способ получения фенолформальдегидной смолы резольного типа

Классы МПК:C08G8/20 с полиатомными фенолами
C08G8/10 с фенолом
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Кондращенко Валерий Иванович
Приоритеты:
подача заявки:
1997-12-01
публикация патента:

Изобретение относится к технологии изготовления фенолформальдегидных смол резольного типа, используемых, например, для склеивания фанеры и других материалов, получаемых горячим способом прессования. Описывается способ получения фенолформальдегидной смолы резольного типа конденсацией дифенилолпропана с формальдегидом в присутствии едкого натра при нагревании. Отличие способа заключается в том, что процесс проводят в присутствии буры при мольном соотношении дифенилолпропана, формальдегида и едкого натра 1 : 4,5 - 5,5 : 0,9 - 1,1 соответственно, причем сначала осуществляют конденсацию дифенилолпропана с формальдегидом при их мольном соотношении 1 : 4,5 - 5,5 в присутствии 3,0 - 6,0 мас.ч. буры на 100 мас.ч. дифенилолпропана при 50 - 55oC в течение 28 - 30 мин, затем вводят едкий натр в количестве 0,6 - 0,7 моль на 1 моль дифенилолпропана и проводят конденсацию в течение 60 - 90 мин, температуру поднимают до 94 - 100oC, выдерживают 5 - 20 мин, реакционную смесь охлаждают до 65 - 70oC, добавляют 0,3 - 0,4 моля на 1 моль дифенилолпропана едкого натра и проводят конденсацию в течение 5 - 15 мин с последующим подъемом температуры до 80 - 87oC и выдержкой смеси при этой температуре в течение 5 - 60 мин. Технический результат - снижение токсичности смолы и клееной продукции на ее основе, повышение адгезии смолы к древесине и улучшение экологии окружающей среды. 1 табл.

Рисунки к патенту РФ 2154651

Рисунок 1

Изобретение относится к технологии изготовления смол, используемых, например, для склеивания фанеры и других материалов, получаемых горячим способом прессования.

Известен способ получения фенолформальдегидной смолы резольного типа СФЖ-3011, включающий конденсацию фенола с формальдегидом в щелочной среде (Кондратьев В. П. и др. Водостойкие клеи в деревообработке, М., Лесная промышленность, 1988, с. 50).

Известен также способ получения фенолформальдегидной смолы резольного типа СФЖ-3014, включающий конденсацию фенола с формальдегидом в сильнощелочной среде (Кондратьев В.П. и др. Водостойкие клеи в деревообработке, М., Лесная промышленность, 1988, с. 50).

Известен способ получения низкотоксичной фенолформальдегидной смолы резольного типа СФЖ-3013, включающий конденсацию фенола и формальдегида в щелочной среде (Кондратьев В.П. и др. Водостойкие клеи в деревообработке. М. , Лесная промышленность, 1988, с. 50 - прототип).

Известен способ получения фенолформальдегидной смолы резольного типа конденсацией дифенилолпропана с формальдегидом в присутствии едкого натра при нагревании (DE N 4031575 A1, 19.12.1991 - прототип).

Недостатками известных способов являются высокая токсичность полученных смол и низкая их адгезия к древесине.

Цель изобретения - снижение токсичности смолы и клееной продукции на ее основе, повышение адгезии смолы к древесине и улучшение экологии окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения фенолформальдегидной смолы резольного типа конденсацией дифенилолпропана с формальдегидом в присутствии едкого натра при нагревании процесс проводят в присутствии буры при мольном соотношении дифенилолпропана, формальдегида и едкого натра 1:4,5-5,5:0,9-1,1 соответственно, причем сначала осуществляют конденсацию дифенилолпропана с формальдегидом при их мольном соотношении 1: 4,5-5,5 в присутствии 3,0-6,0 мас.ч. буры на 100 мас.ч. дифенилолпропана при 50-55oC в течение 28-30 минут, затем вводят едкий натр в количестве 0,6-0,7 моль на 1 моль дифенилолпропана и проводят конденсацию в течение 60-90 минут, температуру поднимают до 94-100oC, выдерживают 5-20 минут, реакционную смесь охлаждают до 65-70oC, добавляют 0,3-0,4 моля на 1 моль дифенилолпропана едкого натра и проводят конденсацию в течение 5-15 минут с последующим подъемом температуры до 80-87oC и выдержкой смеси при этой температуре в течение 5-60 минут.

Заявленное техническое решение имеет следующие отличия от прототипа:

- процесс проводят в присутствии буры при мольном соотношении дифенилолпропана, формальдегида и едкого натра 1:4,5-5,5:0,9-1,1 соответственно;

- сначала осуществляют конденсацию дифенилолпропана с формальдегидом при их мольном соотношении 1:4,5-5,5 в присутствии 3,0-6,0 мас.ч. буры на 100 мас. ч. дифенилолпропана при 50-55oC в течение 28-30 минут;

- затем вводят едкий натр в количестве О,6-0,7 моль на 1 моль дифенилолпропана и проводят конденсацию в течение 60-90 минут;

- температуру поднимают до 94-100oC, выдерживают 5-20 минут, реакционную смесь охлаждают до 65-70oC, добавляют 0,3-0,4 моля на 1 моль дифенилолпропана едкого натра и проводят конденсацию в течение 5-15 минут с последующим подъемом температуры до 80-87oC и выдержкой смеси при этой температуре в течение 5-60 минут.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также технических решений с указанными отличиями.

Заявленное техническое решение применимо и будет внедрено на предприятиях отрасли в 1998 г.

Для выполнения способа использовали:

дифенилолпропан ГОСТ 12138-86;

бура ГОСТ 8429-77;

формалин ГОСТ 1625-75;

едкий натр ГОСТ 2263-79.

Способ выполняли следующим образом.

ПРИМЕР 1.

100 мас. ч. дифенилолпропана загружали в реактор, добавляли 50 мас. ч. воды и 3 мас. ч. буры. При перемешивании постепенно добавляли 160 мас. ч. формалина. Это соответствовало мольному соотношению дифенилолпропана к формальдегиду 1:4,5.

1 стадия. Смесь разогревали до 50oC и выдерживали при этой температуре 28 мин.

2 стадия. Реакционною смесь охлаждали до 30oC, вводили 50 мас. ч. едкого натра. Это соответствовало мольному соотношению едкого натра к дифенилолпропану 0,6: 1. За счет экзотермической реакции температура смеси повышалась до 50oC и при этой температуре ее выдерживали в течение 60 мин.

3 стадия. Реакционную смесь разогревали до 94oC и выдерживали 20 мин.

4 стадия. Реакционную смесь охлаждали до 65oC, добавляли 30 мас. ч. едкого натра. Это соответствовало мольному соотношению едкого натра к дифенилолпропану 0,3:1. Смесь выдерживали при этой температуре 15 мин.

5 стадия. Реакционную смесь разогревали до 80oC, выдерживали при этой температуре в течение 5 мин.

Общее мольное соотношение дифенилолпропана, формальдегида и едкого натра по примеру составило соответственно 1:4,5:0,9.

ПРИМЕР 2.

100 мас. ч. дифенилолпропана загружали в реактор, добавляли 50 мас. ч. воды и 4,5 мас. ч. буры. При перемешивании постепенно добавляли 177 мас. ч. формалина. Это соответствовало мольному соотношению дифенилолпропана к формальдегиду 1:5.

1 стадия. Смесь разогревали до 52oC и выдерживали при этой температуре 29 мин.

2 стадия. Реакционную смесь охлаждали до 31oC, вводили 60 мас. ч. едкого натра. Это соответствовало мольному соотношению едкого натра к дифенилолпропану 0,65:1. За счет экзотермической реакции температура смеси повышалась до 52oC и при этой температуре ее выдерживали в течение 75 мин.

3 стадия. Реакционную смесь разогревали до 97oC и выдерживали 12 мин.

4 стадия. Реакционную смесь охлаждали до 67oC, добавляли 40 мас. ч. едкого натра. Это соответствовало мольному соотношению едкого натра к дифенилолпропану 0,35:1. Смесь выдерживали при этой температуре 10 мин.

5 стадия. Реакционную смесь разогревали до 83oC, выдерживали при этой температуре в течение 33 мин.

Общее мольное соотношение дифенилолпропана, формальдегида и едкого натра по примеру составило соответственно 1:5:1.

ПРИМЕР 3.

100 мас. ч. дифенилолпропана загружали в реактор, добавляли 50 мас. ч. воды и 6 мас. ч. буры. При перемешивании постепенно добавляли 200 мас. ч. формалина. Это соответствовало мольному соотношению дифенилолпропана к формальдегиду 1:5,5.

1 стадия. Смесь разогревали до 55oC и выдерживали при этой температуре 30 мин.

2 стадия. Реакционную смесь охлаждали до 32oC, вводили 70 мас. ч. едкого натра. Это соответствовало мольному соотношению, едкого натра к дифенилолпропану 0,7: 1. За счет экзотермической реакции температура смеси повышалась до 55oC и при этой температуре ее выдерживали в течение 90 мин.

3 стадия. Реакционную смесь разогревали до 100oC и выдерживали 5 мин.

4 стадия. Реакционную смесь охлаждали до 70oC, добавляли 50 мас. ч. едкого натра. Это соответствовало мольному соотношению едкого натра к дифенилолпропану 0,4:1. Смесь выдерживали при этой температуре 5 мин.

5 стадия. Реакционную смесь разогревали до 87oC, выдерживали при этой температуре в течение 60 мин.

Общее мольное соотношение дифенилолпропана, формальдегида и едкого натра по примеру составило соответственно 1:5,5:1,1.

Качественные характеристики полученной смолы по примерам представлены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что по предлагаемому способу получена высокореакционная смола с содержанием химически активных метилольных групп не менее 35%, с более низким содержанием свободного формальдегида и не содержащая свободного фенола.

Повышение содержания метилольных групп в смоле обеспечивает лучшую адгезию смолы к шпону и, соответственно, повышение предела прочности фанеры при скалывании по клеевому слою.

Следует отметить, что при использовании реакционных компонентов в меньших количествах в сравнении с указанными в формуле изобретения наблюдается коагуляция реакционной смеси, а при использовании реакционных компонентов в количествах, превышающих указанные в формуле изобретения, наблюдается высокое содержание свободного формальдегида, соответствующее уровню прототипа.

Таким образом, изобретение позволяет снизить токсичность смолы, а значит и клееной продукции на ее основе, повысить адгезию смолы к древесине и улучшить экологию окружающей среды.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения фенолформальдегидной смолы резольного типа конденсацией дифенилолпропана с формальдегидом в присутствии едкого натра при нагревании, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии буры при мольном соотношении дифенилолпропана, формальдегида и едкого натра 1:4,5-5,5:0,9-1,1 соответственно, причем сначала осуществляют конденсацию дифенилолпропана с формальдегидом при их мольном соотношении 1:4,5-5,5 в присутствии 3,0-6,0 мас. ч. буры на 100 мас. ч. дифенилолпропана при 50-55oC в течение 28-30 мин, затем вводят едкий натр в количестве 0,6-0,7 моль на 1 моль дифенилолпропана и проводят конденсацию в течение 60-90 мин, температуру поднимают до 94-100oC, выдерживают 5-20 мин, реакционную смесь охлаждают до 65-70oC, добавляют 0,3-0,4 моля на 1 моль дифенилолпропана едкого натра и проводят конденсацию в течение 5-15 мин с последующим подъемом температуры до 80-87oC и выдержкой смеси при этой температуре в течение 5-60 мин.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C08G8/20 с полиатомными фенолами

Класс C08G8/10 с фенолом

Патенты РФ в классе C08G8/10:
способ получения новолачной фенолоформальдегидной смолы -  патент 2493177 (20.09.2013)
способ отверждения новолачной смолы -  патент 2440373 (20.01.2012)
отверждаемая водная композиция на основе поливинилового спирта, не содержащая формальдегид -  патент 2430124 (27.09.2011)
способ получения формальдегидсодержащей смолы с пониженной эмиссией формальдегида и функциональных материалов на ее основе -  патент 2413737 (10.03.2011)
способ отверждения полиметилен-п-трифенилового эфира борной кислоты -  патент 2387678 (27.04.2010)
способ повышения стабильности фенолоформальдегидных смол -  патент 2327707 (27.06.2008)
прозрачные водные растворы фенолформальдегидного резола (варианты), способ их получения (варианты), связующая смола, отверждающая смола, прозрачная смола -  патент 2298018 (27.04.2007)
фенолоформальдегидная смола, высушенная распылением, способ ее получения и применение -  патент 2292357 (27.01.2007)
способ получения бакелитового лака -  патент 2285014 (10.10.2006)
способ получения фенолформальдегидных смол -  патент 2251555 (10.05.2005)


Наверх