СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОПЛАСТА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОПЛАСТА


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2249016 (13) C2

(51) 7 C08G12/40 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
к патенту Российской Федерации 
Статус: по данным на 19.04.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.03.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003114988/04 
(22) Дата подачи заявки: 2003.05.20 
(30) Приоритетные данные: 2003010359 2003.01.15 UA 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.05.20 
(43) Дата публикации заявки: 2004.11.27 
(45) Опубликовано: 2005.03.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2115666 C1, 20.07.1998. RU 2136703 C1, 10.09.1999. RU 2174523 C1, 10.10.2001. 
(72) Имя изобретателя: Бугаев Леонид Сергеевич (UA); Саморядов Юрий Михайлович (UA); Парахин Михаил Иванович (UA); Сушильников Александр Викторович (UA); Сушильникова Наталья Николаевна (UA) 
(73) Имя патентообладателя: Открытое Акционерное Общество "Концерн Стирол" (UA) 
(98) Адрес для переписки: 84610, Донецкая обл., г. Горловка, ул. Горловской дивизии, 10, ОАО "Концерн Стирол", сектор ЗИС, Л.И. Логиновой 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОПЛАСТА
Изобретение относится к способам получения карбамидоформальдегидной смолы, используемых для изготовления пенопласта. Конденсацию карбамида с формальдегидом осуществляют при начальном мольном соотношении карбамида и формальдегида 1:2,0-2,2 в несколько стадий в среде с переменной кислотностью при нагревании в присутствии модифицирующей добавки - водного раствора поливинилового спирта. Для конденсации с карбамидом в качестве формальдегидсодержащего компонента используют карбамидоформальдегидный концентрат. Конденсат содержит 54-60 мас.% общего формальдегида, 20-24 мас.% общего карбамида, остальное вода. Процесс проводят в присутствии регулятора вязкости - деминирализированной воды и 1-3 мас.ч. модификатора на 100 мас.ч карбамида. Причем сначала реакционную смесь нагревают до 90±2°С при рН 7,5-8,5, выдерживают 20 минут, снижают температуру до 82-85°С и при рН 4,5-5,0 выдерживают реакционную массу в течение 20-50 минут, затем нейтрализуют до рН 7,5-8,0, вводят дополнительное количество карбамида до мольного соотношения карбамида и формальдегида 1:1,5 и выдерживают 60 минут при 65-70°С. Способ позволяет исключить образование сточных вод, повысить производительность технологического оборудования. 2 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к способам получения карбамидоформальдегидных смол, используемых для изготовления пенопласта.

В настоящее время острой остается проблема создания ресурсо- и энергосберегающих технологий, в частности применения теплоизоляционных материалов для теплоизоляции зданий, оборудования, холодильных камер и др. Одним из первых газонаполненных пластмасс, нашедших широкое применение для теплоизоляции, были пенопласты на основе карбамидоформальдегидных олигомеров (КФО). КФО являются наиболее экономичным исходным материалом для производства пеноматериалов. Наряду с положительными свойствами карбамидные пенопласты обладают рядом недостатков, таких как незначительная механическая прочность, хрупкость и усадка при отверждении и сушке. Получение карбамидоформальдегидных олигомеров (смол) по традиционной технологии сопряжено со значительными энергозатратами на проведение концентрирования реакционной массы, а также большим объемом формальдегидсодержащих надсмольных вод, и полученные на их основе пеноматериалы не в полной мере удовлетворяют возрастающим требованиям к эмиссии формальдегида.

Известен способ получения карбамидоформальдегидной смолы для изготовления карбамидного пенопласта путем совместной конденсации карбамида с формальдегидом в присутствии глицерина, при нагревании до температуры кипения полученного раствора а среде с переменной кислотностью и конечным мольным соотношением формальдегид:карбамид - 1,7?1,8:1 [А.Ф.Николаев. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. Химия, М., 1996, 78 с.391-392]. Недостатками данного способа является значительное содержанием свободного формальдегида в смоле и недостаточная механическая прочность готового пенопласта. Близким к решению поставленной задачи является способ получения карбамидоформальдегидной смолы путем конденсации карбамида с формальдегидом, водный раствор которого предварительно нейтрализовали аммиачной водой, в среде с переменной кислотностью при нагревании до температуры 60-95°С, вакуум-сушку, введение модифицирующей добавки в виде водного раствора гидроксилсодержащего полимера в количестве 0,6-2,5 масс. частей на 100 частей карбамида, доконденсацию с дополнительным количеством карбамида до конечного мольного соотношения карбамид: формальдегид 1:1,2-1,6 [Заявка 96124470/04 Россия, кл. C 08 G 12/40, C 08 J 9/06, заявлено 27.12.96; опубликовано 27.1.99 // Патент №2115666]. Недостатком указанного способа является его многостадийность и продолжительность, что снижает производительность технологического оборудования, значительные расходы пара и электроэнергии на стадии варки и вакуум-сушки смолы.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа получения карбамидоформальдегидной смолы путем уменьшения многостадийности и снижения энергоемкости процесса с одновременным улучшением технических характеристик готового продукта (смолы), а также физико-механических свойств пенопласта.

Физико-механические свойства пенопласта приведены в таблице 1.

Поставленная задача достигается тем, что для проведения конденсации карбамида с формальдегидом в среде с переменной кислотностью при нагревании, согласно изобретению в качестве основного сырьевого компонента используют карбамидоформальдегндный концентрат (КФК). Процесс получения смолы осуществляется в присутствии регулятора вязкости и модифицирующей добавки.

Сущностью предлагаемого решения является синтез карбамидоформальдегидной смолы путем конденсации КФК с первой порцией карбамида в присутствии регулятора вязкости - деминерализованной водой, а также модифицирующей добавки в виде водного раствора поливинилового спирта при рН 7,5-8,5, в течение 20 минут при температуре 90±2°С. Начальное мольное соотношение карбамида к формальдегиду при этом составляет 1:2,2-2,0 соответственно. Затем смесь охлаждают до 82-85°С введением 20%-ного раствора хлористого аммония, доводят рН до 4,5-5,0 и выдерживают 20-50 минут до начала коагуляции смолы. Далее следует нейтрализация реакционной массы до рН 7,5-8,0 с одновременным охлаждением до 70°С, при достижении данной температуры и рН вводят вторую порцию карбамида, проводят стадию доконденсации при 65-70°С в течение 60 минут.

Использование в качестве исходного сырья КФК (по ТУ У 6-05761614.005-96), в котором содержится (% масс.) 54-60 "общего" формальдегида, 20-24 "общего" карбамида, остальное - вода, взамен 37%-ного формалина, позволяет исключить стадию вакуум-сушки и тем самым сократить длительность всего процесса получения смолы. При этом также исключается образование надсмольных вод, что выгодно по экологическим и экономическим причинам. Использование в качестве модифицирующей добавки водного раствора поливинилового спирта позволяет получать пенопласт с улучшенными физико-механическими свойствами и отсутствием растрескивания.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Применяемый КОЖ содержит 56,7% формальдегида, 22,8% карбамида. Для регулирования вязкости реакционной массы используют деминерализованную воду.

ПРИМЕР 1

В реактор V=0,2 м3 загружают 106 кг КФК и 16,5 кг деминерализованной воды, устанавливают рН 7,5-8,5 при помощи 10%-ного раствора NaOH. После этого вводят первую порцию карбамида в количестве 33,1 кг, при работающей мешалке смесь нагревают до температуры 90±2°С. При достижении температуры 40-50°С в реактор загружают модифицирующую добавку - поливиниловый спирт в количестве 0,8 кг или одна массовая часть на 100 массовых частей карбамида в виде водного раствора. Для приготовления данного раствора используют деминерализованную воду в таком же количестве, что и вода для регулятора вязкости (16,5 кг). При температуре 90°С проводят выдержку в течение 20 минут. По завершении выдержки в щелочной среде реакционную массу охлаждают до 82-85°С и вводят 0,5 дм3 20%-ного раствора NH4Cl, рН при этом устанавливается на уровне 4,9. Поликонденсацию ведут до смешиваемости смолы с холодной водой (t=12 -15°С) в соотношении 1:8-10 соответственно. Продолжительность этой стадии 20-50 минут в зависимости от температуры и установленного уровня рН. После того как смешиваемость смолы с водой достигнет нужного предела, содержимое реактора нейтрализуют раствором NaOH до рН 7,5-8,0 в количестве 0,4 дм3 и охлаждают реакционную массу до 70-75°С. Загружают первую порцию карбамида массой 23 кг и ведут стадию доконденсации в течение одного часа при температуре 65-70°С. Конечное мольное соотношение карбамид: формальдегид 1:1,5 соответственно. Готовую смолу охлаждают до 25-30°С и сливают в бочки.

ПРИМЕР 2

Условия конденсации по примеру 1. Количество первой порции карбамида 30,6 кг, второй - 25,5. Количество модифицирующей добавки 1,6 кг или 2 массовых части на 100 массовых частей карбамида.

ПРИМЕР 3

Условия конденсации по примеру 1. Количество первой порции карбамида 36 кг, второй - 20. Количество модифицирующей добавки 2,4 кг или 3 массовых части на 100 массовых частей карбамида.

ПРИМЕР 4

Процесс ведется по примеру 1. Количество первой порции карбамида 33,1 кг, второй - 23. Количество модифицирующей добавки составляет 0,8 кг, причем растворение поливинилового спирта проводится в присутствии 5,7 кг карбамида, конечное мольное соотношение карбамид: формальдегид при этом равно 1:1,4 соответственно. 

Сравнительная характеристика свойств смол, полученных по предлагаемому и известному способам, представлены в таблице 1.

Таким образом, по предложенному способу удается получать высококачественную карбамидоформальдегидную смолу для производства пенопласта, при этом заключается образование сточных вод и уменьшается количество стадий процесса.

Таблица 1

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЕНОПЛАСТА 
Показатель Норма Прототип Предлагаемый способ 
Предел прочности при изгибе, МПа, не менее 0,005-0,02 0,0405 0,144 
Плотность, кг/м3 8-25 13,3 22,4 




Таблица 2

ХАРАКТЕРИСТИКА СМОЛ 
Наименования показателей Прототип Примеры 
1 2 2 4 
Массовая доля сухого остатка, мас.% 56 63 62 62 63 
Содержание свободного формальдегида, мас.% 0,25 0,19 0,20 0,17 0,11 
Вязкость по ВЗ-4 (при 20°С), сек 20 31 35 33 32 
Концентрация водородных ионов, рН 7,6 7,7 7,8 7,7 7,6 
Время желатинизации при 100°С, сек 57 62 59 60 64 





ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ получения карбамидоформальдегидной смолы для производства пенопласта конденсацией карбамида и формальдегидосодержащего компонента при начальном мольном соотношении карбамида и формальдегида 1:(2,0-2,2) в несколько стадий в среде с переменной кислотностью при нагревании, в присутствии модификатора - водного раствора поливинилового спирта, отличающийся тем, что в качестве формальдегидсодержащего компонента используют карбамидоформальдегидный концентрат, содержащий 54-60 мас.% общего формальдегида, 20-24 мас.% общего карбамида, остальное - вода, процесс проводят в присутствии регулятора вязкости - деминирализованной воды и 1-3 мас.ч. модификатора на 100 мас.ч. карбамида, причем сначала реакционную смесь карбамида, карбамидоформальдегидного концентрата и модификатора нагревают до 90±2°С при рН 7,5-8,5, выдерживают 20 мин, снижают температуру до 82-85°С и при рН 4,5-5,5 выдерживают в течение 20-50 мин, затем нейтрализуют до рН 7,5-8,0, вводят дополнительное количество карбамида до конечного мольного cоотношения карбамида и формальдегида 1:1,5 и выдерживают 60 мин при 65-70°C.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru