время желатинизации при 100°С, с | 46 | 43 | 45 | 41 | 40 | 36 | 32 |
| динамическая вязкость, сП | |||||||
| - после изготовления | 400 | 380 | 390 | 380 | 370 | 360 | 400 |
| - по истечении срока хранения | 620 | 550 | 510 | 460 | 420 | 400 | 420 |
| водородный показатель, рН | 8,4 | 8,5 | 8,4 | 8,5 | 8,3 | 8,5 | 8,4 |
| предельная смешиваемость смолы с водой, при которой наблюдается коагуляция по объему | 1:5 | 1:3 | 1:2 | 1:3 | 1:2 | 1:3 | 1:3 |
Claims (3)
1. Способ получения карбамидоформальдегидной смолы конденсацией формальдегида к карбамиду при мольном соотношении не менее 2,0:1,0 в среде с переменной кислотностью при температуре не более 100°С до достижения вязкости минимум 700 сП, с последующей доконденсацией при мольном соотношении формальдегида к карбамиду 0,95-1,5:1,0 в течение не менее 30 мин и окончательным охлаждением, отличающийся тем, что не менее чем через 10 мин после начала стадии доконденсации в реакционную смесь при температуре 40-65°С вводят такое количество щелочи, чтобы рН находился в интервале 9,0-10,0.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для регулирования рН реакционной смеси используют водный раствор муравьиной кислоты, водный раствор уксусной кислоты, хлористый аммоний, сульфат аммония, нитрат аммония, водный раствор гидроксида натрия, тетраборат натрия, триэтаноламин.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при доконденсации из реакционной смеси отгоняют часть летучих веществ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010121088/04A RU2437897C1 (ru) | 2010-05-25 | 2010-05-25 | Способ получения карбамидоформальдегидных смол |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010121088/04A RU2437897C1 (ru) | 2010-05-25 | 2010-05-25 | Способ получения карбамидоформальдегидных смол |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2437897C1 true RU2437897C1 (ru) | 2011-12-27 |
Family
ID=45782829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010121088/04A RU2437897C1 (ru) | 2010-05-25 | 2010-05-25 | Способ получения карбамидоформальдегидных смол |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2437897C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1454254A3 (ru) * | 1983-12-09 | 1989-01-23 | Энигма Н.В. (Фирма) | Способ получени мочевиноформальдегидной смолы |
| RU2160744C1 (ru) * | 1999-08-06 | 2000-12-20 | Горловское открытое акционерное общество "Концерн Стирол" | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы |
| CN1288923A (zh) * | 1999-09-17 | 2001-03-28 | 伊尼格马股份有限公司 | 用于木质复合材料的脲－甲醛粘合剂树脂 |
-
2010
- 2010-05-25 RU RU2010121088/04A patent/RU2437897C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1454254A3 (ru) * | 1983-12-09 | 1989-01-23 | Энигма Н.В. (Фирма) | Способ получени мочевиноформальдегидной смолы |
| RU2160744C1 (ru) * | 1999-08-06 | 2000-12-20 | Горловское открытое акционерное общество "Концерн Стирол" | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы |
| CN1288923A (zh) * | 1999-09-17 | 2001-03-28 | 伊尼格马股份有限公司 | 用于木质复合材料的脲－甲醛粘合剂树脂 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU1454254A3 (ru) | Способ получени мочевиноформальдегидной смолы | |
| CN110330614A (zh) | 一种环保脲醛树脂胶及其制备方法和应用 | |
| CN106432658A (zh) | 一种可低温固化高亚氨基高甲醚化三聚氰胺树脂的制备方法 | |
| Brosse et al. | Tannins for wood adhesives, foams and composites | |
| CN110819276A (zh) | 一种高强度低醛胶及其制备方法 | |
| CN104086730B (zh) | 制备环保人造板用改性脲醛胶的两步法 | |
| RU2437897C1 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидных смол | |
| RU2443721C1 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы | |
| US3830783A (en) | Process for the preparation of resins from urea,formaldehyde,methanol and formic acid using three stages | |
| CN102532447B (zh) | 多级分段控制的脲醛树脂及连续型合成方法 | |
| CN102585130B (zh) | 以氨基酸为甲醛捕捉剂生产的脲醛树脂胶及其制备方法 | |
| CN106318296A (zh) | 一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂及其制备工艺和使用方法 | |
| RU2136703C1 (ru) | Способ получения карбамидо-формальдегидной смолы | |
| US5034500A (en) | Process for the manufacture of urea-formaldehyde resins | |
| RU2174523C1 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы | |
| SK287450B6 (sk) | Spôsob prípravy doskového materiálu | |
| RU2436807C1 (ru) | Способ получения меламинокарбамидоформальдегидной смолы | |
| RU2811692C1 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидных смол | |
| RU2204569C2 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы | |
| RU2413737C2 (ru) | Способ получения формальдегидсодержащей смолы с пониженной эмиссией формальдегида и функциональных материалов на ее основе | |
| RU2230076C1 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы | |
| KR100383251B1 (ko) | 포름알데히드 수지로부터 잔류 포름알데히드의 제거방법 | |
| RU2211226C2 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы | |
| RU2114130C1 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы (варианты) | |
| RU2280045C2 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы |