SU787420A1 - Способ получени фенол-формальдегидных смол - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к способу получени  фенол-формальдегидиых смол, которые могут найти широкое применение в производстве конструкционных материалов, клеев, лаков и т.д.

Известен способ получени  смол, вклю- чаюший конденсацию пара-замешенных фенолов с формальдегидом при нагревании в среде диоксана с последующим введением супьфохлоридов о-хинондиазида Til.

Однако данным способом получают смолы новолачного типа, не устойчивые к термоокислительной деструкции и к действию света.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению  вл етс  непрерывный спосо.б получени  фенол-формальдегидной смолы в присутствии сол ной кислоты в среде четыреххлористого углеросз при мольном соотношении фенола и формальдегида 1:0,8-. 0,9. Образующийс  твердый продукт отдел ют от органической и водной фаз, сушат при 1ОО-14ОС в течение 40О-5ОО мин. Отверждение продукта осуществл ют гак-

саметилентетрамином. Способ включает операции получени  олигомерного продукта , отделени  надсмольного сло , нейтрализации , отмывки, сушки и введени  от- верждающего агента на конечной стадии отверж дени  2.}.

Недостатками способа  вл етс  использование водного раствора формальдегида; наличие надсмольных вод; экзотерК ичность процесса; необходимость нейтрализации и отмывки кислотного катализатора.

Цель Изобретени  - подавление экзотермического эффекта, исключение образовани  сточных вод при получении растворимых самоотверждающихс  смол, пригодных дл  использовани  в качестве св зующего дл  пластмасс, клеев и. лаков.

Claims (2)

1. Цель достигаетс  тем, что в способе, включающем конденсацию фенола с формальдегидом при нагревании в органическом растворителе в присутствии кислотного катализатора, конденсацию провод т при бО-Эб С при мольном соотношении фенол: гформальдегид, равном 1:0,8-3, а в качестве органического растворител  берут дискеан. Способ осуществл ют следующим об эазом . в реактор загружают диоксан, параформ икислотный катализатор. Полученную смесь нагревают при перемешивании дл  растворени  параформа до 6 0-96 С. После этого в нагретую смесь ввод т весь фенол в расплавленном или кристаллическом виде и выдерживают реакционную смесь при заданной температуре и перемешивании в течение 0,5-3 ч. Контроль за изменением концентрации исходных веществ в смеси осуществл ют, например, с помощью газовой хроматографии. По окончании реакции получают прозрачный, бесцветный раствор смолы в диоксане, который можно сразу же использовать в качестве адгезина или лака, Дл  получени  св зующего реакционную смесь охлаждают и выливают в воду. При этом высаживаетс  в зка  смола белого цвета. Смолу промывают водой до нейтральной реакции. При удалении из смолы.всего диоксана он переходит в нерастворимое состо ние при комнатной температуре. В присутствии диоксана смола остаетс  пластичной и растворимой в органических растворител х в течение некоторого времени. В растворе диоксана смола не отверждаетс  даже в присутствии кислотного катализатора в те чение 1,5-2,5 мес. Срок хранени  раство ра смолы может быть увеличен путем уменьшени  концентрации катализатора ил разбавлени  диоксаном. Пример 1. . 9,4г{О,1 моль) фенола добавл ют в раствор, содержащий 2,4 г (0,08 моль) параформа, О,4 г (0,34 мл) концентрированной сол ной кис лоты и ЗО мл диоксана, нагретый до 6О С Разогревани  смеси нет. Полученную реак ционную смесь выдерживают при 60 С и перемещивании в течение 1,5 ч. Получают прозрачный бесцветный раствор, который выливают в воду. Образующуюс  в зкую CMOJiy промывают водой до нейтральной реакции и обрабатывают вод ным паром . Сушат сначала на воздухе, затем в сушильном шкафу при . Получают 8,4 г розовой порошкообразной новолачной смолы, выход которой, составл ет 89% от веса исходного фенола. Элементный состав смолы: С 79,07, 79,02; Н 6,14, 6,26. Пример 2. 9,4 г (0,1 моль) фенола смешивают с раствором, содержащим 30 мл диоксана, 3 .г (О,1 моль) парафор ,ма и 2 г пара-толуол-сульфокислоты, на peтым до 60С. Разогревани  смеси нет. Выдерживают реакционную смесь при и перемешивании в течение О,5 ч. Обрабатывают реакционную смесь как в примере 1. Получают 8,87 г белого порошкообразного продукта, выход которого составл ет 94% от веса исходного фенола. Элементный состав: С 74,4О, 74,61; Н 6,10, 5,97. Пример 3. 47 г (Q5 моль) фенола смешивают с реавдионной смесью, со держащей 7О мл диоксана, 30 г(1 моль) параформа, 2 г (1,73 мл) концентрированной сол ной кислоты и 2 г (1,68 мл) концентрированной (85%) муравьиной кислоты , нагретой до 6О°С. Разогревани  смеси при этом не происходит. Смесь нагревают до 90 С и выдерживают при этой температуре и перемешивании в течение 1,5 ч. Получают прозрачный бесцветный раствор СМОЛЫ в .диоксане. Полученным раствором пропитывают стеклоткань (4 сло ) и изготовл ют образец стеклопластика. Отверждение осуществл ют в прессе при 170 в течение 2 ч. Стеклопластик содержит 32% св зующего , имеет плотность 1,9 г/см, материал однородный, без вздутий, трещин и расслоений. Образец испытывают на двух опорный ударный изгиб по ГОСТ 4647-69. Прочность образца а - 14-18 кгс. см/см Провод т испытани  образца на статический изгиб по ГОСТ 4648-71, разрушающее напр жение при изгибе составл ет 2520-2О40 кгс/см . Дл  получени  св зующего дл  пластмасс или древесины реакционную смесь . разбавл ют водой. При этом выпадает в зка  смола белого цвета, котора  при комнатной температуре переходит в нерастворимое состо ние через 3 сут. При высушивании с нагреванием смола переходит в твердое состо ние. Вькод отвердившейс  смолы составл ет 66,4 г, или 141% от веса исходного фенола. Элементный состав конечного продукта: С 71,05, 71,68; Н 6,61, 6,41. Пример 4. 46,1 г (0,49 моль) фенола смешивают с раствором 35,4 г (1,18 моль) параформа и 4,1 г (3,48 мл) . сол ной кислоты в 100 мл диоксана, нагретым до 60. Повышени  температуры смеси при этом не происходит. Реакционную смесь нагревают до 96 и выдерживают при этой температуре и перемешиваний в течение 2 ч. Обрабатьгеают реакционную смесь, как описано в примере 3, Получают 70,3 г твердой нерастворимой смолы. Выход продукта составл ет 152% от веса исходного фенола. Пример 5. 9,4 г (О,1 моль) фенола добавл ют в смесь, содержащую 9 г (0,3 моль) параформа, 57 мл диоксана и 2 г (1,73 мл) сол ной кислоты, нагретую до 70°. Повышени  температуры смеси нет. Смесь нагревают до 9О° и выдерживают при этой температуре и перемешивании в течение 3 ч. Образуетс  очень в зка  масса, котора  при тепловой обработке или отмывке водой переходит в твердое состо ние. Элементный состав, %; С 71,30, 71,40j Н 6,10, 6,22. Важна  роль в процессе конденсации фенола и формальдегида принадлежит растворителю - диоксану, с помощью которого решаетс  проблема создани  гомогенной реакционной смеси. Указанна  особенность диоксана позвол ет проводить конденсацию фенола и формальдегида в присутствии кис лых катализаторов при значительном избытке формальдегида и при этом получать смолу в виде раствора. Таким свойством вода, ксилол, четыреххлористый углерод, спирт и:другие растворители не обладают. Имвьнно в этих растворител х в процессе конденсации избыток формальдегида всегда приводит к образованию нерастворимых продуктов в кислой среде. Эти продукты забивают технологическое оборудование и привод т к остановке процесса. Использование диоксана в качестве растворител  значительно упрощает управление процессом конденсации фенола и фор мальдегида в кислой среде. Благодар  тому , что. при проведении процесса в диоксане устран етс  экзотермический эффект реакции, по вл етс  возможность управл ть скоростью реакции конденсации, варьиру  очередность ввода компонентов в реактор. измен   в широких пределах их соотношение и концентрацию в реакционной смеси, а также измен   температуру конденсации. Устранение экзотермичности реакции обеспечивает более безопасное проведение процесса конденсации и позвол ет остановить процесс на необходимой стадии. Применение диоксана позвол ет получать растворы смолы, которые без дополнительной обработки можно использовать непосредственно в виде лакового св зующего при производстве слоистых пластиков или адгезивов дл  склеивани  древесины и других материалов. Формула изобретени  Способ получени  фенол-формальдегидных смол, включающий конденсацию фенола с формальдегидом при нагревании в органическом растворителе в присутствии кислотного катализатора, отличающийс  тем, что, с целью подавлени  экзотермического эффекта и исключени  образовани  сточных вод при получении растворимых самоотверждагацихс  смол, конденсацию провод т при 60-96 С при мольном соотношении фенол;формальдегид, равном 1:0,8-3, а в качестве органического растворител  берут диоксан. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании N° 1329888, кП. СЗ F, .опублик. 1973.
2. 2.Патент Великобритании N9 1О8232О, кл. С 3 R, опублик. 1967 (.прототип).