Способ непрерывного получения растворов мочевиноформальдегидной смолы - SU451251A3

Описание

Изобретение относится к способам получения растворов карбамидных смол, которые с успехом применяются для склеивания различных деревянных изделий. Известен непрерывный способ получения растворов мочевиноформальдегидной смолы конденсацией мочевины или форконденсатов из формальдегида и мочевины с формальдегидом при 94-102°С сначала в щелочной, а затем в кислой среде, проводимой в последовательно установленных реакторах при непрерывной подаче исходных реагентов. Однако этот способ является сравнительно продолжительным и полученный раствор содержит значительное количество (1,0-1,2%) свободного формальдегида. Целью изобретения являются интенсификация процесса и снижение содержания свободного формальдегида в растворе смолы. Эта цель достигается регулированием рН реакционной смеси смесью аммиака или амина с кислотой или кислой солью и проведением , конденсации при поддержании в первом реакторе молярного соотношения формальдегида и лючевины 2,1-3:1 и значения рН 5,5- 7,5, во всех промежуточных реакторах - молярного соотношения 1,6-2,6:1, предпочтительно 1,8-2,1:1, и рН 4,0-5,0 и в последнем реакторе - молярного соотношения 1,4-1,9: : 1 и рН 5,5-7,5. Пример 1. Непрерывным дозированием зоне смешения смешивают 770 вес. ч./час одного раствора фор.мальдегида (35%-ного), 92,6 вес. ч./час раствора мочевины (80%-ного ) и 27,2 вес. ч./час водного раствора, содержащего 5 вес. ч. аммнака и 0,25 вес. ч. муравьиной кислоты. Из этой зоны смесь спустя среднее время пребывания приблизительно 25 сек подается в первый из четырех сосудов каскада реакторов. Приблизительно через 15 мин (среднее время пребывания) раствор поступает в следующий реактор. Дополнительно во второй и третий сосуды вводят по 27,5 вес. ч./час и в четвертый 101 вес. ч./час раствора мочевины, а в пятый - незначительные количества натрового щелока. С помощью измерительной ячейки из стеклянного измерительного электрода и каломельного электрода для сравнения были определены следующие значения рН: В зоне смешения7,6 В реакторах первом5,8 втором5,2 третьем5,05 четвертом7,1.

3

Температура в первом реакторе составляет приблизительно 97°С, во втором и в третьем 100°С, в четвертом 98°С.

Степень копденсации полученного раствора смолы приблизительно можно определить по помутнению смесн 5 об. ч. воды и 1, об. ч. горячего раствора смолы. Помутнение наступает при 19°С.

Концентрацню раствора смолы можно довести до 65% обработкой под вакуумом.

Пример 2. 3835 вес. ч./час водного раствора форконденсата с содержанием 877 вес. ч. мочевины и 1535 вес. ч. формальдегида в зоне смешения ненрерывпо тщательно смешивают с 619 вес. ч./час 80%-ноге раствора мочевины и 40 вес. ч./час водного раствора, содержащего 7,5 вес. ч. аммиака и 1 вес. ч. муравьиной кислоты, и в течение нриблизительпо 21 час вводят в первый из пяти расположенных в виде каскада реакторов. Во второй реактор подают 130,5 вес. ч. /час, в четвертый 95,2 вес. ч./час н в пятый 565,9 вес. ч./час 80%-ного раствора мочевины. Общее время нребывания раствора в каскаде реакторов составляет 45 мин, для каждого отдельного реактора получается средпее время пребывания 9 мин.

Введение указанной смеси катализаторов позволяет установить следующие значения рН, измеренные при 20°С двухстержневой цепью, состоящей из измерительного стеклянного и каломельного электродов:

В зоне смешения7,5

В реакторе

первом5,8

втором5,3

третьем5,15

четвертом5,0.

В пятом реакторе устанавливают разбавленным щелоком значение рН раствора 7,0.

Температура в первом реакторе составляет 98°С, во втором и третьем реакторах 101°С, в четвертом 99°С и в пятом 97°С.

Полученный 50%-ный раствор смолы можно примепять как клей или обработкой в вакууме копцептрацию раствора можно довести до 60-70%.

Пример 3. В зоне смешения непрерывно смешивают 1430 вес. ч./час водного раствора формальдегида (35%-ного), 525 вес. ч./час раствора мочевины (80%-ного) и 47,0 вес. ч./час водного раствора, содержащего 9 вес. ч. аммиака и 0,19 вес. ч. .муравьиной кислоты. По истечение 20 мин смесь подают в первый из четырех реакторов. Спустя приблизительно 12 мип раствор поступает в следующий реактор .

Во второй реактор дозами подают 55 вес. ч./час раствора мочевины, в третий 102,5 вес. ч./час раствора мочевины, а в четвертый реактор 75 вес. ч./час раствора мочевины.

Введение указанной смеси катализаторов позволяет устаповить следующие значепия

4

рН, измеренпые стекляпным электродом {двухстержневая цепь) при 20°С:

В зоне смещения8,0 В реакторе

первом6,6

втором5,5

третьем4,4.

В четвертом реакторе устанавливается значение рН 7,1 за счет добавки разбавленного натрового щелока.

Температура в первом реакторе составляет 94°С, во втором 1.01°С, в третьем 102°С, а в четвертом 100°С.

Получеппый смоляной раствор под пони ;;еппым давлепием непрерывно упаривается до копцептрации вес. %.

Пример 4. Пепрерывно подавая в зону смещепия, смешивают 1072 вес. ч./час имеющего температуру 70°С водного раствора форкопдепсата , содержащего 420 вес. ч. формальдегида п 210 вес. ч. мочевины, 1000 вес. ч./час формальдегида (40%-ного), 707 вес. ч./час раствора мочевины (65%-пого, 75°С) и 30 вес. ч./час водного раствора, содержащего 15,0 вес. ч. серпой кислоты, после чего смесь сразу же подают в первый из пяти реакторов.

Во второй реактор паправляют 453 вес. ч./час 65%-иого раствора мочевины. Среднее вре.мя нребывапия смеси в каждом из одинаково больших реакторов составляет приблизительно 10 мин.

Примепепная смесь катализаторов позволяет установить следующие значения рП: В зоне смешения7,6

В реакторе

первом6,7

втором5,4

третьем4,5

четвертом4,3.

В пятом реакторе, добавляя разбавленный натровый щелок, устанавливают рП раствора приблизительно 7,2.

Температура в нервом реакторе составляет 95°С, во втором 101°С, в третьем 102°С, в четвертом 100°С, а в пятом 99°С.

Получе П1ый раствор обрабатывают под вакуумом и получают раствор смолы - 65%-ной концептрацпи.

Полученные растворы содержат незначительные количества свободного формальдегида -0,40% (66%-ный раствор), они стабильны при хранении в течение 6-8 недель при 20°С и 3-4 недель при 30°С.

Растворы с успехом применяли для изготовления стружечных плит.

Предмет изобретения

Способ непрерывпого получения растворов мочевипоформальдегидной смолы конденсацией мочевины или форконденсатов из формальдегида и мочевины с формальдегидом при 94-102°С сначала в щелочной, затем в 5 кислой среде, проводимой в последовательно установлеипых реакторах при непрерывной подаче исходных реагентов, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации процесса и снижения содержания свободного фор-5 мальдегида в растворе смолы, регулирование рН реакционной смеси проводят смесью аммиака или амина с кислотой или кислой 6 солью и конденсацию осуществляют, поддерживая в первом реакторе молярное соотношение формальдегида и мочевины 2,1-3:1 и значение рН 5,5-7,5, во всех промежуточных реакторах - молярное соотношение 1,6-2,6: :1, предпочтительно 1,8-2,1:1, и рН 4,0-5,0 и в последнем реакторе - молярное соотношение 1,4-1,9:1ирН5,5-7,5.

Реферат

Формула