RU2537620C2 - Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера - Google Patents
Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537620C2 RU2537620C2 RU2013119168/05A RU2013119168A RU2537620C2 RU 2537620 C2 RU2537620 C2 RU 2537620C2 RU 2013119168/05 A RU2013119168/05 A RU 2013119168/05A RU 2013119168 A RU2013119168 A RU 2013119168A RU 2537620 C2 RU2537620 C2 RU 2537620C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- urea
- formaldehyde
- oligomer
- mixture
- refractive index
- Prior art date
Links
Landscapes
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении карбамидоформальдегидных олигомеров, используемых для изготовления древесно-стружечных плит. Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера включает загрузку формальдегида, его нейтрализацию до рН 8,0-9,0 с последующей загрузкой первой порции карбамида до полного его растворения и введением параформальдегида при нагревании с выдержкой до рН не ниже 6,5, введение второй порции карбамида с выдержкой на данной стадии до рН не ниже 6,5, затем для снижения значения рН смеси до 4,5-5,0 добавляют при нагревании раствор хлорида аммония и окончание стадии проверяют по смешиваемости с водой при достижении смешиваемости 1:2-1:3, после чего рН смеси повышают до 8,0-8,5 со снижением температуры до 70-75°C и вводят третью порцию карбамида, после растворения которой олигомер подвергают вакуум-сушке и вводят четвертую порцию карбамида до мольного соотношения карбамида к формальдегиду 1:1,4 с последующим охлаждением олигомера, что позволит снизить содержание свободного формальдегида в карбамидоформальдегидных олигомерах и уменьшит токсичность древесно-стружечных плит, полученных на их основе. 2 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении карбамидоформальдегидного олигомера, применяемого при производстве древесно-стружечных плит. Известен способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера, при котором исходные продукты анализируют на содержание основного вещества, нейтрализуют, а затем загружают в емкость для приготовления реакционного раствора, откуда реакционная смесь самотеком через дозатор поступает в реактор. После заполнения реактора реакционной смесью включают обратный холодильник и в рубашку реактора подают пар. Реакционную смесь нагревают до 55-60°C, после чего додачу пара прекращают, а смесь за счет тепла, выделяемого при реакции, нагревают до 80-85°C. При этой температуре реакцию ведут необходимое время при заданном значении pH среды до требуемой вязкости раствора. Затем реакционную смесь охлаждают до 65-70°C, нейтрализуют, переводят обратный холодильник на прямой и включают вакуум насос. Вакуум-сушку производят при остаточном давлении в аппарате 0,04 МПа. В этот период необходимо следить, чтобы не произошло перебрасывание раствора олигомера через конденсатор в приемник конденсата. Процесс сушки контролируют по количеству образовавшегося конденсата, рН среды и показателю преломления и заканчивают по достижении концентрации олигомера, равной 60-70%. Раствор охлаждают до 25-30°C, стабилизируют аммиачной водой в аппарате и через фильтр сливают в сборник готовой продукции. (См. Азаров В.И., Цветков В.Е. Технология связующих и полимерных материалов: Учебное пособие для вузов. - М.: Лесн. пром-ть, 1985. - 216 с.; стр.61-62)
Наиболее близким технологическим решением является способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера КФ-О, включающий в себя следующие этапы: необходимое количество формалина согласно рецептуре загружают в реакционную колбу, снабженную механической мешалкой с гидравлическим затвором, обратным холодильником и термометром. Измеряют pH формалина с помощью pH-метра или универсальной индикаторной бумаги и нейтрализуют раствором щелочи (20% раствор) до величины 7,0-7,5. В нейтрализованный формалин вводят карбамид (основную загрузку). Включают мешалку и нагрев водяной бани. После полного растворения карбамида при температуре 40-50°C проверяют pH, значение которого должно быть а пределах 6,8-7,2. При необходимости снижения pH добавляют по каплям хлористый аммоний. Продолжают нагрев до 90÷92°C и выдерживают в течение 30 минут. Перед окончанием первой стадии синтеза проверяют pH реакционного раствора (в пределах 6,5-7,0). Вторую стадию проводят в кислой среде. Для этого pH смеси снижают раствором хлористого аммония до 4,2-4,5 и выдерживают при 90-92°C, перемешивая в течение 30 минут. Охлаждают систему до 60-65°C, доводят pH до 6,7-7,0 добавлением по каплям едкого натра, не прекращая перемешивания. Вводят дополнительное количество карбамида. Реакционную систему выдерживают при 60-65°C и работающей мешалке в течение 30 минут. Полученный олигомер концентрируют под вакуумом при 60-70°C и остаточном давлении 0,1÷0,15 МПа или путем упаривания в вытяжном шкафу в фарфоровой чашке и при тщательном перемешивании до показателя преломления 1,463-1,467, определяемого с помощью рефрактометров различных марок. Концентрированный олигомер охлаждают до 25-30°C, нейтрализуют раствором щелочи до pH=8,0-8,5. Готовый олигомер сливают в емкость для хранения, а затем испытывают его физико-химические и механические свойства. (См. В.Е.Цветков, Ю.В.Пасько, К.В.Кремнев, О.П.Мачнева. Полимеры в производстве древесных материалов: практикум. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. - 55 с., стр.16).
Недостатками известных решений является недостаточное снижение токсичности олигомера и полученной с использованием этого олигомера древесно-стружечной плиты.
Задача, решаемая заявленным изобретением, заключается в снижении токсичности, при улучшении физико-механических показателей плит, а также в решении одновременно двух проблем: экологической (параформальдегид, являясь вредным токсичным веществом, содержащим формальдегид, не выбрасывается в окружающую среду) и производственной (параформальдегид «утилизируется» при синтезе карбамидоформальдегидного олигомера, как вещества, содержащего формальдегид, тем самым достигается экономия формалина).
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе изготовления карбамидоформальдегидных олигомеров, включающем загрузку формалина и его нейтрализацию до рабочего значения концентрации ионов водорода, загрузку первой порции карбамида, нагрев и выдержку реакционной смеси, загрузку второй порции карбамида, выдержку реакционной смеси, загрузку раствора хлорида аммония, выдержку реакционной смеси, загрузку раствора едкого натра, загрузку третьей порции карбамида, выдержку реакционной смеси и вакуум-сушку, перед загрузкой второй порции карбамида в реакционную смесь вводят параформальдегид, а после вакуум-сушки вводят четвертую порцию карбамида до мольного соотношения карбамида к формальдегиду 1:1,4.
Техническая сущность заявленного изобретения заключается в том, что при синтезе карбамидоформальдегидных олигомеров может быть использован параформальдегид, который представляет собой аморфный порошок белого цвета с сильным запахом формальдегида. Переработка параформальдегида затруднена, так как он не растворяется в воде и плавится с разложением в интервале высоких температур (T=120-150°C). Содержание формальдегида в параформальдегиде составляет до 95%.
Характерная особенность параформальдегида заключается в том, что при нагревании происходит отщепление молекул мономера. Такой процесс разложения обычно называют деполимеризацией, в отличие от деструкции - процесса разложения, не сопровождающихся выделением летучих продуктов, который приводит к резкому снижению молекулярной массы полимера. Оба эти процесса могут происходить одновременно, причем в этом случае общая картина деструкции заметно усложняется.
Механизм деструкции параформальдегида может протекать по типу элементарной реакции - деполимеризации, начинающейся с концов цепей.
Известно, что такая реакция, начиная с 90°C, протекает как реакция первого порядка, путем последовательного отщепления звеньев формальдегида с конца цепи:
Глубина и скорость деструкции по такому механизму связаны со скоростью удаления образовавшегося формальдегида.
Подобный механизм деструкции параформальдегида позволяет проводить модификацию им в процессе синтеза карбамидоформальдегидных олигомеров. Наличие карбамида как акцептора формальдегида и температуры синтеза 90-95°C создают предпосылки для реализации указанного механизма.
Представленный способ модификации карбамидоформальдегидных олигомеров дает возможность снижения количества свободного формальдегида в указанных олигомерах и, следовательно, токсичность древесно-стружечных плит на их основе.
Изобретение поясняется следующими примерами.
Пример №1 относится к известному способу, без добавления параформальдегида.
В реактор дозируют 300 массовых частей формальдегида (формалина). Измеряют исходные значения показателя преломления и рН, затем нейтрализуют до рН 8,0-9,0 30% раствором едкого натра.
Затем в реактор загружают предварительно измельченный карбамид 110 массовых частей - первую порцию. Включают мешалку. Первую порцию карбамида растворяют при отсутствии нагревания.
После полного растворения карбамида измеряют значения показателя преломления (1,406-1,409) и рН (8,0-9,0). Затем включают обогрев. Нагревание ведут до температуры 92-95°C. Выдержка на данной стадии составляет около 20 минут. После выдержки измеряемое значение рН должно быть не ниже 6,5, а показателя преломления - 1,422-1,430.
Далее вводят вторую порцию карбамида - 5 массовых частей и проводят выдержку в течение 30 минут. Значение рН должно быть не ниже 6,5, а показателя преломления - 1,423-1,430.
Следующую стадию проводят в кислой среде. Для этого снижают значение рН смеси до 4,5-5,0, добавляя по каплям раствор хлорида аммония. Температуру смеси держат 90-95°C. Окончание этой стадии проверяют по смешиваемости с водой. Смешиваемость 1:2…1:3 наступает примерно через 25-45 минут. После чего рН повышают раствором едкого натра до 8,0-8,5 и одновременно снижают температуру смеси до 70-75°C, показатель преломления при этом равен 1,423-1,430. Далее вводят третью порцию карбамида - 25 массовых частей. После растворения данной порции карбамида (рН - 7,5-8,5, показатель преломления - 1,430-1,440) смолу подвергают вакуум-сушке до показателя преломления 1,460-1,466. После этого вводят последнюю четвертую порцию карбамида - 20 массовых частей. Полученный олигомер охлаждают до 30-35°C и сливают в емкость для хранения.
Сравнительные свойства карбамидоформальдегидных олигомеров приведены в таблице 1, а древесно-стружечных плит в таблице 2.
Пример №2.
В реактор дозируют 300 массовых частей формальдегида (формалина). Измеряют исходные значения показателя преломления и рН, затем нейтрализуют до рН 8,0-9,0 30% раствором едкого натра.
Затем в реактор загружают предварительно измельченный карбамид 110 массовых частей - первую порцию. Включают мешалку. Первую порцию карбамида растворяют при отсутствии нагревания.
После полного растворения карбамида измеряют значения показателя преломления (1,406-1,409) и рН (8,0-9,0). Затем вводят 30 массовых частей параформальдегида и включают обогрев. Нагревание ведется до температуры 92-95°C. Выдержку на данной стадии проводят до полного растворения параформальдегида, длительность которого может составить 40-90 минут. Измеряемое значение рН должно быть не ниже 6,5, а показателя преломления - 1,422-1,430.
Далее вводят вторую порцию карбамида - 10 массовых частей и проводят выдержку в течение 30 минут. Значение рН должно быть не ниже 6,5, а показателя преломления - 1,423-1,430.
Следующую стадию проводят в кислой среде. Для этого снижают значение рН смеси до 4,5-5,0, добавляя по каплям раствор хлорида аммония. Температуру смеси держат 90-95°C. Окончание этой стадии проверяют по смешиваемости с водой. Смешиваемость 1:2…1:3 наступает примерно через 25-45 минут. После чего рН повышают раствором едкого натра до 8,0-8,5 и одновременно снижают температуру смеси до 70-75°C, показатель преломления при этом равен 1,423-1,430. Далее вводят третью порцию карбамида - 50 массовых частей. После растворения данной порции карбамида (рН - 7,5-8,5, показатель преломления - 1,430-1,440) смолу подвергают вакуум-сушке до показателя преломления 1,460-1,466. После этого вводят последнюю четвертую порцию карбамида - 30 массовых частей до мольного соотношения карбамида к формальдегиду 1:1,4. Полученный олигомер охлаждают до 30-35°C и сливают в емкость для хранения.
Сравнительные свойства карбамидоформальдегидных олигомеров приведены в таблице 1, а древесно-стружечных плит в таблице 2.
Пример №3.
В реактор дозируют 300 массовых частей формальдегида (формалина). Измеряют исходные значения показателя преломления и рН, затем нейтрализуют до рН 8,0-9,0 30% раствором едкого натра.
Затем в реактор загружают предварительно измельченный карбамид 110 массовых частей - первую порцию. Включают мешалку. Первую порцию карбамида растворяют при отсутствии нагревания.
После полного растворения карбамида измеряют значения показателя преломления (1,406-1,409) и рН (8,0-9,0). Затем вводят 45 массовых частей параформальдегида и включают обогрев. Нагревание ведут до температуры 92-95°C. Выдержку на данной стадии проводят до полного растворения параформальдегида, длительность которого может составить 40-90 минут. Измеряемое значение рН должно быть не ниже 6,5, а показателя преломления - 1,422-1,430.
Далее вводят вторую порцию карбамида - 15 массовых частей и проводят выдержку в течение 30 минут. Значение рН должно быть не ниже 6,5, а показателя преломления - 1,423-1,430.
Следующую стадию проводят в кислой среде. Для этого снижают значение рН смеси до 4,5-5,0, добавляя по каплям раствор хлорида аммония. Температуру смеси держат 90-95°C. Окончание этой стадии проверяют по смешиваемости с водой. Смешиваемость 1:2…1:3 наступает примерно через 25-45 минут. После чего рН повышают раствором едкого натра до 8,0-8,5 и одновременно снижают температуру смеси до 70-75°C, показатель преломления при этом равен 1,423-1,430. Далее вводят третью порцию карбамида - 55 массовых частей. После растворения данной порции карбамида (рН - 7,5-8,5, показатель преломления - 1,430-1,440) смолу подвергают вакуум-сушке до показателя преломления 1,460-1,466. После этого вводят последнюю четвертую порцию карбамида - 40 массовых частей до мольного соотношения карбамида к формальдегиду 1:1,4. Полученный олигомер охлаждают до 30-35°C и сливают в емкость для хранения.
Сравнительные свойства карбамидоформальдегидных олигомеров приведены в таблице 1, а древесно-стружечных плит в таблице 2.
Пример №4.
В реактор дозируют 300 массовых частей формальдегида (формалина). Измеряют исходные значения показателя преломления и рН, затем нейтрализуют до рН 8,0-9,0 30% раствором едкого натра.
Затем в реактор загружают предварительно измельченный карбамид 110 массовых частей - первую порцию. Включают мешалку. Первую порцию карбамида растворяют при отсутствии нагревания.
После полного растворения карбамида измеряют значения показателя преломления (1,406-1,409) и рН (8,0-9,0). Затем вводят 60 массовых частей параформальдегида и включают обогрев. Нагревание ведут до температуры 92-95°C. Выдержку на данной стадии проводят до полного растворения параформальдегида, длительность которого может составить 40-90 минут. Измеряемое значение рН должно быть не ниже 6,5, а показателя преломления -1,422-1,430.
Далее вводят вторую порцию карбамида - 20 массовых частей и проводят выдержку в течение 30 минут. Значение рН должно быть не ниже 6,5, а показателя преломления - 1,423-1,430.
Следующую стадию проводят в кислой среде. Для этого снижают значение рН смеси до 4,5-5,0, добавляя по каплям раствор хлорида аммония. Температуру смеси держат 90-95°C. Окончание этой стадии проверяют по смешиваемости с водой. Смешиваемость 1:2…1:3 наступает примерно через 25-45 минут. После чего рН повышают раствором едкого натра до 8,0-8,5 и одновременно снижают температуру смеси до 70-75°C, показатель преломления при этом равен 1,423-1,430. Далее вводят третью порцию карбамида - 60 массовых частей. После растворения данной порции карбамида (рН - 7,5-8,5, показатель преломления - 1,430-1,440) смолу подвергают вакуум-сушке до показателя преломления 1,460-1,466. После этого вводят последнюю четвертую порцию карбамида - 50 массовых частей до мольного соотношения карбамида к формальдегиду 1:1,4. Полученный олигомер охлаждают до 30-35°C и сливают в емкость для хранения.
Сравнительные свойства карбамидоформальдегидных олигомеров приведены в таблице 1, а древесно-стружечных плит в таблице 2.
Таким образом, изобретение позволяет снизить токсичность карбамидоформальдегидных олигомеров и древесно-стружечных плит при улучшении физико-механических свойств этих плит, при этом решается экологическая задача использования отходов олигомерного производства путем их утилизации в процессе синтеза.
Claims (1)
- Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера, включающий загрузку формальдегида, его нейтрализацию до рН 8,0-9,0 с последующей загрузкой первой порции карбамида до полного его растворения и введением параформальдегида при нагревании с выдержкой до рН не ниже 6,5, введение второй порции карбамида с выдержкой на данной стадии до рН не ниже 6,5, затем для снижения значения рН смеси до 4,5-5,0 добавляют при нагревании раствор хлорида аммония и окончание стадии проверяют по смешиваемости с водой при достижении смешиваемости 1:2-1:3, после чего рН смеси повышают до 8,0-8,5 со снижением температуры до 70-75°C и вводят третью порцию карбамида, после растворения которой олигомер подвергают вакуум-сушке и вводят четвертую порцию карбамида до мольного соотношения карбамида к формальдегиду 1:1,4 с последующим охлаждением олигомера.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013119168/05A RU2537620C2 (ru) | 2013-04-25 | 2013-04-25 | Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013119168/05A RU2537620C2 (ru) | 2013-04-25 | 2013-04-25 | Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013119168A RU2013119168A (ru) | 2014-10-27 |
RU2537620C2 true RU2537620C2 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=53288336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013119168/05A RU2537620C2 (ru) | 2013-04-25 | 2013-04-25 | Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2537620C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU717083A1 (ru) * | 1975-07-21 | 1980-02-25 | Центральный Научно-Исследовательский Институт Фанеры | Способ получени концентрированной мочевино-формальдегидной смолы |
SU1454254A3 (ru) * | 1983-12-09 | 1989-01-23 | Энигма Н.В. (Фирма) | Способ получени мочевиноформальдегидной смолы |
RU2443721C1 (ru) * | 2010-12-15 | 2012-02-27 | Открытое акционерное общество "МЕТАФРАКС" | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы |
-
2013
- 2013-04-25 RU RU2013119168/05A patent/RU2537620C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU717083A1 (ru) * | 1975-07-21 | 1980-02-25 | Центральный Научно-Исследовательский Институт Фанеры | Способ получени концентрированной мочевино-формальдегидной смолы |
SU1454254A3 (ru) * | 1983-12-09 | 1989-01-23 | Энигма Н.В. (Фирма) | Способ получени мочевиноформальдегидной смолы |
RU2443721C1 (ru) * | 2010-12-15 | 2012-02-27 | Открытое акционерное общество "МЕТАФРАКС" | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЦВЕТКОВ В.Е. и др. Полимеры в производстве древесных материалов: практикум, Москва, Московский государственный университет леса, 2007, с.16. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013119168A (ru) | 2014-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7083368B2 (ja) | 炭水化物ポリアミン結合剤およびそれを用いて作製される材料 | |
CN104044193B (zh) | 一种树脂型硅酸盐木材改性剂及其改性材的制备方法 | |
ES2953464T3 (es) | Método para incrementar la reactividad de la lignina, una composición de resina que comprende dicha lignina y utilización de dicha composición de resina | |
ES2791531T3 (es) | Procedimiento para la producción de productos compuestos de madera | |
RU2537620C2 (ru) | Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера | |
CN101735421B (zh) | 酚醛树脂预缩聚体缓交联剂的制备方法 | |
RU2527786C1 (ru) | Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера | |
CN107001766B (zh) | 木质素树脂组合物、固化物和成型物 | |
ES2633801T3 (es) | Espumas compuestas por polímeros a base de lignina/derivados del furano y su procedimiento de fabricación | |
CN117050270A (zh) | 一种基于香草醛的生物基环氧树脂及其制备方法、降解方法和重塑方法 | |
RU2443721C1 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы | |
RU2534544C1 (ru) | Способ изготовления фенолоформальдегидного олигомера | |
RU2538202C1 (ru) | Модифицированное связующее на основе новолачных и резольных смол и способ его изготовления | |
RU2305685C2 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы | |
Zhang et al. | Effect of starch and lignin on physico‐chemical properties of phenol–starch resin and its resin core sand | |
Lee et al. | Properties of compression‐molded plates made from wood powders impregnated with liquefied wood‐based novolak‐type phenol‐formaldehyde resins | |
JP2009292952A (ja) | 成形材料用バインダー及び成形体 | |
RU2080334C1 (ru) | Способ получения карбамидоформальдегидной смолы | |
JP7437204B2 (ja) | 木材含浸剤組成物、木材含浸剤キット及び黒色化木材の製造方法 | |
US3696064A (en) | Stable phenolic adhesive mix | |
CN107955117A (zh) | 一种防白蚁、耐火酚醛树脂的制备方法 | |
US20200157287A1 (en) | Methods for preparing a lignin dispersion and a resin from the lignin dispersion | |
US11697702B2 (en) | Flame retardant resin | |
Kizhnyaev et al. | Curing of poly-N-methyl-5-vinyltetrazole with oxirane-containing polymers | |
SU39971A1 (ru) | Способ изготовлени искусственных смол и прессовочных изделий |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160426 |