Производство резольных олигомеров периодическим методом

Твердые резольные смолы и их растворы. PC получают из фенолов и формальдегида, взятого в избытке (на 6 моль фенола 7 моль формальдегида). Катализаторами служат щелочи (гидроокиси натрия, бария и аммония). В зависимости от назначения готовят в широком ассортименте твердые и жидкие (эмульсионные) смолы, спиртовые растворы твердых смол и фенолоспирты (начальные продукты конденсации).

Производство PC из-за склонности ее к переходу в частично отвержденное состояние отличается большей сложностью, чем производство НС. Для каждой марки смолы характерно строго определенное время процесса поликонденсации. Если этот период удлинить, то повышается вязкость смолы и снижается время ее отверждения. Технологический процесс производства PC периодическим методом аналогичен процессу приготовления НС. После загрузки в реактор 7 (рисунок 36) фенола и формалина из весовых мерников 2 и 6, а также 25%-ной аммиачной воды из специального мерника, смесь нагревается до 70—75°С паром под давлением 0,1—0,15 МПа при перемешивании. Холодильник 12 работает при этом как обратный. За счет тепла реакции температура смеси постепенно поднимается до 98—100°С и начинается кипение смеси, которое продолжается 50—70 минут в зависимости от марки смолы. При образовании PC выделяется гораздо меньше тепла (336 кДж на 1 кг прореагировавшего фенола), чем при образовании НС (588 кД ж на 1 кг). Об окончании процесса поликонденсации судят по вязкости и показателю преломления реакционной массы. Сушка PC проводится в возможно более глубоком вакууме (остаточное давление 0,013 МПа), чтобы снизить температуру смолы в период интенсивного испарения воды. Вакуум в реакторе создается постепенно для предотвращения вспенивания реакционной массы. В начале сушки образуется очень много пара и температура смолы с 98°С быстро снижается до 60—70°С. Основное количество воды отгоняется при этой температуре, а затем смола светлеет и ее температура поднимается до 90°С. Общее время сушки составляет 2,5—3 ч, а весь цикл производства PC — 4—5 ч. Допускается повышение температуры смолы не более чем до 100°С. Если при этой температуре не прервать сушку (растворением в спирте, быстрым охлаждением при сливе), то смола перейдет в резитольное состояние. Окончание сушки определяют по времени, заданному технологическим режимом, и по температуре смолы.

Высушенную смолу быстро сливают в противни слоем не толще 30 мм или в специальный вагон-холодильник, который разделен вертикальными плитами, охлаждаемыми изнутри водой. Во многих случаях, когда не требуется твердая PC, ее готовят в виде 50—60%-ного спиртового раствора растворением в спирте, подаваемом из мерника. Раствор смолы собирают в сборник. Для повышения химической стойкости и диэлектрических

свойств PC в качестве сокомпонента фенола или крезола в реакцию поликонденсации вводят анилин: 10—100 ч. (масс.) на 100 ч. (масс.) фенола.

Водоэмульсионные резольные смолы. Это вязкие жидкости от светло-желтого до темно-коричневого цвета, полученные в присутствии гидроокиси натрия или бария и лишь частично освобожденные от надсмольной воды. Они содержат 50—68% сухого остатка, до 30% воды и 5—21% свободного фенола. Вязкость их при 20°С составляет 150—1000 мПа-с.

Водоэмульсионные резольные смолы получают следующим образом. В реактор загружают все компоненты и после перемешивания смесь нагревают до 65°С. Затем обогрев реактора прекращают, температура смеси повышается за счет тепла реакции до 100°С. Кипение продолжается 20—35 минут, после чего смолу сразу же переводят на сушку (вакуум не менее 0,04 МПа). Температура снижается и при 70—80°С смолу выдерживают до достижения требуемой вязкости. После этого смолу охлаждают до 40—45°С и сливают в отстойник. Срок ее хранения 2—6 мес. в зависимости от марки.

Фенолоспирты. Фенолоспирты — начальные продукты взаимодействия фенола с формальдегидом (массовое соотношение от 100 : 45 до 100 : 90) в присутствии гидроокиси натрия [1,5—4 ч. (масс.) на 100 ч. (масс.) фенола]. Смесь всех компонентов нагревают при 60°С в течение 10—16 ч до получения продукта, содержащего менее 9% свободного фенола. После охлаждения до 20— 30°С фенолоспирты, содержащие до 50% воды, сливают в тару. Они имеют цвет от красного до темно-бурого и вязкость 20—150 мПа-с, хорошо растворяются в воде.