Спосіб одержання оптично прозорого меламіно-формальдегідного олігомеру

Спосіб одержання оптично прозорого меламіно-формальдегідного олігомеру, який включає поліконденсацію меламіну і формальдегіду, відгін води, структурування олігомеру, який відрізняється тим, що поліконденсацію меламіну і формальдегіду ведуть у присутності поліолу в одну стадію при 80-100°С протягом 45 хвилин, а відгін води здійснюють при 110°С протягом 60 хвилин з наступним структуруванням одержаного олігомеру при 110-120°С протягом 6 годин. (19) (21) a200707834 (22) 11.07.2007 (24) 12.05.2008 (46) 12.05.2008, Бюл.№ 9, 2008 р. (72) АВРАМЕНКО В'ЯЧЕСЛАВ ЛЕОНІДОВИЧ, UA, ЛЄБЄДЄВ ВОЛОДИМИР ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, СЕНЧИШИН ВІТАЛІЙ ГЕОРГІЙОВИЧ, UA, ТИЦЬКА ВАЛЕНТИНА ДМИТРІВНА, UA (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ", UA (56) JP 4068012, 03.03.1992 JP 56070017, 11.06.1981 GB 1 343 188, 09.01.1974 US 4 093 579, 06.06.1978 3 - обмеження в геометричних розмірах виробів, які можуть бути отриманні; Відомий також спосіб отримання прозорого меламіноформальдегідного олігомеру, який є найближчим аналогом заявляемого за суттю [3]: Спосіб - прототип включає: - змішування та проведення реакції меламіну з формальдегідом та 5-8 членним аліфатичним поліолом з не менш ніж однією первинною гідроксильною групою при рН 1.0-3.0 та і 80-100°С на протязі 1-2 годин; - доведення рН реакційної маси до 7.5-10.0; - додавання формальдегіду та порційне меламіну до відповідного молярного співвідношення; - проведення реакції при 80-100°С на протязі 1 години; - відгін води з отриманого меламіноформальдегідного олігомеру до вмісту сухого залишку 9597% під зниженим тиском і температурі 110°С; - структурування отриманого олігомеру пресуванням під тиском 20МПа при 150°С; Відомий спосіб дозволяє отримати прозорий меламіноформальдегідний олігомер, але йому притаманні такі недоліки: - недостатня оптична прозорість; - складний процес отримання (тривалий час поліконденсації (до 3 годин) та необхідність використання підвищених температур і спеціального обладнання (прес-машини, вакуум-сушарні)); Задачею даного винаходу є підвищення оптичної прозорості меламіноформальдегідного олігомеру та спрощення процесу його отримання. Поставлена задача досягається тим, що в способі, який включає поліконденсацію меламіну і формальдегіду, відгін води, структурування олігомеру, поліконденсацію меламіну і формальдегіду ведуть у присутності поліолів в одну стадію при 80-100°С на протязі 45 хвилин, а відгін води здійснюють при 110°С на протязі 60 хвилин з наступним 82809 4 структуруванням отриманого олігомеру при 110120°С на протязі 6 годин. Принциповими відмінами заявляемого способу від відомого є проведення поліконденсації меламіну і формальдегіду в одну стадію і здійснення відгону води при звичайних умовах. Вказані відміни забезпечують перебіг процесу отримання меламіноформальдегідного олігомеру в «м'яких умовах», що виключає протікання деструктивних і окислювальних процесів при поліконденсації і забезпечує тим самим високу оптичну прозорість меламіноформальдегідного олігомеру. З іншого боку, щадний режим наступного структурування отриманого олігомеру виключає виникнення в ньому залишкових напруг, що також в значній мірі сприяє досягненню високої оптичної прозорості виробів, бо відомо, що наявність залишкових напруг у виробах, різко знижує їх оптичну прозорість за рахунок структурної неоднорідності, яка виникає при структуруванні олігомеру. Меламіноформальдегідний олігомер отримують таким чином: В круглодонну трьогорлу колбу, яка має мішалку, зворотний холодильник, термометр, завантажують формалін і додають при перемішуванні 10% розчин NaOH до рН 7-8, а потім завантажують меламін та поліол. Суміш кип'ятять на протязі 40-60 хвилин. Потім з реакційної суміші відгоняють воду до вмісту вологи 2-4% масових. Отриману зневоднену меламіноформаль-дегідну" смолу заливають у форми і структурують при: - 110°С - на протязі однієї години; - 115-120°С - на протязі 4-х годин; - 110°С - на протязі однієї години. При цьому швидкість нагріву та охолодження форми становить 2-3°С на хвилину. Реалізація способу ілюструється наступними прикладами (табл. 1): Таблиця 1 Технологічний режим Номер приТемпература конденсації, °С / Температура відгону води, °С / Температура структурування, клада час конденсації, хвилин час відгону води, хвилин °С / час структурування, годин 1 100/45 110/60 110-120/6 2 90/45 110/60 110-120/6 3 80/45 110/60 110/6 4 110/40 130/40 130/2,5 5 70/60 90/120 100/12 Отримані таким чином зразки меламіноформальдегідного олігомеру випробувались за показниками, наведеними в табл. 2. Оптичну прозорість визначали по об'ємній довжині затухання світла (BAL) лазерною спектрометрією за допомогою HeCd лазераз довжиною хвилі 441нм, величину внутрішніх напруг визначали тензометричним методом з використанням мосту постійного струму та тензорезисторів ПКП-15-200. Основні фізико механічні показники визначали за наступними ГОСТами: руйнівну напругу при вигині (sв)- ГОСТ 9550; ударну в'язкість (а) - ГОСТ 4647. Одночасно за цими ж показниками випробували зразки меламіноформальдегідного олігомеру, які отримані по способу-прототипу. Дані випробувань зведені в таблиці 2. 5 82809 6 Таблиця 2 Показники властивостей Об'ємна довжина затухання світла BAL, см Рівень залишкових напруг, МПа а, кДж/м2 sв, МПа Спосіб-прототип 5 8 12 10 10 3 2 180 30 4,0 70 70-80 11,0 90 70-75 9,7 100 65-70 9,4 450 25-30 3,64 550 21-22 2,23 3 табл. 2 видно, що зразки структурованого меламіноформальдегідного олігомеру, отримані по заявляемому способу перевищують за цільовими властивостями зразки, отримані по способу прототипу: Оптична прозорість: на 2-4см; Спрощується процес отримання олігомеру за рахунок скорочення часу поліконденсації та проведення відгону води при звичайних умовах. Крім того, підвищуються такі важливі характеристики: Ударна в'язкість: на 40-45кДж/м2 ; Руйнівна напруга при вигині: на 5,7-7МПа. Рівень залишкових напруг у зразках, отриманих по заявляемому способу нижче ніж у отриманих по способу-прототипу на 80-110МПа. Виходити за межі заявляємих режимів (приклад 4, 5) недоцільно, тому що цільові показники оптичної прозорості зменшуються. Комп’ютерна верстка В. Клюкін Заявляємий спосіб за прикладами 2 3 4 1 Техніко-економічними перевагами запропонованого способу в порівнянні з відомими, є: - підвищення оптичної прозорості меламіноформальдегідного олігомеру. - спрощення процесу процесу отримання меламіноформальдегідного олігомеру за рахунок зменшення часу поліконденсації та проведення відгону води при нормальних умовах; - нема необхідності в використанні складного обладнання при структуруванні полімеру. Заявляємий спосіб пройшов апробацію при виготовленні пластмасових сцинтиляторів - виробів де потрібна висока оптична прозорість. Джерела інформації: 1. Патент KR20020043072 по кл. C08G12/32;C08G12/00, 2002p. 2. Патент JP4068053 по кл. C08L1/08; C08L1/00, 1992p. 3. Патент JP4068012 по кл. C08G12/32; C08G12/00, 1992p. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601