NO170808B

NO170808B - Fremgangsmaate for fremstilling av et fenolskum-materiale med lukkede celler samt modifisert fenolskumkatalysator

Info

Publication number: NO170808B
Application number: NO871525A
Authority: NO
Inventors: Paul J Meunier; James Lunt; Edwin J Macpehrson
Original assignee: Fiberglas Canada Inc
Priority date: 1986-04-18
Filing date: 1987-04-10
Publication date: 1992-08-31
Also published as: CA1281701C; FI871222A; EP0242620A2; FI88404B; EP0242620A3; ATE64404T1; FI88404C; ES2022186B3; NO871525L; NO871525D0; DE3770682D1; DK189687D0; AU597645B2; JPH0826169B2; EP0242620B1; AU7172987A; DK173250B1; JPS6310642A; FI871222A0; NO170808C

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt fremstilling av fenolharpiksskum med lukkede celler fremstilt fra sammensetninger av fenol-aldehyd-resolharpikser. Mer spesielt angår oppfinnelsen fremstilling av fenolharpiksskum ved en fremgangsmåte som anvender en ny modifisert fenolskumkatalysator. Oppfinnelsen angår også disse modifiserte fenolskum-katalysatorene.

Fremstillingen av fenolskum oppnås ved intim blanding av en fenolisk harpiks med en syrekatalysator, et overflateaktivt middel og et esemiddel. De fenoliske harpiksene som vanligvis benyttes, er resoler som under innvirkning av en syrekatalysator gjennomgår ytterligere kondensasjon for dannelse av et ikke-smeltbart termoherdet materiale. Hastigheten for denne kondensasjon eller "herding" bestemmes av typen og mengden av syrekatalysator og produksjonshastigheten og fjerning av flyktige kondensasjonsprodukter slik som for-mal dehyd og vann.

Typiske syrekatalysatorer som benyttes ved fremstilling av fenolharpiksskum, er de aromatiske sulfonsyrene slik som xylen-toluensulfpnsyrer (Ultra TX fra Witco Chemicals), eller fenolsulfonsyre. Disse syrene anvendes vanligvis i en mengde på 10-25$ for å oppnå kommersielt akseptable herdetider ved fremstillingen av fenolharpiksskum. Disse mengder av syrekatalysatorer leder til høye eksoterme temperaturer og en utpreget fuktighetssensitivitet i sluttproduktet.

Ved fremstilling av fenolskum med lukkede celler nødvendig-gjør slike høye eksoterme temperaturer bruken av trykk under ekspansjonsprosessen for å hindre "brudd" i cellevinduene. Denne bristing av celler forårsakes av de høye damptrykkene som utvikles ved tilstedeværelsen av esemiddelet sammen med de flyktige kondensasjonsproduktene slik som vann og formaldehyd. Således beskrives i US patent 4.423.168 en fremgangsmåte for fremstilling av et fenolskum hvorved den fenoliske resolharpiks-skumbare sammensetningen innføres i et vesentlig lukket volum og skummes under trykk på over 13,8 kPa.

I tillegg induserer disse syremengdene en grad av fuktighetssensitivitet som skaper problemer med hensyn til dimensjonen og termisk stabilitet i det resulterende skummet.

De ovenfor omtalte ulemper har i stor grad begrenset den kommersielle nyttevirkning til fenoliske skum med lukkede celler. Forsøk på å redusere topptemperaturen og fuktighets-sensitiviteten ved å redusere syremengden eller —nivået, som beskrevet i EP patenter 0066967 og 0066968, leder til for-lengede størkne- og herdetider, hvilket gjør frem-stillingsprosessen langsom.

Flere referanser i den tidligere teknikk beskriver resorcinol som en reaktant med selve resolharpiksen. Blant disse er fenolskummet med lukkede celler beskrevet i US patent 4.546.119. Dette patent beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av et fenolskummateriale ved omsetning av fenol-formaldehyd-resolen med resorcinol, urea eller begge deler for å initiere skumdannelse ved syrekatalyse.

Canadisk patent 859.789 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av fenolskum innbefattende tilsetning av resorcinol til fenol-formaldehydharpiksen og esemiddel før tilsetningen av sterk syre som foretas til slutt. Resorcinol ble i dette tilfellet funnet å redusere mengden av syre som var nødvendig for skumdannelse.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av et fenolskum-materiale med lukkede celler hvor en

fenolformaldehyd-resolharpiks hvorfra mesteparten av det

frie vannet har blitt vakuum-avdrevet,

et overflateaktivt middel,

et esemiddel og

en syrekatalysator

blandes og deretter herder den resulterende blanding, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at det anvendes et molforhold mellom fenol og formaldehyd fra 1:1,5 til 1:4,5 og at det anvendes en syrekatalysator som er modifisert og består av

en aromatisk syre,

en fenol valgt fra gruppen bestående av

resorcinol,

m-kresol,

o-kresol, og

p-kresol eller

en blanding derav, og

et fortynningsmiddel,

og at den resulterende blandingen herdes fra omgivelsestemperatur til 20°C for oppnåelse av et fenolskum med lukkede celler, idet fenolen virker slik at det oppnås en maksimum toppreaksjonstemperatur på 85-95°C i løpet av en tid fra 3 til 6 min.

Ifølge et trekk ved foreliggende oppfinnelse blir de modifiserte fenolskum-katalysatorkomponentene hver innført i blandingen av fenol-formaldehyd-resolharpiks, overflateaktivt middel og esemiddel i separate strømmer. Hver komponent fortynnes med et passende fortynningsmiddel, fortrinnsvis dietylenglykol.

Det er ifølge foreliggende oppfinnelse også tilveiebragt en modifisert fenolskumkatalysator, og denne er kjennetegnet ved at den innbefatter en aromatisk syre, et fortynningsmiddel og en forbindelse valgt fra gruppen bestående av resorcinol, m-kresol, o-kresol og p-kresol.

Bruken av den modifiserte katalysatoren muliggjør at visse ulemper ved den tidligere teknikk kan overvinnes og samtidig lede til kommersielt akseptable herdetider. Spesielt leder innbefatningen av en toverdig fenol, inkludert resorcinol i blandingen av aromatisk syrekatalysator og glykol, til en kommersielt gjennomførbar prosess og leder til et skinnprodukt som har forbedret fuktighetsresistens i forhold til dem som er beskrevet i US patent 4.423.168.

I den tidligere teknikk som angår fenolskum med lukkede celler, er de foreslåtte prosesser basert på bruken av store mengder syrekatalysatorer som blir værende i de ferdige skum-produktene og gjør dem følsomme overfor fuktighet.

For å overvinne noen av begrensningene ved den tidligere teknikk, har man utviklet en fremgangsmåte for fremstilling av fenolskum med lukkede celler som har en forøket hastighet ved hvilket fenolskummet med lukkede celler herder uten å forårsake at skumegenskapene skades.

Et annet formål med oppfinnelsen er å øke den hastighet ved hvilken et fenolskum med lukkede celler når den eksoterme topptemperaturen uten i betydelig grad å påvirke dets topp-temperatur.

Fig. 1 er en grafisk fremstilling av herde-eksotermer som sammenligner den hastighet ved hvilken skummet når toppeksoterm for forskjellige modifiserte katalysatoroppløsnin-ger,

fig. 2 viser en grafisk fremstilling av herde-eksotermer som illustrerer den hastighet ved hvilken skummet når toppeksoterm-temperatur for forskjellige mengder av standardkatalysatoren,

fig. 3 viser en grafisk fremstilling av herde-eksotermer for resorcinol-katalysatoren og standardkatalysatoren i en fenol-formaldehyd-harpiks som har et molforhold 1:2,5 (P/F harpiks 1:2,5 forhold),

fig. 4 viser en grafisk fremstilling av herde-eksotermer for resorcinol-katalysatoren og standardkatalysatoren i en fenol-formaldehydharpiks som har et molforhold på 1:3,7 (P/F harpiks 1:3,7 forhold).

Foreliggende fremgangsmåte omfatter innføring i en fenolskum-resolharpikssammensetning innbefattende fenol-formaldehyd-resolharpiks som har fritt formaldehyd , overflateaktivt middel, esemiddel, og en modifisert syrekatalysator bestående i det vesentlige av en aromatisk sulfonsyre og en toverdig fenol.

I en utførelse av oppfinnelsen blir den aromatiske syrekomponenten og den toverdige fenolkomponenten til den modifiserte katalysatoren innført i fenolskum-resolharpikssammensetningen i en separat strøm.

Ved utførelse av foreliggende oppfinnelse fremstilles fenol-formaldehydskum med lukkede celler ved tilsetning av den modifiserte syrekatalysatoren ifølge oppfinnelsen til en blanding inneholdende en skumbar, flytende fenol-formaldehyd-resolharpiks, et flyktig esemiddel for den flytende fenol-aldehyd-resolharpiksen og et overflateaktivt middel som er et stabiliseringsmiddel for den skummede, flytende fenol-aldehyd-resolharpiksen. Det dannes et stabilt, uherdet skum inneholdende lukkede celler som har cellevegger dannet av den flytende resolharpiksen, og de lukkede cellene er dannet av det flytende esemiddelet i gassfase. Det uherdede skummet formes og herdes deretter av den modifiserte syrekatalysatoren ifølge oppfinnelsen.

Ved fremstillingen av fenolskummene produseres flyktige stof-fer som et resultat av kondensasjonsreaksjonene som foregår ved tverrbinding. Disse flyktige materialene, som omfatter hovedsakelig vann og formaldehyd, må fjernes i løpet av etter-herdingsprosessen for å tilveiebringe et dimensjons-stabilt produkt. Temperaturen ved hvilken herding utføres, velges slik at det ikke forårsakes noen signifikant for-ringelse i innhold av lukkede celler p.g.a. hurtig frigjøring av disse flyktige stoffene.

Flytende, skumbare fenol-aldehyd-resolharpikser egnet for utførelse av foreliggende oppfinnelse, er velkjente, og de generelle reaksjonsbetingelsene og variablene som benyttes ved deres fremstilling, utgjør ikke en del av foreliggende oppfinnelse. Flere patenter inkludert US patenter 4.525.492 og 4.546.119, og andre publikasjoner, beskriver fremstillingen av flytende resolharpikser for skumblandinger. Generelt blir flytende resolharpikser fremstilt ved omsetning av en eller flere fenoler med ett eller flere aldehyder i vandig fase og i nærvær av en alkalisk katalysator. Eksempler på fenoler innbefatter fenol per se, resorcinol, kresol, xylenol, klorfenol, bisfenol-A, alfa-naftol, beta-naftol, og blandinger derav. Aldehyder for reaksjon med de ovennevnte fenoler inneholder vanligvis 1-8 karbonatomer, og fortrinnsvis 1-3 karbonatomer. Spesifikke eksempler omfatter formaldehyd, acetaldehyd, propionaldehyd, furfural, benz-aldehyder og blandinger derav.

Foreliggende oppfinnelse er fortrinnsvis rettet mot fremstillingen av lukket celleskum fra skumbare, flytende resolharpikser fremstilt fra fenol pr. se og formaldehyd. Resolharpiksen blir fortrinnsvis befridd for mesteparten av dets frie vann. Ved å gjøre dette vil vannet ikke forstyrre dannelsen av et skum med lukkede celler.

Esemidler som typisk benyttes for fenoliske skum, er alle de mest vanlige "FREON"-esemidlene slik som triklorfluormetan (som selges under varebetegnelsen Freon 11), tetrafluormetan, 1,1,2-triklor-l,2,2,2-trifluoretan (Freon 113), diklordifluormetan (Freon-12), 1,2-diklor-l,1,2,2-tetrafluoretan (Freon-114), monoklordifluormetan (Freon-22), 1-klor-1,1,2,2,2-pentafluoretan (Freon-115), 1,l-diklor-2,2,2-trifluoretan (Freon-123), 1,2-diklor-2,2-difluoretan (Freon-132 L), 1-klor-l,1-dlfluoretan (Freon-142b), 1,1-difluoretan Freon-152a), 1-klor-l,2,2,2-tetrafluoretan (Freon-142), 1, 1,2,2,2-pentafluoretan (Freon-125), 1,2,2,2-tetrafluoretan (Freon 134a), 1,1-diklor-l-fluoretan (Freon-141 B) og blandinger av disse, eller klorerte hydrokarboner som metylklorld, kloroform, metylendiklorid, karbontetraklorid og blandinger av disse med fluorkarboner, eller lavtkokende hydrokarboner slik som propan, butan, pentan, heksan eller cykloheksan, eller lavtkokende etere slik som dimetyl-, dietyl- og dipropyleter; eller ketoner slik som aceton og metylketon; eller lavtkokende materialer slik som karbondi-sulfid, metylalkohol og propylalkohol, eller materialer som dekomponerer under innvirkning av varme slik at det utvikles nitrogen eller en annen gass "in situ" slik som diazofor-bindelser; eller materialer som frigjør karbondioksyd under innvirkning av syrer, slik som ammoniumkarbonat, kalsium-eller natriumkarbonat, eller natriumbikarbonat, osv.

Mengden av esemiddel varierer med typen av og densiteten til det skum som er ønsket.

Det overflateaktive middelet kan være et hvilket som helst egnet stabiliseringsmiddel for bruk ved stabilisering av flytende fenol-aldehyd-resolharpiksskum. Den tidligere teknikk beskriver bruken av mange typer av overflateaktive midler som er egnet. Ikke-ioniske, kationiske og selv anioniske typer har blitt beskrevet.

Overflateaktive midler som generelt anvendes for fremstilling av fenolskum, er imidlertid typisk av ikke-ionisk natur. Overflateaktive midler inneholdende silisium, er utbredt benyttet, slik som silisiumetylenoksyd/propylenoksyd-kopolymerene av alkoksysilaner, polysilyl/fosfonater, poly-dimetylsiloksan, og polyoksyalkylen-kopolymerer. Eksempler på egnede kommersielle silisiumholdige overflateaktive midler er DC-190 og DC-193 fra Dow Corning og L-530, L-5310 og L-5410 fra Union Carbide. Andre ikke-ioniske overflateaktive midler som er egnet, omfatter Pluronic (varebetegnelse, BASF Wyandotte) ikke-ioniske overflateaktive midler, spesielt de høymolekylvektige F-127, F-108 og F-98 polyetylen-poly-propylenoksydene. Selv om de er vanskelige å dispergere, har disse tilbøyelighet til å danne meget stabile emulsjoner med Freoner og er temmelig uoppløselig i Freoner. Polyetylen-oksyder eller polypropylenoksyder kan også benyttes.

Konsentrasjoner av overflateaktivt middel kan variere fra 2 til 10$ av blandingens totalvekt. Den foretrukne mengde for de heri beskrevne resoler er 2-5$. For å fremstille skum med lukkede celler som inneholder esemiddelet i tilstrekkelig mengder for å gi overlegne termiske verdier, er det nødvendig med et nøye valg av egenskaper for harpiks og overflateaktivt middel.

Tidligere kjente katalysatorer som er benyttet ved fremstilling av fenolskum, er vanligvis syrer. Under visse forhold kan skum utvikles utelukkende ved anvendelse av varme uten bruk av en katalysator. I praksis er imidlertid en katalysator nødvendig for å fullføre herdingen av skummene siden det ikke er mulig å gjøre dette ved oppvarming alene. Herde-adferden til fenolskum er omtalt mer detaljert i kapitlene 5 og 10 i "The Chemistry of Phenolic Resins" av R. W. Martin, J. Wiley and Sons, Inc., 1956.

En rekke syrekatalysatorer, både organiske og uorganiske, er kjente og beskrevet i den tidligere teknikk. Eksempler på uorganiske syrer omfatter saltsyrer, svovelsyrer, salpeter-syre og de forskjellige fosforsyrene. Eksempler på organiske syrer omfatter aromatiske sulfonsyrer slik som benzensulfonsyre, toluensulfonsyre, xylensulfonsyre, fenolsulfonsyre og naftalensulfonsyre; latente syrekatalysatorer slik som fenol-estere av karboksylsyrer inkludert fenyltrifluoracetat og fenylhydrogenmaleat og forskjellige svoveldioksydholdige forbindelser slik som svovelholdige alfa,beta-umettede ketoner og aldehyder og forskjellige diener; mono- og poly-karboksylsyrer slik som eddiksyre, maursyre, propionsyre, oksalsyre, maleinsyre, og sterke substituerte organiske syrer slik som trikloreddiksyre. En blanding av toluensulfonsyre er vanligvis foretrukket. Syrekatalysatoren som selges under varebetegnelsen Ultra TX (Witco Chemical Company), xylen-toluensulfonsyrene er særlig foretrukne. Andre syrekatalysatorer er beskrevet i US patenter 4.525.492 og 4.423.163.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot modifiserte fenolskum-katalysatorer. Man har funnet at tilsetningen av en toverdig fenol til syrekatalysatoren resulterer i en forøket hastighet ved hvilken fenolskummet med lukkede celler når topp eksoterm temperatur uten i betydelig grad å påvirke topptemperaturen. Det er også en økning i den hastighet ved hvilken et fenolskum med lukkede celler herder uten å forårsake skade på skumegenskapene. Anvendelsen av en slik modifisert syrekatalysator resulterer således i en mer kommersiell gjennom-førlig prosess samtidig som skumegenskaper som er manglet i den tidligere teknikk, bibeholdes.

Disse nye modifiserte syrekatalysatorene er nyttige for fremstilling av skum fra alle de syrekatalyserte fenoliske sammensetningene som vanligvis benyttes ved fremstilling av slike harpikser. Oppfinnelsen er imidlertid særlig rettet mot fremstilling av skum fra fenol-formaldehydharpikser av resoltypen, og vil bli beskrevet i forbindelse med dens anvendelse med vannoppløselige eller delvis vannoppløselige fenol-formaldehydharpikser hvor forholdet for fenol til formaldehyd (P/F) er 1:1,5 til 4,5. I US patent 4.396.563 beskrives fremstilling av harpiks som har et forhold for fenol til formaldehyd fra 1:1,1 til 3,0. US patent 4.546.119 beskriver fenolskum med lukkede celler med et P/F-molforhold på mellom 1:3 og 1:4,5.

Følgende fremstillinger og eksempler beskriver oppfinnelsen og angir den utførelsesmåte som anses som best.

Eksempel 1 illustrerer de forskjellige katalysatorsammen-setningene omfattende standardkatalysatoren (umodifisert), og forskjellige modifiserte fenolskum-katalysatorer inkludert som en modifiserende komponent, resorcinol; m-kresol, p-kresol, o-kresol; fenol, og urea. Alle katalysatorene inkluderer som syrekomponenten ultra TX fra Witco Chemical Company som er en vannfri toluen-xylensulfonyre, og et fortynningssmiddel, dietylenglykol.

EKSEMPEL 1

Fremstilling av modifiserte katalysatorsammensetnin<g>er

Følgende katalysatorsammensetninger hie fremstilt ved blanding av de forskjellige angitte komponenter.

Resorcinolkatal<y>sator

Tostrøms resorcinol- katalysatorsvstem

De to katalysatorkomponentene ble utmålt separat for blanding 0 med separate harpiks- og Freon-strømmer. Katalysatorkomponentene ble benyttet i et forhold på 60$ strøm nr. 1, 30$ strøm nr. 2.

EKSEMPEL 2 - Fremstilling av resol

En natriumkatalysert fenol-formaldehydresol med et forhold for fenol til formaldehyd på 1:1,73, ble fremstilt ifølge metode kjent for fagmannen på området ved bruk av 44$ formaldehydoppløsning. Den ferdige harpiksen ble nøytrali-sert med syre og strippet i vakuum for å fjerne mesteparten av det frie vannet og gi en resol med følgende egenskaper.

Et overflateaktivt middel,. Dow Corning DC 193, ble tilsatt i en mengde på 3,8 vekt-$.

Modifiserte katalysatorer som vist i eksempel 1 kan anvendes for å fremstille fenolskum med lukkede celler fra resolen. Man har funnet at foreliggende modifiserte katalysatorer varierer den hastighet ved hvilken et fenolskum med lukkede celler når topp eksoterm temperatur uten å ha en "betydelig effekt på topptemperaturen.

Generelt resulterte tilsetningen av resorcinol, kresolene, eller fenol, til syrekatalysatoren i en økning i den hastighet ved hvilken topp eksoterm temperatur ble nådd sammen-lignet med standardkatalysatoren (umodifisert). I motsetning til dette ble tilsetningen av urea funnet å nedsette reaksjonshastigheten.

For å oppnå en høy grad av lukket celle-karakter og således gode termiske egenskaper, fant man det nødvendig å nå en reaksjonstemperatur på 85-95°C i et reaktivitetsforsøk for skumming begynnende fra omgivelsestemperatur i et tidsrom på mellom 3 og 6 min. og fortrinnsvis 4 min. I tilfelle for resorcinolkatalysatoren ble maksimum topptempertur oppnådd etter 3 min.

Reaktivitet for en 1:1. 73 P/ F harpiks

Reaktiviteten ble bestemt på følgende måte: En blanding av 100, g P/F resolharpiks og Dow Cornings DC-193 overflateaktivt middel ble blandet med 14 g Freon 113 som et esemiddel inntil en stabil emulsjon ble oppnådd. Til emulsjonen ble det tilsatt 5,0 g av en modifisert syrekatalysatoroppløs-ning valgt fra de i eksempel 1 eller 3,3 g av standard (umodifisert) katalysatoroppløsningen i eksempel 1, og materialet ble omrørt inntil det var homogent.

Det bemerkes at alle benyttede katalysatorer inneholdt den samme syreekvivalent av Ultra TX og dietylenglykol som illustrert i eksempel 1. Vektforskjeller mellom standard og modifiserte katalysatorer skyldes tilsetningen av additivet. Alle prøver ble skummet i en 20,3 cm x 20,3 cm x 5,1 cm form utstyrt med en termoelementprobe. Formen ble oppvarmet til 60°C. Prøvene ble herdet i en 60°C ovn. Alle harpiksprøver ble benyttet ved en begynnelsestemperatur på 30°C. Et termo-element ble benyttet for å måle hastighetsforandringen i temperatur som ble registrert på en xy plotter. De grafiske fremstillingene er vist på fig. 1.

Den maksimale topptemperaturen oppnådd for resolformulerin-gene i eksempel 1 (P/F 1:1,73) når de var herdet med en modifisert syrekatalysator fra en omgivelsestemperatur på ca. 20°C under disse betingelsene, var typisk 85-95°C i 3-6 sek. Denne metoden ble benyttet for å etablere forandringer i hastigheten ved hvilken skummet nådde topp eksoterm temperatur slik den står i forhold til de forskjellige modifiserte syrekatalysatorene. Sammenligning av tid-temperaturprofilene vist på fig. 1 illustrerer at resorcinolkatalysatoren ga den hurtigste hastigheten tett fulgt av resorcinolkatalysatoren i separat strøm. Tilsetningen av urea nedsatte reaksjonshastigheten og gjorde den langsommere enn standard katalysatoren. Det fremgår generelt at tilsetning av en modifisert katalysator gir skum som når toppeksotermer hurtigere uten å forårsake at topptemperaturen stiger signifikant. Fenolskum har også tendens til å herde ved en hurtigere hastighet med tilsetning av en modifisert katalysator med unntagelse av urea som gjør reaksjonen langsommere.

Yttreligere testing med resorcinolkatalvsator

Resorcinolkatalysatoren illustrerer en stor evne til å øke den hastighet ved hvilken skum når toppeksotermtemperaturen uten å ha en signifikant påvirkning på topptemperaturen og derfor minimaliseres cellebrudd. Ved ytterligere testing ble katalysatormengden endret fra 4,0 g til 6,0 g med følgende resultater.

Som det fremgår ved en sammenligning av eksotermene frembragt med forskjellige mengder katalysator, resulterer en økning i mengden av resorcinolkatalysator i en nedsettelse av den tid som er nødvendig for å nå topp eksoterm temperatur uten en signifikant påvirkning på selve topptemperaturen.

Det er også funnet at skumprøver fremstilt med resorcinol-katalysatoroppløsning bibeholdt sine egenskaper ved lavere skumdensiteter. En sammenligning av fenolskum med lukkede celler fremstilt med standardkatalysatoren og resorcinol-katalysatoren er illustrert nedenfor. Disse sistnevnte skum ble fremstilt på en forsøkslinje som kunne produsere kommersielle prøvestørrelser.

"tVannabsorpsjon ble målt ved bruk av pulveriserte 1,0 g prøver av skum i en vektskål som ble hensatt over vann ved 25°C og 80$ relativ fuktighet i 24 timer.

Standard katalysator ved økende nivåer

Den hastighet ved hvilken et fenolskum med lukkede celler når topp eksoterm temperatur, kan nedsettes ved bruk av høyere nivåer for standard katalysatoroppløsning som vist på fig. 2. En økning i mengden av standard katalysatoroppløsning led-sages imidlertid også av en økning i topp eksoterm temperatur. Topptemperaturen kunne nå nivåer som ville være uheldig for skumegenskapene resulterende fra et cellebrudd utviklet ved de høyere indre trykk som nås under de tidlige trinn i skumdannelsen.

Resorcinolkatalysator i forskjellige P/ F- harpikser

Anvendelser av resorcinolkatalysatoren i harpikser med for-skjellig molforhold gir resultater som ligner dem for 1:1,73 P/F-harpiksen. P/F-harpiksskumformuleringene nedenfor ble fremstilt ifølge metoden for fremstilling av 1:1,73 P/F-harpiksformuleringen. De således fremstilte harpiksformule-ringer hadde følgende mengdeforhold og reaksjonsbetingelser: Som det fremgår fra eksotermene vist på fig. 3 og 4, ved sammenligning av resultatene fra tilsetningen av resorcinol-harpiksen med de fra tilsetningen av standardkatalysatoren, fremgår det at tilsetningen av resorcinolkatalysatoren resulterte i en økning i den hastighet ved hvilken topp eksotermtemperaturen ble oppnådd uten noen særlig økning i topp eksotermtemperaturen for både harpiksskumformuleringen med molforholdet 1:2,5 og den med molforholdet 1:3,7.

Claims

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et f enolskum-materiale med lukkede celler hvor en fenolformaldehyd-resolharpiks hvorfra mesteparten av det frie vannet har blitt vakuum-avdrevet, et overflateaktivt middel, et esemiddel og en syrekatalysator blandes og deretter herder den resulterende blanding, karakterisert ved at det anvendes et molforhold mellom fenol og formaldehyd fra 1:1,5 til 1:4,5 og at det anvendes en syrekatalysator som er modifisert og består av en aromatisk syre, en fenol valgt fra gruppen bestående av resorcinol, m-kresol, o-kresol, og p-kresol eller en blanding derav, og et fortynningsmiddel, og at den resulterende blandingen herdes fra omgivelsestemperatur til 20°C for oppnåelse av et fenolskum med lukkede celler, idet fenolen virker slik at det oppnås en maksimum toppreaksjonstemperatur på 85-95°C i løpet av en tid fra 3 til 6 min.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den modifiserte syrekatalysatoren innføres i blandingen av harpiks, overflateaktivt middel og esemiddel ved separate første og andre strømmer, hvor den første strømmen omfatter en aromatisk syre fortynnet med med glykol og den andre strømmen omfatter en fenol.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det som aromatisk syre anvendes en aromatisk sulfonsyre innbefattende benzensulfonsyre, toluensulfonsyre, xylensulfonsyre, fenolsulfonsyre, naftalensulfonsyre og xylen-toluensulfonsyre.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anvendes et esemiddel som velges fra triklorfluormetan, tetrafluormetan, 1,1,2-triklor-l,2,2-trifluoretan, monoklordifluormetan, diklordifluormetan, 1,1-diklor-1,2,2,2-tetrafluoretan, 1,2-diklor-l,1,2,2-tetrafluoretan, og blandinger derav.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anvendes et overflateaktivt middel som er et ikke-ionisk overflateaktivt middel valgt fra de silisiumholdige overflateaktive midlene og polyetylen-polypropylenoksyder.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anvendes et P/F-molforhold på 1:1,73 i fenolformaldehydharpiksen (P/F).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det som f ortynningsmiddel anvendes en glykol, innbefattende dietylenglykol.

8. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at toppeksoterm oppnås i løpet av en tid på 4 min.

9. Modifisert fenolskumkatalysator, karakterisert ved at den innbefatter en aromatisk syre, et fortynningsmiddel og en forbindelse valgt fra gruppen bestående av resorcinol, m-kresol, o-kresol og p-kresol.

10. Katalysator ifølge krav 9, karakterisert ved at den aromatiske syren er en aromatisk sulfonsyre valgt fra gruppen bestående av benzensulfonsyre, toluensulfonsyre, xylensulfonsyre, fenolsulfonsyre og naftalensulfonsyre.

11. Katalysator ifølge krav 10, karakterisert ved at den aromatiske sulfonsyren er xylen-toluensulfonsyre.

12. Katalysator ifølge krav 9, karakterisert ved at nevnte fenol er resorcinol.