RU2230076C1 - Urea-formaldehyde resin production process - Google Patents
Urea-formaldehyde resin production process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230076C1 RU2230076C1 RU2002131492/04A RU2002131492A RU2230076C1 RU 2230076 C1 RU2230076 C1 RU 2230076C1 RU 2002131492/04 A RU2002131492/04 A RU 2002131492/04A RU 2002131492 A RU2002131492 A RU 2002131492A RU 2230076 C1 RU2230076 C1 RU 2230076C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- urea
- condensation
- formaldehyde
- resin
- amount
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения водорастворимых карбамидоформальдегидных смол, применяемых в качестве связующих и клеев для склеивания древесины, в производстве ДСП, ДВП и МДФ и теплоизоляционных материалов.The invention relates to methods for producing water-soluble urea-formaldehyde resins used as binders and adhesives for gluing wood, in the manufacture of chipboard, fiberboard and MDF and thermal insulation materials.
При синтезе последних с использованием карбамидоформальдегидного концентрата существенным недостатком рассматриваемых смол является пониженная смешиваемость с водой, что препятствует получению изделий с необходимыми теплофизическими характеристиками.In the synthesis of the latter using urea-formaldehyde concentrate, a significant drawback of the resins under consideration is the reduced miscibility with water, which prevents the production of products with the necessary thermophysical characteristics.
Известен метод получения карбамидоформальдегидной смолы из карбамидоформальдегидного концентрата, содержащего 55% “общего” формальдегида и 21% “общего” карбамида [RU №2059663, кл. С 08 G 12/12, 1996]. Он предусматривает добавление к карбамидоформальдегидному концентрату первой порции карбамида с целью достижения мольного соотношения формальдегид:карбамид (Ф:К) =2,0:1,0, прогрев реакционной смеси при 40°С в течение двух часов, ввод 10%-ного раствора уксусной кислоты для снижения рН смеси до 5,2 и проведение кислой конденсации при 90°С до достижения вязкости 1000 мПа·с. После этого рН реакционной массы устанавливают на уровне 7,5, вводят вторую порцию карбамида и при 60°С в течение одного часа завершают процесс доконденсации.A known method of producing urea-formaldehyde resin from urea-formaldehyde concentrate containing 55% of “total” formaldehyde and 21% of “total” urea [RU No. 2059663, cl. C 08 G 12/12, 1996]. It involves adding to the urea-formaldehyde concentrate a first portion of urea in order to achieve a molar ratio of formaldehyde: urea (F: K) = 2.0: 1.0, heating the reaction mixture at 40 ° C for two hours, introducing a 10% acetic solution acid to reduce the pH of the mixture to 5.2 and conduct acid condensation at 90 ° C until a viscosity of 1000 MPa · s is reached. After this, the pH of the reaction mass is set at 7.5, a second portion of urea is introduced, and the pre-condensation process is completed within one hour at 60 ° C.
К недостаткам данного способа следует отнести повышенную вязкость карбамидоформальдегидной смолы на стадии кислой конденсации из-за высокой температуры ведения процесса, пониженную реакционную способность готовой карбамидоформальдегидной смолы, характеризуемой показателем “время желатинизации”, трудность управления процессом синтеза смолы.The disadvantages of this method include the increased viscosity of the urea-formaldehyde resin at the stage of acid condensation due to the high temperature of the process, the reduced reactivity of the finished urea-formaldehyde resin, characterized by the “gelatinization time” indicator, the difficulty in controlling the resin synthesis process.
Известен [RU №2136703, кл. С 08 G 12/12, 12/40 // С 08 L 61/24; 10.09.1999] способ получения карбамидоформальдегидной смолы конденсацией карбамидоформальдегидного концентрата с карбамидом в несколько стадий в растворе с переменной кислотностью в присутствии буферной добавки, вводимой на последней стадии процесса. При этом в качестве карбамидоформальдегидного концентрата взят продукт, содержащий 54,7 мас.% “общего” формальдегида, 23,6 мас.% “общего” карбамидаи 21,7 мас.% воды, модифицированного 1-15 мас.% уронов и 1-5 мас.% триазинонов.Known [RU No. 2136703, class. C 08 G 12/12, 12/40 // C 08 L 61/24; 09/10/1999] a method for producing a urea-formaldehyde resin by condensation of a urea-formaldehyde concentrate with urea in several stages in a solution with variable acidity in the presence of a buffer additive introduced in the last stage of the process. In this case, a product containing 54.7 wt.% Of “total” formaldehyde, 23.6 wt.% Of “total” urea and 21.7 wt.% Water, modified 1-15 wt.% Damage and 1- 5 wt.% Triazinones.
Синтез карбамидоформальдегидной смолы осуществляют путем конденсации карбамидоформальдегидного концентрата с первой порцией карбамида в присутствии регулятора вязкости добавки деминерализованной воды или 5%-ного водного раствора метанола с рН 7,5-9,0, в течение 10 минут при 90°C с рН реакционной смеси 7,6-8,8 до достижения мольного соотношения Ф:К=2,0:1,0. По завершении щелочной стадии проводят быстрое охлаждение смеси до (80±2)°С, ввод кислого агента с целью снижения рН до уровня 5,0 и менее, проведение при (81±2)°С кислой конденсации до начала коагуляции смолы, подщелачивание и одновременный ввод второй порции карбамида и буферной добавки и завершение доконденсации при (66±2)°С в течение 30 минут.The synthesis of urea-formaldehyde resin is carried out by condensation of a urea-formaldehyde concentrate with a first portion of urea in the presence of a viscosity regulator of the addition of demineralized water or a 5% aqueous solution of methanol with a pH of 7.5-9.0, for 10 minutes at 90 ° C with a pH of the
Недостаток данного технического решения состоит в том, что используемый карбамидоформальдегидный концентрат при малом содержании примесей (метанола, формиата и др.) обладает повышенной реакционной способностью, особенно на стадии кислой конденсации, что затрудняет управление процессом получения высоковязкой смолы при пониженных значениях рН. К тому же, получаемая смола характеризуется пониженной смешиваемостью с водой.The disadvantage of this technical solution is that the urea-formaldehyde concentrate used, with a low content of impurities (methanol, formate, etc.), has increased reactivity, especially at the stage of acid condensation, which makes it difficult to control the process of obtaining highly viscous resin at low pH values. In addition, the resulting resin is characterized by reduced miscibility with water.
Ближайшим по технической сущности может рассматриваться метод [RU №2174523, кл. С 08 G 12/12] получения карбамидоформальдегидной смолы путем конденсации карбамидоформальдегидного концентрата, содержащего 0,02-0,2 мас.% буферной добавки, с первой порцией карбамида в присутствии регулятора вязкости - деминерализованной воды или водного раствора метанола с рН 7,5-9,0, в течение 10 минут при (88±3)°С и рН 7,6-9,0 до достижения мольного соотношения Ф:К=2:1. По завершении щелочной стадии следует быстрое охлаждение реакционной массы до (80±2)°С, ввод кислого агента с целью снижения рН до 4,0-5,0, проведение при (80±3)°С кислой конденсации в течение 20-50 минут до начала коагуляции смолы, одновременный ввод второй порции карбамида и 0,02-0,20 мас.% буферной добавки в расчете на карбамидоформальдегидный концентрат и завершение доконденсации при (65±2)°С в течение 30 минут.The closest in technical essence can be considered a method [RU No. 2174523, cl. C 08 G 12/12] for the preparation of urea-formaldehyde resin by condensation of a urea-formaldehyde concentrate containing 0.02-0.2 wt.% A buffer additive with the first portion of urea in the presence of a viscosity regulator — demineralized water or an aqueous solution of methanol with a pH of 7.5– 9.0, for 10 minutes at (88 ± 3) ° С and pH 7.6-9.0 until the molar ratio Ф: К = 2: 1 is reached. At the end of the alkaline stage, the reaction mass is rapidly cooled to (80 ± 2) ° С, an acidic agent is introduced in order to lower the pH to 4.0-5.0, and acid condensation is carried out at (80 ± 3) ° С for 20-50 minutes before the coagulation of the resin, simultaneous injection of a second portion of urea and 0.02-0.20 wt.% buffer additives per urea-formaldehyde concentrate and completion of the condensation at (65 ± 2) ° C for 30 minutes.
Как и в случае других известных способов получаемая смола обладает недостаточной растворимостью в воде, что сужает области ее применения.As in the case of other known methods, the resulting resin has insufficient solubility in water, which narrows the scope of its application.
Технической задачей изобретения является оптимизация условий синтеза низкомольных карбамидоформальдегидных смол с одновременным улучшением их качества и, прежде всего, повышением смешиваемости с водой.An object of the invention is to optimize the synthesis of low molar urea-formaldehyde resins while improving their quality and, above all, increasing miscibility with water.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе с целью повышения смешиваемости смолы с водой ввод регулятора вязкости - деминерализованной воды или водного раствора спирта - осуществляют в два приема: в карбамидоформальдегидный концентрат на щелочной стадии перед загрузкой первой порцией карбамида и после завершения доконденсации в процессе охлаждения смолы соответственно.The problem is achieved in that in the known method in order to increase the miscibility of the resin with water, the introduction of a viscosity regulator — demineralized water or an aqueous solution of alcohol — is carried out in two steps: in the urea-formaldehyde concentrate at the alkaline stage before loading the first portion of urea and after completion of the condensation in the cooling process resins respectively.
Сущностью предлагаемого технического решения является синтез карбамидоформальдегидных смол путем конденсации карбамидоформальдегидного концентрата, представляющего собой водную композицию, содержащую 41,5-59,2 мас.% “общего” формальдегида и 20,5-26,0 мас.% “общего” карбамида при их мольном соотношении (3,2-5,4):1 соответственно с первой порцией карбамида в присутствии первой порции буферной добавки буры или тринатрийфосфата и регулятора вязкости - деминерализованной воды или водного раствора метанола, при нагревании в водном растворе с переменной кислотностью с последующей доконденсацией образовавшегося продукта с дополнительным количеством карбамида и вводом второй порции буферной добавки при исходном и конечном мольном соотношении карбамида и формальдегида 1:(1,9-2,1) и 1:(1,02-1,7) соответственно и охлаждения готовой смолы, причем регулятор вязкости вводят в два приема: перед загрузкой первой порции карбамида в количестве 0,5-30 мас.% и после завершения доконденсации на стадии охлаждения смолы в количестве 0,1-35 мас.% в расчете на 100 мас.% карбамидоформальдегидного концентрата.The essence of the proposed technical solution is the synthesis of urea-formaldehyde resins by condensation of a urea-formaldehyde concentrate, which is an aqueous composition containing 41.5-59.2 wt.% Of “total” formaldehyde and 20.5-26.0 wt.% Of “total” urea molar ratio (3.2-5.4): 1, respectively, with the first portion of urea in the presence of the first portion of a buffer additive of borax or trisodium phosphate and a viscosity regulator - demineralized water or an aqueous solution of methanol, when heated in an aqueous solution with alternating acidity followed by post-condensation of the resulting product with an additional amount of urea and the introduction of a second portion of a buffer additive at the initial and final molar ratio of urea and formaldehyde of 1: (1.9-2.1) and 1: (1.02-1.7), respectively and cooling the finished resin, and the viscosity regulator is introduced in two stages: before loading the first portion of urea in the amount of 0.5-30 wt.% and after completion of the condensation at the stage of cooling the resin in the amount of 0.1-35 wt.% per 100 wt.% urea-formaldehyde concentrate.
Отличительной особенностью предлагаемого технического решения является то, что регулятор вязкости смолы вводится в реакционную смесь в два приема: перед загрузкой первой порции карбамида и после завершения доконденсации в ходе охлаждения соответственно.A distinctive feature of the proposed technical solution is that the resin viscosity regulator is introduced into the reaction mixture in two stages: before loading the first portion of urea and after completion of the condensation during cooling, respectively.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами: карбамидоформальдегидный концентрат применяют в виде водной композиции, содержащей 41,5-59,2 мас.% “общего” формальдегида и 20,5-26,0 мас.% “общего” карбамида. Мольное соотношение карбамид:формальдегид равно 1:3,2-5,4.The invention is illustrated by the following examples: urea-formaldehyde concentrate is used in the form of an aqueous composition containing 41.5-59.2 wt.% Of “total” formaldehyde and 20.5-26.0 wt.% Of “total” urea. The molar ratio of urea: formaldehyde is 1: 3.2-5.4.
Для нейтрализации и подкисления реакционной смеси используют водные растворы едкого натра, муравьиной кислоты, хлористого аммония и другие основания и кислоты.To neutralize and acidify the reaction mixture, aqueous solutions of sodium hydroxide, formic acid, ammonium chloride and other bases and acids are used.
Сравнительная характеристика смол, изготовленных согласно предлагаемому способу и по прототипу, представлена в таблице.Comparative characteristics of resins made according to the proposed method and the prototype are presented in the table.
Пример 1.Example 1
В реактор емкостью 10 м3 загружают 4600 кг карбамидоформальдегидного концентрата, содержащего 55,0 мас.% “общего” формальдегида, 22,1 мас.% “общего” карбамида и 22,4 мас.% воды (мольное соотношение формальдегид:карбамид = 4,98:1). В него же добавляют 4,6 кг буры или тринатрийфосфата и 230 кг деминерализованной воды. Содержимое реактора нагревают до 30-40°С, рН реакционной смеси должен составлять при этом 8,5±0,3. При несоответствии рН данному значению его доводят до требуемого уровня добавкой небольшого количества 10%-ного раствора едкого натра.4600 kg of urea-formaldehyde concentrate containing 55.0 wt.% Of “total” formaldehyde, 22.1 wt.% Of “total” urea and 22.4 wt.% Water (molar formaldehyde: urea ratio = 4) are loaded into a 10 m 3 reactor 98: 1). 4.6 kg of borax or trisodium phosphate and 230 kg of demineralized water are added to it. The contents of the reactor are heated to 30-40 ° C, the pH of the reaction mixture should be 8.5 ± 0.3. If the pH does not match this value, it is brought to the required level by the addition of a small amount of a 10% sodium hydroxide solution.
После этого в реактор подают первую порцию карбамида до достижения мольного соотношения карбамид:формальдегид = 1,0:2,0. Конденсационный раствор при интенсивном перемешивании нагревают до 90°С и выдерживают при данной температуре в течение 10 минут. По завершении щелочной конденсации температуру реакционной смеси снижают до 80±2°С и в реактор из мерника вводят 35 кг 10%-ного раствора хлористого аммония с целью снижения рН. Конец поликонденсации определяют по технологической пробе: в химический стакан с 50 см3 воды, охлажденной до 12-14°С, добавляют 3 см3 реакционной массы. Конденсацию прекращают после появления устойчивой мути или малой коагуляции. Ее продолжительность зависит от температуры и уровня установившегося рН.After that, the first portion of urea is fed into the reactor until the molar ratio of urea: formaldehyde = 1.0: 2.0 is reached. The condensation solution is heated to 90 ° C with vigorous stirring and kept at this temperature for 10 minutes. Upon completion of alkaline condensation, the temperature of the reaction mixture is reduced to 80 ± 2 ° C and 35 kg of a 10% solution of ammonium chloride are introduced into the reactor from the measuring device in order to lower the pH. The end of the polycondensation is determined by the technological sample: 3 cm 3 of the reaction mixture are added to a beaker with 50 cm 3 of water cooled to 12-14 ° C. Condensation is stopped after the appearance of stable turbidity or small coagulation. Its duration depends on temperature and steady-state pH.
По завершении кислой стадии поликонденсации содержимое реактора нейтрализуют 10%-ным раствором едкого натра до рН 7,2-7,8, добавляя его из мерника в количестве около 35 кг, и вводят вторую порцию карбамида для достижения требуемого мольного соотношения формальдегида к карбамиду, а также 4,6 кг буры или тринатрийфосфата.Upon completion of the acidic stage of polycondensation, the contents of the reactor are neutralized with a 10% solution of sodium hydroxide to a pH of 7.2-7.8, adding it from the measuring device in an amount of about 35 kg, and a second portion of urea is introduced to achieve the desired molar ratio of formaldehyde to urea, and also 4.6 kg of borax or trisodium phosphate.
Температура реакционной смеси самопроизвольно снижается до 66±2°С и поддерживается на этом уровне в течение 30 минут. В готовую смолу добавляют вторую порцию регулятора вязкости - деминерализованную воду в количестве 850 кг, охлаждают до 20-25°С и перекачивают в емкость на хранение.The temperature of the reaction mixture spontaneously decreases to 66 ± 2 ° C and is maintained at this level for 30 minutes. A second portion of the viscosity regulator is added to the finished resin - demineralized water in an amount of 850 kg, cooled to 20-25 ° C and pumped to a container for storage.
Пример 2.Example 2
Условия конденсации по примеру 1.The condensation conditions of example 1.
На стадии щелочной конденсации вслед за загрузкой карбамидофор-мальдегидного концентрата в реактор введено 540 кг деминерализованной воды, а после доконденсации перед охлаждением смолы еще 540 кг.At the stage of alkaline condensation, after loading of the urea-formaldehyde concentrate, 540 kg of demineralized water were introduced into the reactor, and after additional condensation, 540 kg was added before cooling of the resin.
Пример 3.Example 3
Условия конденсации по примеру 1.The condensation conditions of example 1.
Вместо деминерализованной воды использован 5%-ный водный раствор метанола.Instead of demineralized water, a 5% aqueous solution of methanol was used.
Из описания изобретения и таблицы видно, что по заявленному техническому решению удается получать высококачественные карбамидофор-мальдегидные смолы с необходимым комплексом рабочих показателей: смешиваемостью с водой, вязкостью, временем желатинизации, содержанием свободного формальдегида.From the description of the invention and the table it can be seen that according to the claimed technical solution, it is possible to obtain high-quality urea-maldehyde resins with the necessary set of performance indicators: miscibility with water, viscosity, gelatinization time, free formaldehyde content.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002131492/04A RU2230076C1 (en) | 2002-11-26 | 2002-11-26 | Urea-formaldehyde resin production process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002131492/04A RU2230076C1 (en) | 2002-11-26 | 2002-11-26 | Urea-formaldehyde resin production process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002131492A RU2002131492A (en) | 2004-05-27 |
RU2230076C1 true RU2230076C1 (en) | 2004-06-10 |
Family
ID=32846443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002131492/04A RU2230076C1 (en) | 2002-11-26 | 2002-11-26 | Urea-formaldehyde resin production process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2230076C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2280045C2 (en) * | 2004-10-12 | 2006-07-20 | ОАО "Тольяттиазот" | Method of production of the carbamide-formaldehyde resin |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2059663C1 (en) * | 1992-08-25 | 1996-05-10 | Акционерное общество "Акрон" | Method for production of carbamide-formaldehyde resin |
RU2136703C1 (en) * | 1997-08-29 | 1999-09-10 | Акционерное общество "Тольяттиазот" | Urea-formaldehyde resin production process |
RU2174523C1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-10-10 | Акционерное общество "Тольяттиазот" | Method preparing carbamide-formaldehyde resin |
-
2002
- 2002-11-26 RU RU2002131492/04A patent/RU2230076C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2059663C1 (en) * | 1992-08-25 | 1996-05-10 | Акционерное общество "Акрон" | Method for production of carbamide-formaldehyde resin |
RU2136703C1 (en) * | 1997-08-29 | 1999-09-10 | Акционерное общество "Тольяттиазот" | Urea-formaldehyde resin production process |
RU2174523C1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-10-10 | Акционерное общество "Тольяттиазот" | Method preparing carbamide-formaldehyde resin |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2280045C2 (en) * | 2004-10-12 | 2006-07-20 | ОАО "Тольяттиазот" | Method of production of the carbamide-formaldehyde resin |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1454254A3 (en) | Method of producing ureaformaldehyde gum | |
US4285848A (en) | Wood adhesive from phenol, formaldehyde, melamine and urea | |
US5637658A (en) | Modified phenol-aldehyde resin and binder system | |
NZ227489A (en) | Manufacture of urea-formaldhyde resins in three stages containing melamine | |
US3842039A (en) | Three stage process for the preparation of resins from urea and formaldehyde | |
US5008365A (en) | Process for the manufacture of urea-formaldehyde resins containing melamine | |
RU2136703C1 (en) | Urea-formaldehyde resin production process | |
AU2018201390A1 (en) | Process for the manufacture of thermally curable resins as well as resins obtainable by the process | |
RU2230076C1 (en) | Urea-formaldehyde resin production process | |
CN103242500B (en) | Preparation method of phenol modified urea resin | |
RU2174523C1 (en) | Method preparing carbamide-formaldehyde resin | |
US4381368A (en) | Process for the preparation of urea-formaldehyde resins | |
RU2443721C1 (en) | Method of producing urea formaldehyde resin | |
RU2280045C2 (en) | Method of production of the carbamide-formaldehyde resin | |
RU2204569C2 (en) | Urea-formaldehyde resin production process | |
RU2211226C2 (en) | Urea-formaldehyde resin production process | |
RU2213749C1 (en) | Urea-formaldehyde resin production process | |
CN111205799A (en) | Production process of cardanol modified phenolic resin adhesive | |
US4454277A (en) | Preparations of storage-stable aqueous solutions of melamine-formaldehyde resins | |
RU2436807C1 (en) | Method of producing melamine carbamide formaldehyde resin | |
RU2413737C2 (en) | Method of producing formaldehyde-containing resin with low emission of formaldehyde and functional materials based on said resin | |
WO2013144226A1 (en) | Melamine-reinforced uf glues containing up to 0.9% of melamine for the production of medium-density fiberboards | |
RU2050372C1 (en) | Method of synthesis of carbamidoformaldehyde oligomeric additive to carbamide resins | |
RU2811692C1 (en) | Method for producing urea-formaldehyde resins | |
RU2249015C2 (en) | Urea-formaldehyde resin production process (options) |