SU765288A1 - Способ получени фенолоформальдегидных смол новолачного типа - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам получени  феналформальдегидных смол новолачного типа, которые примен ютс  в качестве св зующих при изготовлении . пресс-материалов. Известен способ получени  фенолфор- мальдегицных смол новолачного типа конденсацией фенольного компонента и формальдегида при нагревании в присутствии кислого катализатора - сол ной кислоты, вводимой порционно, с последующей сушкой полученной смолы. При этом первую порцию катализатора ввод т до достижени  рН 1,6-1,9, а вторую порцию катализатора ввод т в количестве О,О56вес. на 100 вес. ч. фенольного компонента С13 На основе указанной смолы в качестве св зующего, древесной муки в качестве наполнител , ускорителей и смазки получают фенопласты общего назначени . В качестве смазки берут стеарин или стеа- рат кальци , получаемые при расщеплении растительных и животных жиров,  вл ющихс  дефицитными и дорогосто щими видами сырь . Известен способ получени  фенолальдвгидной смолы дл  лить  под давлением, содержащей фенолальдегидную смолу, наполнители и добавку металлической соли высшей жирной кислоты |2. Однако введение смазки в процессе изготовлени  пресс-нЛатериала удлин ет производственный цикл. Известен также способ получени  фе«нолформальдегидных смол новолачного типа конденсацией фенола и формальдегида при нагревании и присутствии кислого катализатора - сол ной кислоты, вводимой порционно, ,с последующими сушкой и смещением смолы со смазкой, в качестве которой берут смесь кубовых остатков синтетических жирных кислот с кислотным числом 7G-10О мг КОН/г продукта и защитного воска, причем смазку ввод т в количестве 2-2,5 вес.ч. на ЮОвес.ч. фенола З}. Сол ную кислоту ввод т двум  порци ми, причем во второй порции

в количестве 0,050 вес. ч. на ЮОвес.ч фенола.

Введение смазки осуществл ют в конце сушки после отгона основного количества конденсата -ш достижени  температуры каплепацени  смолы 75-80 С, затем продолжают сушку и термообработку смолы до температуры каплепадени  95-105 С. Общее врем  конденсации смолы при кипении составл ет 1 ч, а врем  сушки под вакуумом ЗОО- 400 мм рт. ст. 6-7 ч при ведении про цесса в реакторе 5,5 Мз.

Пресс-материалы на основе указанной смолы с добавкой синтетических жирных кислот и защитного воска, древесной муки , отвердителей и ускорителей обладают повышенной текучестью при сохранении остальных характеристик на прежнем уровне.

Однако сушка в известном способе  вл етс  длительной вследствие того, что сол на  кислота, облада  высокой летучестью, удал етс  из смолы в начале сушки вместе с парами воды, замедл   дальнейшую конденсацию. Кроме того , данный .способ не обеспечивает повышени  основных свойств пресс-материалов на основе полученных смол.

Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  процесса и повышение диэлектри ческих свойств пресс-материалов на основе предложенных смол.

В предлагаемом способе получени  фенолформальдегидных смол новолачного типа, включающем конденсацию фенолсо- держащего компонента и формальдегида при нагревании в присутствии кислого катализатора, вводимого порционно, и последующую сушку, в качестве фенол , содержаще го компонента берут смесь фенола с кубовыми остатками производства фенола по кумольному методу следующего состава, мае, %:

Фенол3-5

Кумилфенол39-44

Ацетофенон1,5-5

Диметилфен ил карбинол О,2-О,5 Л- У1етилстиролО,05-О,1.

Смолистые вещества Остальное в весовом соотношении 85-95:5-15 в качестве катализатора - синтетические жирные кислоты в сочетании с сол ной кислотой, причем синтетические жирные кислоты 6epyt в количестве 1,5-2,0 вес. ч. на 100 вес.ч. фенолсодержащего компонента, а сол ную кисло- ту ввод т висходную смесь до установлени  рН 0,9-1,6 с последующим введением её в процессе конденсации в количестве 0,03-0,04 вес. ч. на 100 вес.,ч. фенолсодержащего компонента.

Синтетические жирные кислоты представл ют собой продукт ректификации

сырых жирных кислот, получаемых окислением нефт ных парафинов.

Синтетические жирные кислоты Ц,.,С р обладают следующими свойствами: Внешний видконсистенци  от

мазеобразной до твердой, цвет от светлого до темно-коричневого Кислотное число,

мг КОН/Г продукта100-125

Эфирное число,

мг КОН/г продукта30-40

Содержание жирных кислот, мас.%. 85-95

Содержание воды, мас.%0,03-О,5

Остатки, образующиес  -в производстве фенола и-ацетона кумольным методом имеют следующий состав, мас.%: Фенол3-5

Кумилфенол39-44

Ацетофенон1,5-5

Диметилфенилкарбинол0 ,2-0,5

jL -Метилстирол0,05-0,1

Смолистые вещества48-5О

Остатки производства фенола и ацетона кумольным методом обладают следующими свойствами: Условна  в зкость при 80°С, град4-8

Содержание воды, %0,1-2

Содержание механических примесей, %1,О-2,5 Способ получени  предложенных фенол формальдегидных смол осуществл ют при мол рном соотношении фенолсодержащего компонента и формальдегида 1:0,780 ,86, которое обычно используют при получении новолаков.

Сырье в. требуемом соотношении загружают в реактор, реакционную смесь нагревают до кипени  и провод т конденсацию с последующей.сушкой. Готовую смолу охлаждают и измельчают. Синтетические жирные кислоты в сочетании с сол ной кислотой  вл ютс  катализатором процесса конденсации, катализуют дальнешую конденсацию при сушке после удалени  сол ной кислоты и, остава сь в готовой смоле, служат в дальнейшем смазкой при получении пресс-материалов.

Пример l.B реактор объемом 1О м, снабженный мешалкой, рубашкой и холодильником загружают 3150 кг фенола, 350 кг остатков производства фенола и ацетона кумодьным методом,

2479 кг 36,7%-«ого формалина, перемешивают в течение 20 мин, затем загружают первую порцию катализатора 70 кг синтетических жирных кислот С о-СадН после 20 мин перемешивани  3,2 кг сол ной кислоты с концентрацией 31,2% до установлени  рН 1,6. Реакционную смесь нагревают до 6О-70 С подачей в рубашку реактора в течение 30-35 мин, затем подачу пара прекращают и дальнейший подъем температуры до кипени  смеси идет за счет тепла экзотермической реакции. При температуре кипени  смесь выдерживают 2О мин, затем при перемешивании ввод т сол ную кислоту с концентрацией 31,2% в количестве 3,3 кг. Конденсацию реакционной смеси при температуре кипени  продолжают еще 30 мин до достижени  удельного веса смолы 1,17-1,20 г/см- . Полученную смолу сушат под вакуумом 300 мм рт.ст в течение 4 ч 45 мин при температуре в начале сушки 65-70 С и в конце сушки 115-130 С до достижени  температуры каплепадени  по Уббелоде 95-105 С. Готовую смолу сливают из реактора и охлаждают.

Пример 2. В реактор объемом ДО м, снабженный рубашкой, мешалкой и холодильником, загружают 3325 кг фенола, 175 кг остатков производства фенола и ацетона кумольным методом, 2594 кг формалина 37%-ной концентрации и после 20 мин перемешивани  ввод т 52,5 кг синтетических жирных-кислот С„ и 3,7 кг сол ной кислоты 309&-НОЙ концентрации до установлени  рН 1,3. Смесь нагревают до температуры кипени  и после 20 мин кипени  ввод т вторую порцию сол ной кислоты 30%-ной концентрации в количестве 4,66 кг. Конденсацию при температуре кипени  продолжают еще 40 мин до получени  смолы с уд. в. 1,17-1,20 г/см затем смолу сушат под вакуумом 4ОО мм рт. ст. в течением 4 ч до достижени  температуры каплепадени  по Уббелоде 95-105°С. Готовую смолу сливают из реактора на охлаждающий бара-

бан.,

П.р и м е р 3. В реактор объемом

2ОО л, снабженный мешалкой, рубашкой и холодильником, загружают 51 кг фенола , 9 кг остатков производства фенола и ацетона кумольным методом, 4О,9 кг формалина 36, концентрации, перемешивают 10 мин. и ввод т 1,02 кг синтетических жирных кислот сол ную кислоту в количестве О, Ю кг до рН О9. Смесь в течение ЗО мин нагревают до кипени  и выдерживают при этой температуре 2О мин, затем ввод т 0,07 кг сол ной кислоты ЗО9Ь-«ой концентрации и продолжают выдержку еще ЗО мин до получени  смолы с уд. в. 0,17-0,20 г/см Л Полученную смолу сушат под вакуумом 5ОО мм рт. ст. в течение 1 ч 45 мин до получени  требуемой температуры каплепадени .

Фенолформальдегидные смолы, полученные по известному и предложенному способам, обладают характеристиками, приведенными в табл. 1.

Т а б л-и ц а 1

В зкость по Оствальду, с

Температура каплепадени  по Уббелоде, С

Содержание свободного фенола, %

Содержание воды, % желатинизацйи ПРИ 150°С.

90-180

9О-18О

95-105

95-1О5

3,0-6,0

5,5-8,5 О,7-1,5

51-68

На основе предложенной смолы был изготовлен пресс-материал, содержащий 43,5 вес. ч. смолы с синтетическими жирными кислотами, 43,2 вес. ч. древесной муки, 6,5 вес. ч. гексаметилен-

1,38-1,41,371,36 1,38

7,22-В,а 7,5

Разрушающее напр жение при изгибе, кгс/см 2933-976936

по

145-163151

143-170200 Водопоглощение, мг 4О-55 КоэДхЬициент в зкости,Продолжительность пластично-в зкого состо ни  при 12О Gпри 170 С 0,4-О,8 Усадка, % Удельное объемное сопротивление, 1-10 -5.10 1,5.10 см.см Удельное повехност- д rf.их . ное сопротивление, ом 1.10 -5-10 2-10

Электрическа  проч13-15 ность, KB/MM

х) В соответствии с ГОСТ 5689-73 на Массы прессовочные фрнрльные.

Использование в качестве катализато- синтетические жирные кислоты, остава сь

ра синтетических жирных кислот смоле, катализируют дальнейшую конденв сочетании с сол ной кислотой обеспе-сацию при сушке.

чива.ет более полное протекание проаес-Предложенный способ обеспечив ет за

са конденсации. Интенсификаци  процессасчет получени  более глубокого кондендостигаетс  за счет того, что нелетучиесирсжани  смолы и сочетани  в ее соететрамина , 4,4 вес. ч. каолина, 0,9вес.ч. извести, 1,5 вес. ч. нигрозина.

В табл. 2 приведены свойства, прессматериала на основе известной и предложенной смолы.

Таблица 2

8,07,2

950 1022

155145

181150 171.1О 280 34 0,47 ИИ-i-lX-l

17,218,4 16,7 121.10 150-10 262 194 3126. 0,60,4 12-12 5,2-10 4,2-10 и,13 3-lb 1,8-10

таве синтетических жирных кислот и остатков производства фенола и ацетона кумольным методом, включающих соединени  сложной структуры, более высокие диэлектрические свойства пресс-материалов на основе указанных смол и одновременно их высокие пластические свойства. Например, удельное объемное и удельное поверхностное сопротивлени  повышаютс  в 3-10 раз, электрическа  прочность возрастает на 10-40% по сравнению с известными пресс-материалами.

Предложенный способ позвол ет за счет использовани  дешевых фракций синтетических , жирных кислот татков производства фенола и ацетона кумольным методом снизить стоимость получаемых смол и пресс-материалов на их основе.

Claims (3)

1.Николаев А. Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе . -М.-Л.Хими Г 1966, с. 425-426.

2.Патент Франции N 22О5542,

кл. С OS G 5/О6, опублик. 05;О7.74.

3.Авторское свидетельство СССР NO 454234, кл. С 08 К 5/13, 14.О9.71 (прототип).