SU670115A1

SU670115A1 - Process for preparing foamed plastic

Info

Publication number: SU670115A1
Application number: SU782563439A
Authority: SU
Inventors: В.Д. Валгин; Ч.М. Емелина; Ю.С. Мурашов; Н.М. Силаева; В.В. Крестьянинов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол
Priority date: 1978-01-02
Filing date: 1978-01-02
Publication date: 1984-02-07
Also published as: HU193262B

Abstract

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА путем, смешени фенолформаль- дегидной смолы резольного типа с вспенивающим агентом и кислотным катализатором с последующим вспениванием и отверждением полученной композиции, отличающийс тем, что, с целью повышени механической прочности пенопласта и улучшени его структугал, в исходную смесь ввод т 2-4%-ный раствор ортоборно^ кислоты в фенолоспиртах в количестве 10-50% по массе в расчете на фенолформальдегидную смолу. 2; Способ по п.1, отличающий с тем, что 2-4%-ный раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах смешивают с фенолформальде-^ гидной смолой предварительно.IО)1. METHOD OF OBTAINING A FOAM PLASTIC by mixing a phenol-formaldehyde resin of a resole type with a foaming agent and an acid catalyst followed by foaming and curing of the resulting composition, characterized in that, in order to increase the mechanical strength of the foam and improve its structure, 2 -4% solution of orthoboric acid in phenol-alcohols in the amount of 10-50% by weight based on phenol-formaldehyde resin. 2; A method according to claim 1, characterized in that a 2-4% solution of orthoboric acid in phenol-alcohols is mixed with phenol-formaldehyde-hydrochloric resin previously. (IO)

Description

ot ot

Изобретение относитс к способу получени пенопластов из фенолформальдегидных смол реэольного типа, используемых в частности,в качестве теплоизол ционного материала в строительстве, транспортном машиностроении, холодильной технике и других област х.The invention relates to a method for producing foams from phenol formaldehyde resins of a resol type, used in particular as a heat insulating material in construction, transport engineering, refrigeration technology and other areas.

Известен способ получени пенопласта на основе фенолформальдегидной смолы резольного типа путем смешени смолы с вспенивающим агентом , кислотным катализатором и при необходимости с другими функциональнЕлми добавками с последующим вспениванием и отверждением полученной композиции при температуре окружающей среды или умеренном нагревании .A known method of producing a phenol-formaldehyde resin resole-type foam by mixing the resin with a foaming agent, acid catalyst and, if necessary, with other functional additives, followed by foaming and curing the resulting composition at ambient temperature or moderate heating.

Требуемые параметры процесса и отдельные качественные характеристики готового пенопласта достигаютс (в определенных пределах) изменением типа и количества вход щих во вспениваемую композицию компонентов Cl3Недостатком этого способа вл ес трудность получени на основе резольных смол пенопластов однородной чеистой структуры,в особенности из композиций заливочного типа, отличающихс высокой активностью при вспенивании и отверждении без внешнего подог-рева.The required process parameters and individual quality characteristics of the finished foam are achieved (within certain limits) by changing the type and quantity of the Cl3 components included in the foamed composition. The disadvantage of this method is the difficulty of obtaining a homogeneous cellular structure based on resole resins, in particular from casting compositions that are high activity during foaming and curing without external heating.

Ближайшим по технической сущности к предлагаемому способу вл етс известный способ получени пенопласта путем смешени фенолформальдегидной смолы резольного типа с вспенивающим агентом и кислотным катализатором с последующим вспениванием и отверждением полученной композиции 2.The closest in technical essence to the proposed method is a well-known method of producing foam plastic by mixing a phenol-formaldehyde resin of a resole type with a foaming agent and an acid catalyst followed by foaming and curing of the resulting composition 2.

Недостаток этого способа заключаетс в том что получаемый пенопласт имеет относительно низкую механическую прочность (в частности при сжатии), что сдерживает или ограничивает применение такого пенопласта в р де назначений, а также неравномерную структуру.The disadvantage of this method is that the resulting foam has a relatively low mechanical strength (particularly in compression), which inhibits or limits the use of such foam in a number of settings, as well as an uneven structure.

Целью изобретени вл етс повышение механической прочности пенопласта и улучшение его структурыThe aim of the invention is to increase the mechanical strength of the foam and improve its structure.

Эта цель достигаетс тем, что. при осуществлении способа получени пенопласта путем смешени фенолформальдегидной смолы резольного типа с вспенивающим агентом и кислотным катализатором с последую дим вспениванием и отверждением полу 1енной композиции в исходную смес вврд т 2-4%-ный раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах в количестве 10-50% по массе в расчете на фeнoлфopмaльдeг днyю смолу.This goal is achieved by the fact that. in the process of making foam by mixing resole-type phenol-formaldehyde resin with a foaming agent and acid catalyst, followed by foaming and curing the semi-finished composition into the initial mixture of a 2-4% orthoboric acid solution in phenol alcohols in an amount of 10-50% by weight based on phenolic foil bottom resin.

Другое отличие предлагаемого способа состоит в том, что указанн раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах смешивают с исходной фенолформальдегидной смолой резольного типа предварительно , предпочтительно на стадии производства смолы, что позвол ет упростить технологический процесс получени пенопласта за счет снижени в зкости -резольной смолы, повышени ее стабильности во времени и сокращени -числа составных компоненто вспениваемой композиции.Another difference of the proposed method is that the orthoboric acid solution in phenol alcohols is mixed with the original rezol type phenol formaldehyde resin previously, preferably at the stage of resin production, which simplifies the process of obtaining foam by reducing the viscosity of the resole resin, increasing its stability in time and reduction in the number of composite components of the foamable composition.

Способ согласно изобретению заключаетс в смешении 100 мае.ч. жидкой фенолформальдегидной смолы резольного типа сначала с 1050 мае.ч. 2-4%-ного раствора ортоборной кислоты в фенолоспиртах, а затем с заданными (общеупотреби- тельными) количествами кислотного катализатора (сильные минеральные кислоты НСг, , лучше - сульфоароматические кислоты или олигомерные продукты конденсации на их основе), вспенивающего-агента (тонкодисперсный порошок алюмини , хлорфторалканы с температурой кипени не выше 80 С и т.п.), поверхностно-активного вещества (ОП-7, силиконовые и другие неионогенные ПАВ) и при необходимости других известных функциональныхдобавок (наполнители, красители, модифицирующие агенты) и последующем вспенивании и отверждении образующейс реакционной смеси в форме или непосредственно в полости конструкции (издели ) при атмосферном давлении и температуре производственного помещени или пр умеренном (не выше 100°С) подогреве . Смешение перечисленных выше исходных компонентов можно осуществл ть -в устройствах периодического или непрерывного действи в услови х стационарного производства или непосредственно на месте применени .The method according to the invention consists in mixing 100 mash. liquid phenol-formaldehyde resin rezol type, first with 1050 wt.h. 2-4% solution of orthoboric acid in phenol-alcohols, and then with predetermined (commonly used) amounts of acid catalyst (strong mineral acids NSG, or, better, sulfo-aromatic acids or oligomeric condensation products based on them), foaming agent (fine powder aluminum, chlorofluoroalkanes with a boiling point not higher than 80 ° C, etc.), a surfactant (OP-7, silicone and other non-ionic surfactants) and, if necessary, other known functional additives (fillers, dyes, itsiruyuschie agents) and subsequent foaming and curing obrazuyuscheys the reaction mixture in the form or directly in the cavity structure (product) at atmospheric pressure and temperature etc. of industrial premises or moderate (not higher than 100 ° C) heating. The mixing of the above-mentioned precursors can be carried out in devices of periodic or continuous operation in conditions of stationary production or directly at the place of use.

Введение в композицию раствора ортоборной кислоты в фенолоспиртах в количествах ниже 10% и выше 50% по массе (по отношению к исходной резольной смоле) нецелесообразно , поскольку в первом случае технический выигрыш становитс практически не ощутимым, а во втором - равнозначна эффективность достигаетс менее экономично.Introduction to the composition of a solution of orthoboric acid in phenol-alcohols in quantities below 10% and above 50% by weight (relative to the initial resole resin) is impractical, since in the first case the technical gain becomes almost unnoticeable, and in the second - equivalent efficiency is achieved less economically.

Раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах предпочтительно ввод т во вспениваемую резольную смолу;на стадии ее изготовлени , так как в этом случае удаетс совместимость в одну операцию нейтрализацию щелочрого катализатора вThe solution of orthoboric acid in phenol alcohols is preferably introduced into the foamable resol resin, at the stage of its manufacture, since in this case the compatibility with the alkali catalyst in

получаемой смоле и смешение ее i: предлагаемой добавкой. При этом готова смесь, имеюща fsH 4,5-7,0, лучше 5,5-6,5, обладает повышенной стабильностью при хранении и транспортировке, легче поддаетс строгой стандартизации по качеству и перерабигываетс на месте .the obtained resin and mixing it i: the proposed additive. At the same time, a mixture is prepared, having fsH 4.5-7.0, better than 5.5-6.5, it has an increased stability during storage and transportation, it is easier to strictly standardize in quality and pererabigyvatsya on site.

Максимальный технический эффект достигаетс при получении пенопласта согласно изобретению на основе относительно высококонденсированны фенолформальдегидных смол резольного типа, т.е. именно тех высоков з ких смол, которые наиболее трудно рационально перерабатывать в пенопласт приемлемого качества известным способом.The maximum technical effect is achieved when producing the foam according to the invention based on relatively highly condensed resole-type phenol-formaldehyde resins, i.e. namely, those high-level resin resins that are most difficult to rationally process into a foam plastic of acceptable quality in a known manner.

Пример. Дл получени пенопласта используют резольную смолу, полученную конденсацией 1 моль фенола с 2 моль формальдегида в щелочной среде до достижени в зкости 1000 сП. в эту смолу (перед сушкой) ввод т 50% по массе 3%-ного раствора ортоборной кислоты в, фенолоспиртах, представл ющих собой первичные продукты реакции 1 моль фенола с 0,7 моль формальдегида в присутствии катсшитического количества щелочи.Example. To prepare the foam, a resol resin is used, obtained by condensing 1 mol of phenol with 2 mol of formaldehyde in an alkaline medium until the viscosity reaches 1000 cP. 50% by weight of a 3% orthoboric acid solution in phenol alcohols, which are the primary products of the reaction of 1 mol of phenol and 0.7 mol of formaldehyde in the presence of a cathrytic amount of alkali, are introduced into this resin (before drying).

При добавлении раствора кислоты рН смолы снижаетс с 9,2 до 5,5.. Затем нейтрализованную смолу сушат в вакууме. Готова резольна смола имеет в зкость 7000 сП.When the acid solution is added, the pH of the resin decreases from 9.2 to 5.5. Then the neutralized resin is dried in vacuum. The finished resin resin has a viscosity of 7,000 cps.

Композицию дл вспенивани готов т смешением 100 мае.ч. полученной резольной смолы, 3 мае.ч. ОП-7, 2 мае.ч. алюминиевой пудры и 20 мае.ч. продукта ВАГ-3. Полученную композицию вспенивают и отверждают при комнатной температуре е образованием пенопластна, имеющего кажущуюс плотность 72 кг/м- и предел прочности при сжатии 5,0 кгс/см .The foaming composition is prepared by mixing 100 mash. the obtained rezol resin, 3 wt. OP-7, 2 ma.ch. aluminum powder and 20 ma.ch. product VAG-3. The resulting composition is foamed and cured at room temperature with the formation of a foam having an apparent density of 72 kg / m and a compressive strength of 5.0 kgf / cm.

Резольную смолу, полученную в диалогичных услови х и при тех же параметрах синтеза, но в отсутствии раствора ортоборной кислоты в фенолоепиртах при комнатны температурах, из-за малой активноти ее при вспенивании и отверждеНИИ переработать в пенопласт не удалось.The resole resin obtained in dialogical conditions and with the same synthesis parameters, but in the absence of orthoboric acid solution in phenolic alcohols at room temperatures, was not possible to process it during foaming and hardening in foam plastic.

П р и м е р 2. Композицию дл вспенивани готов т смешением следующих компонентов, мае.ч.: Резольна смола марки СФ-39-21С (в зкость 50 сП)100 4%-ный раствор ортоборной кислоты вEXAMPLE 2 A composition for foaming is prepared by mixing the following components, in weight, parts: SF-39-21C resin (resin of 50 centipoise) 100 4% orthoboric acid solution in

фенолоспиртах, представл ющих собой первичные продукты реакции 1 моль фенола с 1,5 моль формальдегида в щелочной среде ,10 Лапрол 5003-2Б-10 (простой полиэфир на основе окиси пропилена, окиси этилена) о, 5 ,2-Трихлор-1,2,3трифторэтан (фреон113 ) .7 phenol alcohols, which are the primary products of the reaction of 1 mol of phenol with 1.5 mol of formaldehyde in an alkaline medium, 10 Laprol 5003-2B-10 (polyether based on propylene oxide, ethylene oxide) o, 5, 2-Trichloro-1,2 , 3trifluoroethane (freon113) .7

Кислотный катализатор (продукт конденсации фенолсульфомочевины е формальдегидом) 20 Полученную композицию выливают в картонную коробку, где она вспениваетс и отверждаетс без внешнего подогрева, образу жееткий пеноплает с кажущейе плотноетью 57 кг/м и пределом прочноети при сжатии 4,1 кге/ем.Acidic catalyst (phenol sulfonic urea condensation product with formaldehyde) 20 The resulting composition is poured into a cardboard box, where it foams and cures without external heating, forming a foam foam with a seemingly tight network of 57 kg / m and a compressive strength of 4.1 kg / sy.

П р и м е р 3. Блок пенопласта получают формованием на холоду в металлической форме размером О,8-0,6-0,1 м из вспенивающейс компрзиции , образующейс при смешении 100 мае.ч. резольной фенолформальдегидной смолы марки ФРВ-4, в которую на стадии изготовлени ввод т 30% по масее 2%-ного раствора ортоборной кислоты в фенолоепиртах, 3 мае.ч. ОП-10, 1 мае.ч. алюминиевой пудры и 15 мае.ч. продукта ВАГ-3. Полученный блок пенопласта имеет среднюю кажущуюс плотность 79 кг/м и предел прочности при сжатии 5,0 кге/см.EXAMPLE 3 A foam block is produced by cold molding in metal form with a size O, 8-0.6-0.1 m from a foaming compaction formed by mixing 100 mas. phenol-formaldehyde resole resin FRV-4, in which, at the manufacturing stage, 30% by mass of a 2% orthoboric acid solution in phenolic alcohols are introduced, 3 parts by weight. OP-10, 1 mac. aluminum powder and 15 ma.ch. product VAG-3. The resulting block of foam has an average apparent density of 79 kg / m and a compressive strength of 5.0 kg / cm.

П р и м е р 4. Дл сравнени получают пенопласт известным епоеобом 2 1.EXAMPLE 4. For comparison, a foam is obtained using a known foam 2 1.

Композицию дл вспенивани готов т смешением 100 мае.ч. резольной емолы марки ФРВ-1А, полученной конденсацией 1 моль фенола с 1,65 моль формальдегида в присутствии едкого натра до достижени совмещаемости с водой 1:10, нейтрализованной кислотой до рН около 7,0 и высушенной в вакууме, с The foaming composition is prepared by mixing 100 mash. rezol emoli brand FRV-1A, obtained by condensation of 1 mol of phenol from 1.65 mol of formaldehyde in the presence of caustic soda until it is compatible with water 1:10, neutralized with an acid to a pH of about 7.0 and dried in vacuum, with

0 1 мае.ч. алюминиевой пудры, 3 мае.ч ОП-10 и 17 мае.ч. продукта ВАГ-3. Вспенивание и отверждение композиции оеущеетвл ют в металличес .кой форме размером 0,8-0, м 0 1 ma.ch. aluminum powder, 3 mach. h OP-10 and 17 mach. h. product VAG-3. Foaming and curing of the composition is achieved in metallic form with a size of 0.8-0, m

5 йри комнатной температуре (около ). Полученный пенопласт имеет кажущуюс плотноеть 75 кг/м и предел прочности при сжатии к ГС/ем .5 yi room temperature (about). The resulting foam has an apparent density of 75 kg / m and a compressive strength of HS / s.

00

Показатели пенопластов, полученных , как описано в примерах 1-4, приведены в таблице.The parameters of the foams obtained as described in examples 1-4 are shown in the table.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING FOAM PLASTIC by mixing resole-type phenol-formaldehyde resin with a blowing agent and an acid catalyst, followed by foaming and curing of the resulting composition, characterized in that, in order to increase the mechanical strength of the foam and improve its structure, 2-4% is introduced into the initial mixture a solution of orthoboronic acid in phenol alcohols in an amount of 10-50% by weight based on phenol-formaldehyde resin.

2. The method of pop. 1, characterized in that a 2-4% solution of orthoboric acid in phenol alcohols is mixed with phenol formalde-. with a preliminary resin.

THX