Способ получения гранул полимеров

 

11!! 4865l3

Сон!э Советских

Социалистических

Республик ф, : руу (6l) Зависпк!ый от патента № (51) М. Кл. С 08g 53/02 (22) Заявлено 27.10.72 (21) 1845768/23-5 (32) Приоритет 23.03.72 (31) 9253; 29254;

29255; 29256

133) Япония!

1осударственный комитет

Совета Министров СССР !

1 по делам изобретений

Опубликовано 30.09.75. Бюллетень № 36 (53) УДК 678.632 32 21 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 28.12.75 (72) Авторы и:оарстс«пя

Иностранцы

Тадаси Сато, Ясунобу Ямамото, Ивао Мицутани, Сигемицу Есими и Цутому Терял!Ото (Япония) Иностранная фирма

«Айсин Кемикал Компани Лимитед» (Япония) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛ ПОЛИМЕРОВ

Изобретение относится к области получения твердых грянул на основе фенолформальдегидпой смолы, которые имеют по существу форму сферических частиц, способных плавиться и затем отверждаться при последующем нагревании. Полученные гранулы могут iip»МЕIIЯТЬСЯ ДЛЯ ПОЛУ ICIIIIII КЛЕЕВ, СВЯЗУ10!ЦИХ 11 формовочных масс.

Известен способ получения гранул серы пли полимеров, нрп котором ве!цество в расплавленном виде подают в аппарат, снабженный решеткой с определенными отверстиями, через которые пропускают расплавленное вещество и затем образовавшиеся частицы охлаждают водой, содержащей диметилспликон или фенплметилсиликон (в виде раствора в бензоле или толуоле с концентрацией 5%). ОднаКО 3TOT CIIO CO6 M Oil(IIO II CBO;I b30B 2 Th B O CII0Bном для получения гранул пз термопластичных полимеров.

Цель изобретения — создание способа непрерывного получения гранул в форме почти сферических частиц на основе фенолформаlbдеГидной смолы как резольнОГО, так и НОВОлачного типа, а также их смесей. Можно также использовать модифицированные фенолформальдегидные смолы, полученные при ре2 1(II IIII фCil0.10B С Я ЛЬДЕГНДОМ В II PIIC) ГCTBlill ямпносоедпнений. Кроме того, фенол()1орх!альдегпдная смола может содержать вспенпвя10щий агент органического плп неорганического типа.

Для этого жидкий фенола(рормальдегидный конденсат плп в виде раствора в подходящем растворителе распыляют в атмосферу, нагретую до температуры более высокой, чем тем10 Гlерату ра плаВленпя продукта 110лпкОНДенсацпп, и охлаждение капель этого продукта проводят газом с температурой более низкой, чем температура плавления указанного продукта.

-l2 чертеже дана схема осуществлеш!я пред15 лагаемого способа.

В баке 1 временно находится описанный конденсат. Бак оборудован пропеллерной мешалкой 2. Продукт пз бака 1 насосом 3 по трубе 4 падается в рабочий бак 5, снабжен20 ный водяной рубашкой, предназначенной для нагревания продукта, перемешиваемаго мешалкой 6 до температуры, при которой вязкость продукта достигает степени распыления.

Предпочтительной является вязкость, lie npe25 вышаю1цая 3000 спуаз. Если вязкость продукта достаточно низкая для расплавления, стадию нагревания можно исключить. Продукт

486513

5 !

О

3О

6О

55 из рабочего бака 5 подается под давлением измерительным насосом 7 по трубе 8 в распылитель 9, из которого в тонкоизмельче|шом состоянии поступает в сушильный резервуар 10.

Этот резервуар состоит в основном из цилиндрической части 11, ось которой расположена вертикально, и конусообразной части 12, соединенной с нижним концом цилиндрической части 11. Цилиндрическая часть 11 окружена охлаждающей рубашкой 12. На границе между цилиндрической и конусообразной частями расположена охлаждающая рубашка

13, предназначенная для предотвращения нагревания конусообразной части. В верхнюю часть цилиндра 11 подается горячий воздух из печи 14 с помощью вентилятора 15 по трубе 16. Струя холодного воздуха из холодильника 17 поступает через теплообменник 18 с помощью вентилятора 19 по трубе 20 в охлаждающую рубашку 13. -1асть холодного воздуха по трубе 20 и ответвлению ее 21 подается в резервуар по касательной к внутренней стенке цилиндрической части 11 и образует воздушную завесу, предотвращающую прилипание распыленной смолы к этой стенке. Таким образом в верхней части сушильного резервуара поддерживается высокая температура, а в нижней части и около стенок ее — низкая температура. При воздействии атмосферы с высокой температурой происходит частичное отверждение фенольной смолы в распыленном продукте; эта температура порядка 100 — 200 С достаточна для быстрого испарения растворителя и других летучих ингредиентов, содержащихся в смоляном продукте. Низкая температура от 5 до 50 С обеспечивает быстрое охлаждение нагретых частиц. 1 аким образом, продукт, поступающий из распылителя 9 в сушильный резервуар 10 образует жидкие сферические частицы в атмосфере с высокой температурой, в которой одновременно испаряется растворитель и другие летучие компоненты. Если распыляется продукт, содержащий резольную смолу, то за счет способности к самоотверждению ускоряется ее частичное отверждение. Затем жидкие частицы опускаются в атмосферу с низкой температурой и охлаждаются до образования твердых гранул, которые подают на внутреннюю поверхность стенки конусообразной части 12 сушильного резервуара.

Конусообразная часть имеет на внутренней периферической поверхности воздушный очиститель 22 с рядом отверстий, способный вращаться с небольшой скоростью с помощью мотора 23. Воздух, выбрасываемый из отверстий воздушного очистителя 22, предотвращает прилипание твердых частиц к внутренней стенке конусообразной части 12 и удаляет твердые частицы в нижнюю часть конуса 12.

Верхний конец этого конуса соединен с трубой 24, через которую поступает воздух из вентилятора 25. Воздух, поступивший по трубе

24 подает смазывающее вещество, например парафин, из устройства 26 с заданной скоростью. Воздух, содержащий парафин, поступает в конусообразную часть 12, где соприкасается с твердыми частицами смолы, в результате чего каждая частица покрывается смазкой, беспрепятственно перемещается вдоль внутренней поверхности стенки конусообразной части 12, сметается вниз при воздействии воздушного очистителя 22 и выгружается из сушильного резервуара 10 через отверстие на нижнем конце конусообразной части 12.

Гранулы, выгружаемые из резервуара 10, поступают Ilo трубе 27, представляющей собой пневматический конвейер, в разделительное устройство 28 в виде рукавного фильтра или циклона при воздействии сжатого воздуха, подаваемого по трубе 29 из резервуара 30. Отделенный воздух удаляется вентилятором 31, а твердые частицы из рукавного фильтра передаются шнеком 32 по трубе ЗЗ в циклон 34.

Из этого циклона твердые частицы поступают в резервуар 35 для хранения. Отделенный в циклоне воздух поступает в вентилятор 25 и используется для подачи в сушильный резервуар 10.

Опыты, описанные в примерах, производилп с помощью оборудования, изображенного на схеме. Все части в примерах указаны в процентах по весу.

Пример 1. 1 моль фенола и 19 моль формальдегида конденсируют в присутствии

0,15 моль аммиака при температуре 80 — 100 С в течение 1 час. I(полученному продукту добавляют воду в количестве 20 "/о от веса продукта и смесь охлаждают до температуры ниже 50 С, чтобы прекратить реакцшо конденсации. После выдержки этого продукта отделяют всплывающую жидкость. К осадку добавляют 5 /о по весу метанола и получают продукт, содержащий 73 /о твердых компонентов с вязкостью 800 спуаз.

Продукт впрыскивают распылителем центробежного типа (скорость вращения диска

1500 об/мин) со скоростью 30 л/час в атмосферу, температура горячей зоны которой

160 С, а температура охлажда|ощей зоны

35 С.

Получают в основном сферические твердые частицы в количестве 20 кг час. Каждая частица имела размер 70 — 100 мк и т. пл. 70—

75 С.

Пример 2. Продукт, описанный в примере 1, распыляют форсункой диаметром

0,9 мм при давлении 8 кг/см и скорости

80 л/час. Температура горячей зоны равна

190 С, а температура охлаждающей зоны

40=С.

Получают частицы диаметром 200 — 300 мк с температурой плавления 65 — 70 С в количестве 55 кг/час.

Пример 3. B условиях, описанных в примере 1, используют 2 моль формальдегида и

1 моль фенола. Получают продукт, содержа.

486513

60 щий 55 Д твердых веществ и имеющий вязкость 400 спу аз.

Продукт распыляют распылителем центробежного типа при скорости вращения диска

20000 об/мип со скоростью 40 л/час в атмосфере, температура горячей зоны которой

185 С, а температура охлаждающей зоны

40 С.

Получают частицы с размерами от 70 до

100 мк и с температурой плавления 70 — 75 С в количестве 20 кг/час.

Пример 4. При процедуре, описанной в примере 1, непрерь.вно пода!от из трубы 26 в конусообразную часть 12 определенное количество бисамида стеариновой кислоты. Количество биса..!пда стеариновой кислоты, подаваемой в конусообразную часть, равно примерно 3 /О от веса смолы, полученной в единицу времени.

Получают частицы, покрытые бисамидом стеариновой кислоты, сферической формы диаметром 80 — 110 мк с повышенной стойкостью в отношении слеживания при . ранении.

Пример 5. Проводят реакцию конденсации 1 моль фенола и 0,85 моль формальдегида в присутствии 1 о/о щавелевой кислоты в пересчете на вес фенола при температуре

100 С в течение 3 час. Kпо.лученно.м.у продукту добавляют 20 /о по весу охлаждающей воды, чтобы прекратить реакцшо конденсации.

Охлажденный продукт выдерживают, всплывающую жидкость удаляют декантацией и получают HQBoëà÷íólO смолу начальной стадии конденсации. К этой смоле добавляют продукт начальной конденсации резольной смолы при отношении 1: 1 по весу и получают продукт, содержащий 70 О/о твердых веществ с вязкостью 950 спуаз при 25 С.

Полученный продукт распыляют распылителем центробежного типа при скорости вращения диска 20000 об/мин со скоростью

35 л/час в атмосферу с температурой горячей зоны 200 С и температурой охлаждающей зоны 40 С.

Получают частицы сферической формы в количестве 23 кг час. Частицы имели размеры

70 — 100 мк и температуру плавления 65—

75 С.

Пример 6. Продукт начальной конденсации новолачной смолы, полученный как описано в примере 5, и продукт начальной конденсации резольной смолы, полученный, как описано в примере 1, смешивают в весовом отношении 1: 4 и получают продукт, содержащий 72 /о твердых компонентов с Вязкость!О

870 спуаз.

Этот продукт обрабатывают в условиях, указанных в примере 5, и получают частицы с размером 70 †1 мк и с температурой плавления 68 — 73 С; количество 25 кг/час.

Пример 7. 1 моль фенола, 0,85 /О формальдегида и 1 jp щавелевой кислоты от веса фенола загружают в реакционный сосуд и нагре5 !

О

15 20 ?5 зо

4г вают при температуре около 100 С в течение

3 час. Затем к реакционной смеси добавляют

20 О/о охлаждающей воды для прекращения реакции и смесь выдерживают в спокойном состоянии. Удаляют всплывающую жидкость, получают продукт начальной конденсации новолачной смолы в жидком состояьпш. К этому продукту добавляют 5 /о по весу гексаметилснтетра мина Ii эту ciliecb загружа!От B 631< для использования в качестве исходного продукта. Смесь имела вязкость около 1200 cIIv33 при 25 С.

Этот продукт непрерывно подают в центробежный распылитель (скорость вращения диска 15000 об/мин со скоростью 30 л/час) и распыляют в атмосфере, с температурой горячей зоны 150 — 160 С и температурой охлажда ю щей ",OH û 40 — 50 С.

В таких условиях получают гранулы в количестве 20 кг, час. Эти частицы имели сферическую форму диаметром в пределах от

70 до 150 мк и с температурой плавления

ij0 — 80 С.

Пример 8. 282 части фенола, 216 частей гексаметилолметаиа и 460 частей 37 /О-ного формалина cìåøHBIIloT в реакционном сосуде. К смеси дооавляют в качестве катализатора аммиачную воду в количестве, равном примерно 10 /О от веса фенола. Смесь нагревают при температуре 60 †1 С в течение

2 час. После удаляют вспенивающую жидкость декантацией, пОлучепиу!О композицию промывают горячей водой и добавляют 50 частей метанола при ти ательном IlåðåìåøHBании. Затем смесь сушат в условиях, описанных в примере 1, и получают твердые части1IbI р3змераAIH QT 50 — 120 XII! c те .!!иератур poli плавления 75 — 85"С. Эти частицы отверждают при нагревании в течение 60 сск ири температуре 150 С.

Пример 9. 1эезольпую смолу, полученную при реакции конденсации фенола и формальдегида в условиях, указанных в примере 1. смешивают с дшштропентаметплентетрамином, взятым в количестве 3 /о от веса резольной смолы. Полученную смесь подвергают распылению и в сушке в условиях, описанных в примере 1, и получают гранулы.

Г!редмет HçîáðeòåHHH

Способ получеш!я гранул полимеров путем распыления жидкого продукта и последующего его охлаждения, отличающийся тем, что, с целью осуществления процесса непрерывно и получения гранул в форме почти сферических частиц, ?KèäêHé фено10формальдегидный конденсат распыляют в атмосферу, нагретую до температуры более высокой, чех температура плавления продукта поликондснсации, и охлаждение капель этого продукта проводят газом с температурой более низкой, чем температура плавления указанногс продукта. (-- 1б!

Ц

t ! !

1!

1 -ц !.л /

Составитель A. Графкин

Редактор Л. Герасимова Текрсд T. Миронова Аорректор О. юрина

Заказ 3112/!5 Изд. № 1010 Тир".æ 496 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раугиская наб., и 4 5

Тииогp<1(!)IISI, fip. СануlloB