Кислотний каталізатор для одержання фенопластів та пінопластів з рідких фенолформальдегідних композицій

1. Кислотний рідкий каталізатор у вигляді однорідної суміші для одержання фенопластів й пі C2 2 (19) 1 3 суміш мінеральних кислот із мочевиною, діетиленгліколем чи з продуктом конденсації сульфофенілмочевини з формальдегідом. Як мінеральні кислоти застосовують соляну і о-фосфорну кислоту [14, 6, 15]. У тих випадках, коли вспінюванння ФФС відбувається за рахунок виділення водню при взаємодії металу (алюміній) і кислоти, доцільно використовувати суміш мінеральної кислоти із сульфокислотою, як це має місце в композиції ВАГ-3, прийнятої за прототип [14, с. 15; 15]. Звісно також, що вказані кислотні каталізатори для отвердіння ФФС та отримання ПП викликають дуже помітну корозію контактуючих з ними металів, а отримані пінопласти мають також помітну корозійну активність [13]. У зв'язку з цим, у патенті RU № 2237516 описаний олігомерний кислотний каталізатор, що не має вказаних недоліків (має низьку корозійну активність). Цей каталізатор є евтеклічною сумішшю новолачної ФФС і сульфоароматичної кислоти, максимально обезвоженої до доступної до використання в'язкості. Недоліком цього технічного рішення є ускладнення складу такого каталізатора за рахунок використання новолачної смоли, а також підвищення в'язкості каталізатора, що потребує використання більшої кількості води для його розбавлення. Однак ВАГ-3 має фіксований склад, що ускладнює одержання пінопластів з композицій ФФС і алюмінію. Крім того, ВАГ-3 має обмежений термін збереження - 6 міс. [15]. Для усунення цих недоліків, здешевлення і спрощення рецептури агента, що спінює, пропонується використовувати суміш фенолсульфокислоти (ФСК) й орто-фосфорної кислоти (ФК). При цьому кислотний каталізатор (вспінювачотверджувач) використовується наступним чином: а) у вигляді однорідної суміші (згідно з п. 1 формули винаходу); б) у вигляді такої же (п. а)) однорідної суміші, але одержаної змішуванням перед використанням (згідно з п. 3 формули винаходу - варіант 1); в) у вигляді окремих рідин (згідно з п. 3 формули винаходу - варіант 2 або 3). Користувач може самостійно корегувати склад, змішуючи чи дозуючи концентрат, ФК і воду у залежності від поставленої задачі: затвердіння ФФС (резольної чи резольно-новолачної), вспінювання й затвердіння композиції ФФС із алюмінієм (замість агентів ВАГ чи тих, що спінюють, випаровуючись) з одержанням пінопластів різної щільності, або в залежності від якості ФФС і складу композицій. Спосіб реалізації винаходу зводиться до наступного: 1) Суміш за п. а) виготовляється у процесі змішування ФСК, ФК і води у співвідношеннях, які розраховуються згідно з п. 1 винаходу. 2) Концентрат виготовляється аналогічно, але співвідношення ФСК, ФК і води розраховуються згідно п. 2 винаходу. 3) Процес використання суміші за п. 1 зводиться до її дозування у ФФС чи композицію. 96919 4 4) Процес використання кислотного каталізатора у вигляді окремих рідин зводиться до виготовлення із них суміші за п. 1 з подальшим її використанням за п. 3 - варіант 1 формули винаходу. 5) Варіант 2 процесу використання кислотного каталізатора у вигляді окремих рідин зводиться до прямого одночасного дозування кожної рідини при змішуванні у ФФС чи композицію у співвідношенні за п. 1 винаходу. Для спрощення дозування слід спочатку змішати ФК з водою і далі дозувати одержаний розчин ФК (варіант 3 формули винаходу). Приклад № 1. Змішуємо ФСК із вмістом 8,4 % води, 82 % ФК і дистильовану воду у співвідношенні 13:1:3,5 (масові частки в перерахунку на чисті – 100 % компоненти). Одержуємо кислотний каталізатор, придатний для затвердіння резольної, резольноноволачної ФФС чи для одержання пінопластів із композицій тих же смол з алюмінієвим порошком чи леткими компонентами. Співвідношення масових часток ФСК:ФК = 13:1, вміст води - 20 %. Приклад № 2. Змішуємо ФСК, ФК і воду (дивись Приклад № 1) у співвідношенні масових часток 14:1:1,5. Одержуємо концентрат, рідкий при t=20 °C - 25 °C. Співвідношення ФСК:ФК = 14:1 (масові частки), вміст води - 9,1 %. До 100 г концентрату додаємо 0,3 г ФК і 13,7 г води (в перерахунку на чисті компоненти), перемішуємо. Одержуємо кислотний каталізатор із співвідношенням масових часток ФСК:ФК = 13:1 із вмістом води – 20 %, що відповідає Прикладу № 1. Приклад № 3. До концентрату згідно з Прикладом № 2 додаємо 6 г ФК і 5 г води (в перерахунку на чисті компоненти). Одержуємо кислотний каталізатор із співвідношенням масових часток ФСК:ФК = 7:1 з вмістом 12,7 % води. Приклад № 4. Змішуємо ФСК, ФК і воду у співвідношенні 16:1:4,25 (масові частки в перерахунку на чисті компоненти). Одержуємо концентрат, рідкий при t=15 °C, із співвідношенням масових часток ФСК:ФК = 16:1 і вмістом 20 % води. До 100 г концентрату додаємо 20,4 г ФК (в перерахунку на чистий компонент – 100 % Н3РО4). Одержуємо кислотний каталізатор із співвідношенням масових часток ФСК:ФК = 3:1 і вмістом 16,6 % води. Приклад № 5. Змішуємо ФСУ, ФК і воду у співвідношенні 4,6:1:1,4 (масові частки у перерахунку на чисті компоненти). Одержуємо концентрат, рідкий при t=12 °C, із співвідношенням масових часток ФСК:ФК = 4,6:1 (масові частки) і вмістом води 20 %. До 100 г концентрату додаємо 15 г ФСК і 5 г ФК (в перерахунку на чисті компоненти). Одержуємо кислотний каталізатор із співвідношенням масових часток ФСК:ФК = 4,2:1 і вмістом 16,7 % води. 5 96919 Таблиця 1 демонструє, що корозійна активність заявленого концентрату значно нижча, ніж у кислотного каталізатора згідно з патентом RU № 2237516. 6 Таблиця 2 демонструє можливості регулювання щільності пінопласту складом кислотного каталізатора (КК). Таблиця 1 Корозійна активність концентрату у порівнянні з кислотним каталізатором згідно патенту RU № 2237516. Втрата маси сталевої пластини (15 г Ст 3) за три місяці, % 0,09 Рідина - корозійній агент Концентрат згідно з Прикладом № 2 Кислотний каталізатор згідно з пат. RU № 2237516 (вміст води не більш 15 %) В той же час таблиця 2 свідчить, що процес використання кислотного каталізатора у вигляді кінцевої суміші (варіант 1 формули винаходу) або при одночасному дозуванні окремих вихідних складових (концентрат, ортофосфорна кислота, вода - варіант 2 формули винаходу; концентрат і розчин вихідної орто-фосфорної кислоти у воді 0,17 варіант 3 формули винаходу) не впливає суттєво на результат вспінювання-отвердіння. Тобто запропоновані у винаході три варіанти процесу використання кислотного каталізатора прийнятні для розглянутих процесів вспінюванняотвердіння фенолформальдегідних рідких композицій з метою досягнення розглянутих в описі винаходу переваг. Таблиця 2 Щільність пінопластів, одержаних внаслідок вспінювання-отвердіння смоли СПВ-1А (з алюмінієвим порошком; ТУ В 24.1-322 50 229.001-2005) при витраті кислотного каталізатора (КК) 10 % масових частин від смоли Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Склад прик- прик- прик- прик- прик- прик- прик- прик- прик- прик- прикприкладу КК ладу № ладу № ладу № ладу № ладу № ладу № ладу № ладу № ладу № ладу № ладу № №1 2 2 2 3 3 3 4 4 5 5 5 Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Згідно Склад прик- прик- прик- прик- прик- прик- прик- прик- прик- прик- прикконцеладу № ладу № ладу № ладу № ладу № ладу № ладу № ладу № ладу № ладу № ладу № нтрату 2 2 2 2 2 2 4 4 5 5 5 Спосіб Варіант Варіант Варіант Варіант Варіант Варіант Варіант Варіант Варіант Варіант Варіант ввеВаріант 1 1 фор- 2 фор- 3 фор- 1 фор- 2 фор- 3 фор- 1 фор- 2 фор- 1 фор- 2 фор- 3 фордення формули мули мули мули мули мули мули мули мули мули мули мули КК у винаходу вина- вина- вина- вина- вина- вина- вина- вина- вина- вина- винасмолу ходу ходу ходу ходу ходу ходу ходу ходу ходу ходу ходу Щільність піноп90 90 88 89 45 43 44 40 38 47 45 46 ласту, 3 кг/м Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601