Способ получения фенолоальдегидных пластиков

Класс 39Ь, 22

K 65474 сс1Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

А. А. Ваншеидт и А. А. Васильев

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛАЛЬДЕГИДНЫХ ПЛАСТИКОВ

Заявлено 20 апреля 1943 r. за № 321684 в Народный Комиссариат химической промышленности СССР

Обычно при получении фенолальдегидных пластиков используют готовые фенолальдегидные смолы и производят отверждение смеси фенолальдегидной смолы с наполнителем при повышенной температуре под давлением. Однако применение готовых смол повышает стоимость продукции и ставит заводы, использующие смолы для прессования изделий, в зависимость от производителей этих смол.

С другой стороны, для достижения глубокой пропитки смолой волокнистых материалов и получения высококачественных пластиков приходится вводить смолу (вследствие ее высокой вязкости) в виде спиртовых растворов, что вызывает непроизводительную трату растворителя.

Для устранения этих недостатков предлагалось применять вместо готовой смолы смесь реагента, из которых она образуется, с последующей конденсацией на волокне. Однако летучесть фенола и формалина создает ряд неудобств при получении пластиков этим методом, повышает вредность производства и вызывает непроизводительную трату реагентов.

Уже известно, что фенол в присутствии щелочи, взятой в количестве 1 моля на 1 моль фенола, способен связывать формальдегид на холоду с образованием фенолоспиртов (салигенин, параоксибензиловый спирт), и фенолодиалкоголей, являющихся промежуточными продуктами при синтезе смол резольного типа. Однако вследствие трудности выделения этих фенолоспиртов в чистом виде и малых выходов, они не получили применения в производстве смол, а диалкоголи фенола изолировать из их смесей с моноалкоголями до сих пор вообще не удавалосьь.

Опыты авторов показали, что смеси фенола с формалином способны реагировать на холоду со 100%-ным связыванием альдегида даже в присутствии малых количеств катализаторов, например, 1,5 о, едкого патра или окиси кальция от веса фенола, причем в результате этой реакции образуются растворы феноло-моно- и диалкоголей, которые могут быть использованы непосредственно в производстве пластмасс, посколь№ 65474 ку при нагревании они дают смолы резольного типа, переходящие при дальнейшем нагреве в резиты.

Эта реакция может быть проведена в простой аппаратуре на заводах, являющихся потребителями фенольных смол.

Полученные после связывания.<рормальдегида реакционные смеси представляют жидкости с низкой вязкостью, не дающие мути при разбавлении водой и содержащие около 50% фенолоспиртов, 19% свободного фенола и 3&% воды, Они легко подвергаются обезвоживанию в вакууме при 40 — 50, не теряя при этом неограниченной растворимости в воде и превращаясь. в более вязкие жидкости, аналогичного состава.

Необезвоженные продукты конденсации, благодаря их низкой вязкости, легко впитываются волокнистыми наполнителями и дают возможность получать композиции, которые после непродолжительной сушки при 90 — 100 превращаются в пресс-материалы, быстро переходящие при нагревании под давлением в изделия, отличающиеся, подобно изделиям из готовых резольных смол, большой механической прочностью.

Так; например, исходя из бумаги, ткани или шпона, пропитанных раствором фенолоспиртов, можно получить слоистые пластики (гетинакс, текстолит, фанеру, дельта-древесину), не уступающие по механическим и другим показателям слоистым пластикам, полученным на основе готовых фенолальдегидных смол. Льняные очесы, линтер и другие волокин стые материалы, обработанные фенолоспиртами, дают волокниты не худшего качества, чем получаемые при употреблении готовых смол, а древесная мука, обработанная фенолоспиртами — прессовочные порошки с высокими механическими показателями.

Для характеристики получаемых пластиков ниже приводятся результаты физико-механических испытаний.

Обезноженные фенолоспирты, вследствие большей вязкости, менее пригодны для глубокой пропитки, но имеют то преимущество, что слоистые пластики могут. быть получены на их основе без предварительной сушки и термообработки композиции. Нагревание обезноженных фено-. лоспиртов до 60 — 100 в формах дает возможность получать из них прозрачные резиты, отличающиеся высокой твердостью и прочностью, Пример 1. Смесь, фенола с формалином, содержащую 40% фенола, 19 % формальдегида и 1,2% окиси кальция, оставляют стоять при 22, не допуская повышения температуры. Через 5 суток связывание формальдегида достигает 96%, а через 8 суток 100 %.

Hp и мер 2. Смесь фенола с формалином, содержащую 49,85 % фенола, 17,5% формальдегида и 0,75 % едкого патра, нагревают при 50 .

Через 12 час связывается 92,7 % альдегида, а через 22 час 100%.

Пример 3. Раствор фенола в формалине, содержащий 44,39% фенола, 20% формальдегида и 0,65% окиси кальция, нагревают при 50 .

Через 10 час альдегида связывается на 90%, а через 19 час íà 100 %.

Пр и м ер 4. 100 вес. ч. необезвоженных фенолоспиртов, полученных согласно примеров 1, 2 или 3 после связывания не менее 95% свободного формальдегида, смешивают с 60 вес. ч. древесной муки и нагревают в сушилке /2 час при 100 . Полученный прессовочный порошок нагревают в пресс-формах при температуре 160 — 165 и давлением 350 кг/см2. Выдержка — 1 мин на 1 мм толщины.

П р и мер 5. Для получения волокнита смешивают 60 вес. ч. льняных очесов с 100 вес. ч. необезвоженных фенолоспиртов, сушат 30 мин при 100 и прессуют при режиме, указанном в примере 4.

М 6547-1

П р и мер 6. Для получения гетинакса кабельную бумагу пропитывают в течение 1 — 2 мин раствором фенолоспиртов и сушат 20 — 25 ii utt при 100 . Листы пропитанной бумаги прессуют при начальном давлении

60 кг/слое и температуре 70, повышая давление ступенями в течение

20 — 30 лшн до 120 кг/сме и температуру до 160 — 165 . Выдержка 4 лисн на 1 л м;îëùèíû. Охлаждение до 50 проводят под давлением.

Пример 7. Для получения текстолита бязь пропускают через ванну с раствором фенолоспиртов, после чего отжимают от избытка раствора. Сушка и термообработка 20 — 25 мин при 100 . Режим прессования: загрузка при 70, начальное давление — 60 кг/см-, подъем давления в течение 20 — 30 мин ступенями по 20 кг/слi-е, выдержка 5 л1ин í", 1 мм толщины; температура 160 — 165, давление 120 кг/см . Охлаждение до 50 под давлением.

Пример 8. С целью получения фанеры бумагу для склейки шпона пропускают через ванну с раствором фенолоспиртов. Подсушка

10 мин при 100 . Режим прессования фанеры: удельное давление

20 кг/сме, температура 145, выдержка 4 >l!ttн на 1 мм толщины и"..делия.

Пример 9. Для получения дельта-древесины сухой фанерный шпон толщиной 0,5 мл опускают на 2 — 3 сгк в раствор фенолоспиртов.

Стекание — 10 мин. Сушка и термообработка — 30 л1ин при 90 . Режим прессования: загрузка при 70 и начальном давлении 40 кг/c»п- .

Подъем давления (при непрерывном подъеме температуры) ступенями по 20 кг/сма в течение,20 — 25 мин. Выдержка 4 иин на 1 лси толщины изделия. Давление 110 кг/смз Температура 145 . Охлаждение до 50 — 40 под давлением.

Предмет изобретения

Редактор В. И. Денисов

Техред А. Л. Резник Корректор Березуева

Формат бум. 70К108 /и

Тираж 220

UETN при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6

Объем 0,26 изд. л.

Цена 5 коп.

Поди. к печ. 10/1 — 62 г

За к. 3354/2

Типография. пр. Сапунова, 2.

1. Способ получения фенолальдегидных пластиков с применением в качестве наполнителей бумаги, шпона, ткани, древесной муки, очссов и т. д. материалов, отличающийся тем, что указанные наполнители пропитывают водным раствором фенолоспиртов, полученных нагреванием смеси фенола с формалином при температуре 20 — 50 в присутствии 1,5 — 3,0 гидроокиси кальция или иных щелочных катализаторов до тех пор, пока связывание формальдегида не достигнет 90—

95%, после чего пропитанный материал подвергают сушке и термообработке при 90 — 100, а затем прессуют при повышенной температуре в обычных условиях.

2. Прием выполнения способа по п. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что растворы фенолоспиртов подвергают обезвоживанию в вакууме пр,:: температуре, не превышающей 50 .