Спосіб одержання карбамідофуранового сполучного для холоднотвердіючих піщано-смоляних сумішей

Спосіб одержання карбамідофуранового сполучного для холоднотвердіючих піщано-смоляних cумішей шляхом конденсації формальдегідвмісної речовини (концентрат КФК-80, КФК-85) з першою порцією карбаміду в спиртово-водному розчині зі 3 36303 4 У реактор завантажують формалін й 4% р-р баміду, % 24±2,0, масова частка формальдегіду, NaOH доводять до рН 7,5-8,5. Потім завантажують % 60±2,0, масова частка метанолу, % ≤0,3. першу порцію карбаміду, піднімали температуру Суть корисної моделі в способі одержання кадо 94-100°С проводять конденсацію протягом 30 рбамідофуранового сполучного шляхом конденсахвилин. ції формальдегідвмісної речовини (КФК-80, або Потім завантажують 2% р-р H2SO4 доводять КФК-85). рН до 5,0-5,4 при t 94-100 проводять конденсацію З першою порцією карбаміду й нагріванням у 30хв. спиртово-водному розчині зі змінною кислотністю Після закінчення процесу конденсації довопри мольному відношенні формальдегід : карбамід дять рН до 8,5-9,0, знижують температуру до 60: фур фуріловый спирт (Ф:К:ФС=(1,96-2,4):1:0,6) і 75°С. Смолу сушать під вакуумом до досягнення етиленгликоля у кількості 0,01 моль на 1 моль формальдегіду. Доконденсацию із другою порцією в'язкості 60-100°С по ВЗ-246 (сопло 4мм) і коефіцікарбаміду й фур фурилового спирту до кінцевого єнти кf 1,460-1,465. мольного співвідношення формальдегід : карбамід Після закінчення процесу сушіння в реактор : фур фуріловый спирт (Ф:К:ФС=(1,4-1,8):1:(0,28завантажують другу порцію карбаміду. 0,4) з додаванням етиленгликоля в кількості 0,01 Доконденсацію смоли проводять при 55-60°С моль на 1 моль залишкового формальдегіду, а протягом 1 години. також буферної добавки-кристалической бури, при Недолік високий зміст азоту до 9% і високий температурі 60-80°С и розрідженні мінус (0,6залишковий формальдегід. 0,8кгс/см 2) з метою відгону реакційної води, з меСполучним, отриманим цим способом, забезтою одержання показника коефіцієнта рефракції кf печує досягнення високих прочностнbх показників 1,498-1,502. стрижнів і форм. Після одержання смоли вводять модифікатор Найближчим технічним рішенням є спосіб [пaт. аміносилан (АГМ-9 або А-1100) у кількості 0,1-3% Ru 2048950, Росія МПК 1В22С1/22,1995] одержанвід маси смоли. ня карбамідофуранового сполучного для холодноТехнічний результат - оптимізація й інтенсифітвердіючих піщано-смоляних сумішей. кація процесу синтезу карбамидофуранового споКорисна модель належить до ливарного виролучного з використанням при синтезі: бництва для холоднотвердіючих пісчаносмоляних - у якості формальдегідовмісного сирьясумішей, використовуваних при виготовленні ликарбамідоформальдегідного концентрату (КФК-80 варних стрижнів і форм. Суть корисної моделі: або КФК-85), що дозволяє поліпшити екологічні й карбамідофуранове сполучне одержують двухстаенергетичні показники за рахунок значного скородийной конденсацією карбаміду, формальдегіду й чення в часі при відгоні реакційної води на стадії фурфурілового спирту. На першій стадії роблять концентрування реакційної маси; конденсацію карбаміду й формальдегіду спочатку - присутні модифікатори уронові, триазинові в лужний потім у кислому середовищі, а на другій цикли, этиленгликоль і буферна добавка - кристастадії конденсації одночасно з фур фуріловим лічної бури, які дозволяють одержувати карбаміспиртом уводять тетрагідрофуран у кількості 1,5дофуранову смолу з високими фізико-хімічними 3,0мас. % від кількості фур фурілового спирту. Репоказниками. алізація корисної моделі дозволить знизити гигроПропонована технологія одержання карбаміскопичность стрижнів і форм і запобігти їх разупдофуранового сполучного, дозволяє одержати рочнение при витримці в умовах підви щеної щодо смолу з низьким змістом формальдегіду, азоту й вологості повітря. 2 табл. води, що видно з таблиці №1 та №2. Пропоноване Недоліки цього способу: технічне рішення відрізняється від відомого тим, - утворення стічних вод утримуючий метанол і що синтез проводять у присутності уронових і триформальдегід; зианових циклів й етиленгликоля. - більше содержання залишкового формаль- для створення кислого середовища викорисдегіду в смолі; тають 30% водяний розчин рівномірних масових - значні витрати на електроенергію за рахунок частин суміші солей NH4Cl й (NH4)SO4, які при навідгону води, тому що формалін містить 37% форгріванні здобувають кислу реакцію. мальдегіду. - на другій стадії доконденсації використається Технічним завданням корисної моделі є розбуферна добавка-кристалическая бура. робка способу одержання карбамидофуранового - у готову смолу вводиться аміносилан (АГМ-9 сполучного з низьким змістом вільного формальабо А-1100) у кількості 0,1-3% від маси смоли. дегіду, азоту, залишкової води, що забезпечують Корисна модель ілюструється наступним припесчаносмоляних сумішей при виготовленні ливакладом. рних стрижнів і форм до високих фізико-хімічних Приклад №1. показників; У реактор, оснащений мішалкою, зворотним - оптимізація й інтенсифікація процесу синтехолодильником, термометром, завантажують КФК зу, що дозволяє поліпшити екологічні й енергетичіз рн-6,0-8,0, фурфуріловый спирт, воду й карбамід ні показники за рахунок значного скорочення в часі у корисному співвідношенні формамальдегід : кавідгону реакційної води на стадії концентрування рбамід : фурфуріловий спирт (Ф:К:Фс=(1,96реакційної маси. 2,4):1:0,6). Поставлене технічне завдання досягається Після повного розчинення карбаміду протягом при використанні в якості формальдегідвмісної сировини карбамідоформальдегидного концентра20-40хв при температурі 20-40°С перевіряють ту (КФК-80, КФК-85). сполуки: масова частка карпробу реакційної маси на рН, що повинен бути в 5 36303 6 межах 5,7-7,7. При рН вихідного середовища мемаси карбаміду та етиленгликоль у кількості 0,01нше 5,7 додається розрахункова кількість 4%-го 0,1 моля на 1 моль залишкового формальдегіду. розчину гидроксида натрію. Завантажують суміш В реакторі при температурі 60-80°С и розряэтиленгликоля в кількості 0,01 моль на 1 моль фодженні мінус 0,6-0,8кгс/см 2 продовжують докондермальдегіду з наступним нагріванням реакційної нсацию з перерахованими вище продуктами, при маси 1,5°-3,0°С у хвилину до температури 90цьому походить від гонка реакційної води з метою одержання показника коефіцієнта рефракції кf 94°С. При цій температурі реакційну суміш, витри1,498-4,502. мують протягом 10-15хв. Далі температуру реакПісля одержання смоли вводиться модифікаційної маси знижують до 80-82°С и додають 30% тор - аминосилан (АГМ-9 або а-1100), що вводитьрозчин солі NH4Cl й (NH4)SO4, доводячи рН реакся в готову смолу при температурі 20-30° у кількоційного середовища до не вище 5,2. У дані умови продукт конденсують до моменту, коли при додасті 0,1-3% від маси смоли. Згідно наведеного опису й таблиць №1 та №2 ванні декількох крапель реакційної суміші уводу видно, що пропонований спосіб дозволяє одержуохолоджену до температури 11-15°С, буде утвовати карбамидофурановую смолу із низькім змісрюватися стійка каламуть. Потім зміст нейтралізутом залишкового формальдегіда, води та азота, ють 4% розчином NaOH до рН 7,5-8,5. Потім темщо дозволяє одержувати на основі такої смоли пературу реакційної маси знижують до 65-70°С и ХТС із високими фізико-хімічними показниками: завантажують другу порцію карбаміду, фур фурі- оптимізувати та інтенсифікувати процес синловий спирт до досягнення молярного співвіднотезу карбамідофуранової смоли за рахунок шення формальдегід :карбамід : фур фуріловий використовування карбамідоформальдегідноспирт (Ф:К:Фс=(1,4-1,8):1:(0,28-0,48). Також у реакго концентрату, що дозволяє покращити екологічні ційну масу вводиться бура в кількості 0,1-0,7% від та енергетичні показники технологічного процесу. Таблиця №1 Власності карбамидофуранового сполучного за пропонованим способом та прототипом. Значення показника Показник згідно корисної моПрототип делі Показники Мольне співвідношення формальдегід : карбамід : фурфуриловий спірт Масова частка азота % не більше Масова частка вільного формальдегіда, % Масова частка залишку води, % не більше Умовна в’язкість ВЗ-246,сопло 4мм,С,не более Концентрація водневих іонів, рН Строк зберігання смоли, міс. (1,5÷2,0):(2,2÷2,6) (1,4÷1,8):1:(0,28÷0,4) Немає даних Немає даних Немає даних 14÷22 7,7÷8,7 ≤3 ≤8 ≤1,5 ≤4 14÷27 7,7÷8,7 >3 Таблиця №2 Технологічні властивості пісчано-смоляних сумішей Живучість, хв Міцність на растяжіння,МПа, при витримки образців на повітрі при 20°С та відносної вологості повітря 40%, після 1ч 3ч 24ч Міцність на растяжіння, МПа, після 24 годин при витримки образців на повітрі при 20°С та відносної вологості повітря 90%, після Гігроскопічність, % Комп’ютерна в ерстка А. Крижанівський Показники властивості для пісчано-смоляних сумішей з сполучним Прототип Показники згідно корисної моделі 4-5 4-5 0,25-0,36 1,05-1,15 1,35-1,5 0,25-0,4 1,1-1,2 1,38-1,7 1,2 1,3-1,45 1,41 1,45-3,0 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601