SU337993A1 - Композиция на основе резольной фенолформальдегидной смолы - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к композици м д,л  получени  неноматериалов из фенольной смолы с повышенной устойчивостью к действию огн , к резкой смене температуры.

В известных композици х дл  получени  пеноматериалов из фенольной смолы, вспенивающего агента и поверхностно-активного вещества - продукта реакции алкиленоксида с жирными кислотами, спиртами или глицеридами при воздействии пламени мелкие частицы отслаиваютс  от поверхности пенофенолпластов . Это  вление наблюдаетс  особенно при мелкоиористых пенах фенольной смолы с диаметром лор 0,2 мм.

Дл  устранени  этого недостатка в резольную фенолформальдегидную смолу ввод т перед вспениванием в качестве поверхностно-активного вещества жидкий или пастообразный оксиэтилированный фенол в количестве 2- 20 вес. %, предпочтительно 5-15 вес. %, от веса смолы.

В качестве оксиэтилированного фенола иснользуют продукты присоединени  фенола, одного из его гомологов или алкилзамещенных продуктов к окиси этилена.

Получают оксиэтилированные фенолы следующим образом. К щелочному раствору фенола или одному из его гомологов добавл ют окись этилена в количестве, соответствующем желаемой степени оксиэтилировани . Реакционную смесь нагревают до 90 и 150°С, после чего реакци  присоединени  протекает автоматически . В качестве фенолов используют как сам

фенол, так и его гомологи, например резорцин или пирокатехин или продукты замещени  алкилом (крезолы, нонилфенол, додецилфенол и т. д.). Особенно хороших результатов дл  устранени  процесса оттрескивани  при термических нагрузках пен из фенольной смолы достигают , примен   оксиэтилированный фенол со средней степенью оксиэтилировани  3-12 или оксиэтилированный нонилфенол со средней стененью оксиэтилировани  8-14.

Выражение «средн   степень оксиэтилировани  означает, что 80-90% оксиэтилированно .го фенола имеет соотношение фенол - окись этилена от 1 до желаемой степени оксиэтилировани .

Чем выше степень оксиэтилировани  фенола , тем более в зки продукты оксиэтилировани . Пока оксиэтилированные фенолы имеют еще в зкожидкую консистенцию, они могут

быть применены, согласно изобретению. При какой степени оксиэтилировани  возникает эта в зкотекуча  консистенци , зависит от примененных исходных продуктов. При использовании оксиэтилированиого фенола до

жидкие или в зкотекучие соединени , которые можно примен ть, согласно изобретению. При оксиэтилированном нонилфеноле граница лежит нри степени оксиэтилировани  14.

Добавка оксиэтилированных фенолов к резольным смолам осуществл етс  до вспенивани  вместе со вспенивающим агентом-отвердителем . Он необходим, если вследствие введени  регул тора  чеек диаметр пор пены у 95% всех  чеек 0,9 мм, предпочтительно 0 ,2 мм. Упом нутые  влени  оттрескивани  имеют место, главным образом, у пен без фенольной смолы с вышеприведенными размерами пор.

Количество добавл емых продуктов оксиэтилировани  может колебатьс  между 2 и 20 вес. % из расчета вз той резольной смолы. Особенно хороших результатов достигают при добавлении 5-15 вес. % из расчета на резольную смолу.

Пену изготовл ют следующим образом. Резольную смолу тщательно смешивают с жидким или твердым отвердителем, поверхностноактивными веществами, со вспенивающим агентом и добавкой оксиэтилированных фенолов , согласно изобретению, затем вспенивают в закрытых или открытых сосудах и дают затвердеть .

Резольную смолу получают, например, носредством конденсации 1 моль фенола с 1- 3 люль альдегидов в щелочной среде, последующей отгонкой воды в вакууме до содержани  твердой смолы 60-80%, предпочтительно 70-80%, и в случае надобности установлены рП на значение 4. В качестве фенола могут быть применены сам фенол и его гомологи, как крезолы и резорцин, ксиленолы или смеси этих соединений. К числу реагирующих с фенолами альдегидов относ тс  формальдегид, распадающиес  в формальдегиде соединени , например параформальдегид, ацетальдегид, фурфурол и гексаметилентетрамин и другие, а также смеси этих соединений.

Конденсацию провод т большей частью в водной щелочной среде.

В качестве вспенивающего агента используют соединени , выдел ющие газ в процессе получени  пены, предпочтительно двуокись углерода, например алкилкарбонаты и алкилбикарбонаты , а также низкокип щие органические растворители.

К жидким вспенивающим соединени м относ тс  низкокип щие органические растворители , например хлороформ, тетрахлоруглерод, хлорфторметаны, н-пентан, н-бутиловый эфир, петролейный эфир,этиленхлорид.

Твердые вспенивающие агенты примен ют в количествах 0,3-10 вес. % по отношению к вз той резольной смоле, а добавку жидких вспенивающих агентов- 1,0-20 вес. % по отношению к резольной смоле.

В качестве отвердителей могут быть применены каК жидкие, так и порашкоойразиые кислоты. Необходимые количества завис т частично от нримен емого вспенивател ; если

они состо т из твердой газовыдел ющей соли, то часть кислоты расходуетс  на освобождение газов. При применении в качестве вспенивател  низкокип щих растворителей количе5 ство отвердителей соответственно уменьшают. , В качестве растворимых в воде кислот нар ду с минеральными кислотами (НС1, H2SO4) используют растворимые в воде сульфоновые кислоты, при которых сульфонова  группа

10 соединена непосредственно с ароматическим кольцом (в некоторых случа х оно может быть замещено). Такими кислотами  вл ютс  бензол-, ге-толуол-, хлорбензол-3,5-ди-о-, л-и rt-крезолсульфокислоты. Сульфонова  группа

15 может быть таклсе св зана с много дерным ароматическим радикалом, например, при нафтолсульфоновых или нафтиламинсульфоновых кислотах. В качестве отвердител  могут быть применены также алифатические суль20 фокислоты (бутил-, пронил- или гексилсульфокислота ).

Используют главным образом 30-50%-ные водные растворы кислот. Некоторые кислоты, например п-толуолсульфокислоты, могут быгь

25 также в порошкообразной форме применены в качестве отвердител . Количество примен емого отвердител  1 и 15 вес. % от веса резольной смолы.

Поверхностно-активные вещества примен ют в количествах 0,4-10 вес. %, предпочтительно 1-5 вес. %, от веса резольной смолы. В качестве поверхностно-активных веществ используют, например, простой полиэтиленовый эфир длинноцепного сложного моножир35 нокислого сорбита эфира, в частности простые полиэтиленовые эфиры монолауринсорбитэфира и сложного моноолейнсорбитэфира или растворимое в воде этоксилированное касторовое масло.

40 Фенольна  смола вспениваетс  после смешени  компонентов. При этом вспенивающий агент переходит в газообразное состо ние. В зависимости от состава подлежащей вспениванию смолы процесс вспенивани  нроводит45 с  при О-100°С, предпочтительно при 15- 60°С. Смолу можно вспенивать как в открытых , так и закрытых и получать сформованные издели  из пеноматериала в зависимости от выбранной формы.

Процесс вспенивани  можно также проводить в двуленточном прессе. Компоненты дозируют и смешивают известными автоматическими дози|руюН1,ими и ;С1МбШ1Ивающими

55 приспособлени ми, и смесь при помощи движущегос  поперек направлени  подачи загрузочного приспособлени  беспрерывно подают на ленты двуленточного пресса. Затем смесь пропускают через щель, образовавшуюс  между валиком и в некоторых случа х изготовленной также в виде валика подкладкой, причем щель может быть выбрана любой ширины . Валик в случае надобности подогревают. Этим способом получают плиты любой толОтверждение проводитс  до тех пор, пока структура пеноматериала затвердеет так, что опадаии  не наблюдаетс .

К резольной смоле перед вспениванием можно добавл ть известные наполнители и/или пигменты, содержащие воздух, пористые порошкообразные неорганические или органические вещества и двуокись титана. Дл  изготовлени  пеноматериалов из фенольных смол можно также, согласно изобретению , примен ть модифицированные резольные смолы. В качестве модификаторов дл  резольной смолы используют фурфурол, фурфуриловый спирт, насыщенные и ненасыщенные сложные эфиры, а также полиэфиры и кетоны, например ацетон и др.

Примеры 1-12. Изготавливают две фенолрезольные смолы А и Б и затем каждую тщательно смешивают с различными количествами вспенивающего средства, отвердител  и оксиэтилированного фенола.

Смола А.

143 вес. ч. фенола вместе с 228 вес. ч. 30%-него водного раствора формальдегида с добавкой 0,715 вес. ч. гидроокиси натри  в водном растворе конденсируют в течение 70 мин при 100°С. Полученную реакционную смесь дистиллируют в вакууме до содержани  твердой смолы 72-78%.

В качестве поверхностно-активного вещества дл  ре1гул1иро1ва«и    чеек или пор доба;вл ют растворимое в воде вследствие этоксилировани  касторовое масло со средней степенью этоксилировани  40 в количестве 3 вес. % от веса резольной смолы. Полученна  таким образом смола имеет при 20°С в зкость 4000-7000 спз по Гэпилеру.

Смола Б.

143 вес. ч. фенола вместе с 243 вес. ч. 30%-ного водного раствора формальдегида с добавкой 4,3 вес. ч. гидроокиси натри  в водном растворе конденсируют в течение 50 мич при 100°С. Полученную реакционную смесь дистиллируют в вакууме до содержани  твердой смолы 70-75% и затем добавл ют 3 вес. % вышеописанного регул тора  чеек. Полученна  смола имеет при комнатной температуре в зкость 3000-5000 спз по Гэпилеру .

В процессе используют следующие отвердители: I - 100 вес. ч. гликол , 100 вес. ч. 37%-ной сол ной кислоты; II - /г-толуолсульфокислота , растворенна  в разбавленной серной кислоте; П1 - смесь из га-толуолсульфокислоты и борной кислоты, мелко измельченных .

Резольную смолу Б смешивают с отвердителем I или П1,  -пентаном в качестве вспучивающего средства и оксиэтилированным фенолом со средней степенью оксиэтилировани  6. Тщательно перемешанной смесью компонентов наполн ют открытые сверху пр моугольные формы с основанием 50X50 см и высотой 100 см. Вспенивание протекает с одновременным отверждением при 40-70°С в течение

30-90 мин. После 120 мин отвердевшие блоки пеноматериала могут быть вынуты из формы . После полного охлаждени  их разрезают на плиты.

В таблице приведены услови  изготовлени  и свойства готовых пен фенольной смолы.

Примеры 1, 4, 7 и 10 даны дл  сравнени  без добавки оксиэтилированного фенола. Термическа  предварительна  обработка

применена, так как известно, что у предварительно термически обработанных плит из пены фенольной смолы  влени  оттрескивани  наблюдаютс  в значительно большей степени, чем у плит не обработанных. Пробы в случае

предварительной термической обработки выдерживают 24 час при 50°С.

В примерах 7-12 приведены свойства плит пеноматериала из фенольной смолы, изготовленных непрерывным способом. Плиты изготавливают таким образом, что названные в таблице компоненты в указанных соотношени х дозируют и смешивают при помощи известных автоматических дозирующих и смешивающих устройств. Эту смесь непрерывно

подают на подогретые приблизительно до 50°С ленты двуленточного пресса. После пребывани  в течение приблизительно 12 мин между движущимис  лептами вспениваемые смеси заполн ют предусмотренный объем.

Покидающую пресс бесконечную полосу разрезают поперечным режущим приспособлением на плиты.

Поведение проб пеноматериала при опламенении определ ют следующим образом.

От блока из пеноматериала отрезают плиты 20X30 см толщиной 30 мм. Из беспрерывно изготовл емых плит делают также пробные куски тех же размеров. Кащировка на этих плитах удал етс  перед тем, как их подвергают воздействию пламени или тепловой обработке . Дл  опыта с пламенем плиты зажимают в горизонтальном положении удерживающим устройством на такой высоте над бунзеновской горелкой, что при полном несвет щемс  пламени горелки верхушка внутреннего конуса пламени приблизительно на 2 см ниже нижней стороны плиты из пеноматериала . Результаты этого опыта оценивают с двух точек зрени :

1. Состо ние поверхности пеноматериала в отношении оттрескивани  не сгоревших или только неполностью сгоревших частиц пеноматериала в зоне пламени; 2. Врем , которое требуетс  дл  того, чтобы плам  бунзеновской горелки прожгло плиту из пеноматериала толщиной 30 мм.

предмет изобретени 

Композици  на основе резольной фенолфор9 отвердитель и поверхностно-активное вещество , отличающа с  тем, что в качестве поверхностно-активного вещества использован жид10 кий и/или пастообразный оксиэтилированный фенол в количестве 2-20 вес. %, предпочтительно 5-15 вес. %, от веса смолы.