SU755804A1 - Способ получения водорастворимого фенолформальдегидного олигомера 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области получения пластмасс, в частности к производству фенолформальдегидных смол резольного типа.

Известен способ получения модифицированного водорастворимого фенолформальдегидного олигомера при совместной конденсации фенола ⁵ и формальдегида в молярном соотношении 1:1-2,5 в присутствии щелочного катализатора с последующей стабилизацией смолы полиамином [11.

Недостатком известного способа является ¹⁰ получение на основе фенолформальдегидного олигомера изделий с низкими показателями водостойкости и долговечности вследствие высокого содержания в связующем едкого натра.

Известен способ непрерывного получения ¹⁵ фенолформальдегидных конденсатов, включающий конденсацию фенола и формальдегида в водной среде в присутствии кислотных или щелочных катализаторов при ступенчатом температурном режиме: на первой стадии при температуре кипения (около 100°С), на второй стадии при температуре на 10-35°С ниже, на третьей стадии при 9О-125°С [21.

2

Недостатком известного способа является проведение синтеза в присутствии метанола при повышенных температурах в течение длительного времени и получение мкогоядерных фенолформальдегидных олигомеров, нерастворимых в воде и нестабильных.

Целью изобретения является получение фенолформальдегидного олигомера с повышенной водорастворимостью и высокой стабильностью.

Это достигается тем, что конденсацию фенолформальдегидного олигомера осуществляют непрерывным методом по ступенчатому режиму при повышенной до 80-90° С температуре на первой стадии процесса и последовательном понижении температуры до 78-74, 75-70, 65-60, 60-55°С на остальных стадиях с выведением метанола из сферы реакции ка первой стадии процесса и введением его в готовый продукт для повышения стабильности, а также интенсивным перемешиванием реакционной массы на всех стадиях процесса.

Выведение метанола из сферы реакции на первой стадии процесса происходит за счет пзвышения температуры до 80-90° С и подачи

755804

сжатого воздуха, который способствует более полному удалению метанола в начале процесса и являете." перемешивающим агентом на всех 'Стадиях процесса образования метилольных производных фенола?

Кроме того, подача сжатого воздуха препятствует образованию пленки полимера на стенках аппарата и улучшает теплопередачу.

Выделяющиеся при конденсации фенолформальдегидного олигомера пары непрореагировавших веществ, воды и метанола последовательно конденсируются при двух различных температурных режимах: при 30-35 и 5-10°С. В результате происходит разделение конденсата на две части, первая из которых представляет собой смесь фенола, формальдегида и воды и возвращается на стадию конденсации; вторая - метанольная В процессе синтеза не участвует и вводится в готовый Продукт для его стабилизации. Относительно высокая температура на первой стадии процесса (80-90°С) ке приводит к образованию многоядерных продуктов реакции, имеющих ограниченную водорастворимость, так как исходные компоненты и продукты реакции подвергаются кратковременному воздействию повышенной температуры в течение 8-1.0 мин.

Затем конденсация проводится по ступенчатому "режиму при постепенном понижении температу-. ры до 78-74, 75-70, 65-60 и 60-55°С, что способствует образованию одноядерных метилольных производных фенола с неограниченной водорастворимостыо и высокой стабильностью.

Осуществление указанного способа периодическим методом в аппаратах большого объема прак-. тачески трудно осуществить, так как потребуется ₃₅ 5-6 последовательно установленных реакторов. Способ осуществляется в аппарате непрерывного действия колонного типа, разделетшом для осуществления ступенчатого режима конденсации на несколько секций небольшого объема, каждая из которых снабжена рубашкой и змее’виком для подачи теплоносителя или хладагента, барботером для подачи сжатого воздуха, переливной трубой и воздушной,

Пример 1. Получение фенолоспиртов марки В на установке непрерывного действия осуществляется по рецептуре, вес.ч.:

Фенол синтетический

Мочевина (65%-ный раствор) в пересчете на 100%-ную мочевину)

Формалин (в пересчете на 100%-ный формальдегид)

Едкий натр (в пересчете на 100%-ный)

Борная кислота

Фенол и формалин (37+0,5%-ный) насосами с помощью автоматического узла дозирования в заданном соотношении непрерывно подаются

70 - 85

15 - 30

60 - 120

5-8

до рН 8,3-8,710

15

20

25

30

40

45

50

в малогабаритный центробежный смеситель. Соотношение компонентов в смеси сырья после смесителя контролируется по коэффициенту рефракции, который находится в пределах 1,424— 1,426. Смесь фенола и формалина поступает, в другой малогабаритный центробежный смеситель, куда с помощью автоматического узла дозирования подается катализатор - едкий натр (40-45%-ный раствор). Количество едкого натра контролируется по содержанию щелочи в реакционной смеси после второго центробежного смесителя, которое составляет 1,4-1,7%.

Реакционная смесь из смесителя в количестве 8000-9000 л/ч поступает в верхнюю часть восьмисекционного колонного аппарата. Поступившая в первую секцию реакционная' смесь подогревается до 80-90°С. Поддержание температуры в заданных пределах осуществляется автоматически, при этом в змеевик первой секции подается пар, а в рубашку — охлаждающая вода.

При повышенной температуре и подаче через барботер сжатого воздуха давлением 0,1 — 0,2 ати из реакционной смеси практически полностью испаряются пары метанола и частично фенола, формальдегида и воды. Пары фенола, формальдегида и воды конденсируются в теплообменнике при 30-35° С, и конденсат возвращается в первую секцию аппарата. Пары метанопа конденсируются в другом теплообменнике, охлаждаемом антифризом при 5-10°С, и конденсат, состоящий в основном из метанола, вводится в готовые фенолоспирты на выходе из 8- й секции для Их стабилизации.

Обезметаноленная реакционная смесь непрерывно перетекает по переливным трубам в семь ниже расположенных секций аппарата,, в которых поддерживается следующий режим:

Секция Температура, °С

2 74 - 78

3, 4, 5, 6 70 - 75

7 60-65

8 55-60

Температура в заданных пределах регулируется автоматически, при этом в змеевики и рубашки секций 2-7 поступает охлаждающая вода вследствие, высокой экзотермии процесса. ·.

Необходимая степень конденсации достигается при увеличении коэффициента рефракции продуктов реакции 7-й секции перед вводом мочевины в сравнении с исходным коэффициентом рефракции для смеси фенола и формалина на величину 0,028-0,031.

В 8-ю секцию колонн ? для модификации фенолформальдегидного олигомера вводится мочевина в виде 60-65%-ного раствора с температурой 55-60°С. На выходе из 8—й секции продукт смешивают с метанолом, поступившим

55

5

из теплообменника, и насосом подают в нейтрализатор, где происходит частичная нейтрализация едкого натра борной кислотой.

755804

6

В таблице дана сравнительная характеристика фенолформальдегидного олигомера, полученного предлагаемым и известным способами.

Показатель	Предлагаемый способ	Известный способ
Растворимость в дистиллированной воде при 20°С: в момент изготовления	Неограниченная
к концу гарантийного срока хранения	1:20	1:10
Содержание сухого остатка,%	50^	50 , * 3
Содержание свободного фенола, %.	13 - 2,0	13 - 2,0
Содержание свободного формальдегида, %	2,0 - 3,3	2,0 - 3,5
Содержание щелочи, %	030 - 0,40	0,20 - 0,45
Величина рН	83 - 8,7	83 - 8,8

Длительность хранения, мес 4-4,5 3 - 3,5

В результате использования предлагаемого способа получают фенолформальдегидный олигомер в виде одноядерных метилольных производных фенола с повышенной водорастворимостыо и высокой стабильностью по срав- ⁴⁰ нению с олигомером, полученным известным способом. К концу гарантийного срока хранения водорастворимость его в 2 раза выше, а срок хранения возрастает на 30%. Кроме того, в сравнении с известным способом выбросы 45 метанола в атмосферу практически отсутствуют.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   50

   Способ получения водорастворимого фенолформальдегидного олигомера реэольного типа,

   включающий конденсацию фенола и формальдегида в присутствии щелочного катализатора непрерывным методом при ступенчатом температурном режиме, отличающийся тем, что, с целью повышения водорастворимости и стабильности фенолформальдегидного олигомера, конденсацию ведут на первой стадии пр$ 80-90° С с удалением метанола из зоны реакции за счет подачи сжатого воздуха с постепенным .. понижением на последующих стадиях до 78-74, 75-70, 65-60, 6О-55°С с последующим введением метанола в готовый продукт.