SI9200074A

SI9200074A - Process for preparing phenolic binder

Info

Publication number: SI9200074A
Application number: SI19929200074A
Authority: SI
Inventors: Kathleen H. Coventry; David A. Segal
Original assignee: Isover Saint-Gobain
Priority date: 1991-05-09
Filing date: 1992-05-07
Publication date: 1992-11-27
Also published as: FI922104A0; EP0512908A3; AU1605192A; AU655257B2; PL171328B1; TR27281A; US5300562A; CS132692A3; CA2068242A1; ES2136075T3; PL294477A1; EP0512908A2; KR920021613A; NO921753D0; CZ285982B6; CN1054619C; IE921868A1; FI101713B; HUT65113A; JP3581716B2

Description

ISO VER SAINT-GOBAIN

Postopek za pripravo fenolnega veziva

Predloženi izum se nanaša na izdelavo izolacijskih materialov iz fiberglasa in posebno na pripravo fenolnih veziv za mineralna vlakna, podobna steklenim vlaknom.

Vodne disperzije fenolformaldehidnih rezolnih smol pogosto uporabljajo pri izdelavi izolacijskih materialov iz steklenih vlaken, kot npr. izolacijskih oblog za stene, strehe in strope, izolacijske prevleke za pipe ipd. Značilno, po tvorbi steklenih vlaken, še na vroča vlakna razpršijo vodno disperzijo veziva v oblikovalni komori ali ponjavi, pri čemer vlakna zberejo na tekočem traku v obliki mase podobne volni, združene z vezivom. V nekaterih primerih na splet iz steklenih vlaken razpršijo vodno disperzijo. V ta namen uporabijo rezolne smole modificirane s sečnino, pri čemer sečnina prispeva k punking odpornosti veziv (t.j. odpornost na eksotermni razpad pri povišanih temperaturah) in znižuje hlapne snovi, ki se sproščajo, če smolo utrjujejo pri povišani temperaturi.

Pogosto pri izdelavi izolacijskih materialov iz steklenih vlaken vodno rezolno smolo pripravijo vnapraj pred pripravo veziva ali jo dobavijo od izdelovalca smole in shranijo do uporabe. Rezol značilno pripravijo z reakcijo fenola in formaldehida pri bazičnih pogojih, pri čemer nastalo reakcijsko zmes nevtralizirajo do rahlo bazičnega pH z dodatkom močne kisline. Kasneje pripravijo vezivo z dodajanjem rezolni smoli sečnine, kislinskega katalizatorja za utrjevanje smole in vode za razredčenje disperzije in v danem primeru drugih komponent, kot npr. silana promotorja adhezije stekla in oljnega emulzijskega maziva.

Prednostno pripravijo vezivo s predhodno reakcijo rezolne smole s sečnino pri temperaturi, ki je okoli sobne temperature, da dobijo premiks za vezivo. Tik pred uporabo pripravijo vezivo z dodajanjem preostalih komponent.

Predhodna reakcija sečnine z rezolno smolo, da nastane premiks predstavlja logične težave. Razen pripomočkom za shranjevanje rezolne smole, sečnine in veziva so potrebni dodatni pripomočki za premiks. Časovno vsklajevanje priprave je tudi bolj komplicirano. V nekaterih primerih premiks prednostno pustijo, da predhodno reagira minimalno obdobje pred mešanjem in predno pripravijo vezivo. Zato mora biti zahteva za vezivo korektno predvidena, da zagotovi, da je na voljo ustrezna količina premiksa, da se izognejo potratnemu presežku.

Idealno bi vso potrebno sečnino dodali k rezolni smoli v času izdelave smole. Ta rezolna smola modifirana s sečnino bi nastala v poenostavljeni pripravi veziva brez logičnih težav, ki so vključene pri pripravi premiksa.

Vendar priprava rezolne smole, modificirane s sečnino lahko povzroči pri kasnejšem postopku težave, posebno pri delnem utrjevanju veziva se kaže zmanjšanje prepleta steklenih vlaken v ogrevalni komori tik predenj preplet pride v utrjevalno peč in nastane lepljiv preveč suh otip prepleta. Nadalje modifikacija rezolne smole s sečnino znižuje stabilnost smole. Obstaja potreba za izboljšan postopek za pripravo rezolne smole modificirane s sečnino z večjo stabilnostjo, z znatno znižano predobdelavo nastalega veziva na osnovi rezolne smole, modificirane s sečnino in povečano dobo shranjevanja.

Uporaba sečnine in amoniaka kot sredstva za odstsranjevanje formaldehida pred nevtralizacijo dvostopenjske fenolformaldehidne kondenzacije smole je prikazana v ameriškem patentu 3,956,205. Ameriški ponovno izdan (Reissue) patent 30,375 prikazuje uporabo amoniaka za zvišanje pH veziva, ki vsebuje rezolno smolo, sečnino in kislinski katalizator za povišano temperaturno utrjevanje veziva. Ameriški patent 4,757,108 prikazuje fenolni rezol-sečnina sestavek, narejen z reakcijo sečnine s prostim formaldehidom v fenolni rezolni smoli pri kislih pogojih, pri čemer sestavek zatem naredijo nevtralen ali rahlo bazičen z nadaljnjim dodatkom sečnine.

Predloženi izum zagotavlja izboljšan postopek za pripravo fenolnega veziva za steklena vlaka. Ta postopek vključuje pripravo vodotopne fenolformaldehidne rezolne smole modificirane s sečnino. Stabilnost shranjevanja modificiranega rezola pripravljenega s postopkom v smislu predloženega izuma je nepričakovano znatno večja kot tista od fenolnih smol, modificiranih s sečnino, pripravljenih po postopkih stanja tehnike. Dodatno predloženi postopek nepričakovano znatno zniža predhodno obdelavo in podaljša dobo shranjevanja veziva pripravljenega z uporabo modificirane rezolne smole v smislu predloženega izuma.

Postopek v smislu izuma obsega pripravo fenolformaldehidne rezolne smole, ki ima prednostno molsko razmerje formaldehida proti fenolu okoli 2,5:1 do 4,2:1. Prednostno vodno zmes formaldehida in fenola vzdržujemo pri prvi temperaturo od okoli 40° do 50°C ko dodamo bazični polimerizacijski katalizator, kot npr. natrijev hidroksid. Temperaturi nato prednostno pustimo, da naraste na drugo temperaturi med okoli 60°C in 80°C v obdobju okoli 30 minut. To drugo temperaturo prednostno vzdržujemo dokler vsebnost prostega formaldehida vodne zmesi ne pade na vrednost okoli 40 mas.% prostega formaldehida v začetni zmesi. Nato zmes prednostno ohladimo na temperaturo med okoli 20°C in 30°C in vodno zmes prednostno nevtraliziramo, kot npr. z dodatkom žveplove kisline, prednostno na pH od okoli 7,2 do 7,6.

Potem ko vodno zmes nevtraliziramo dodamo 2 dušikova reaktanta, prednostno amoniak in sečnino, da tvorimo reakcijsko zmes, da zagotovimo modificirano smolo. Amoniak prednostno dodamo v količini, ki*je zadostna, da dobimo masno razmerje amoniaka (osnovan na NHj) proti smolnim trdnim snovem (t.j. trdne snovi zaradi nemodificirane rezolne smole) v modificirani smoli od okoli 1,0:100 do 3,0:100. Prednostno je v fenolformaldehidni smoli molsko razmerje formaldehida proti fenolu od okoli 3,2:1 do 4,0:1. Prednostno molsko razmerje sečnine, ki jo dodamo prostemu formaldehidu v vodni zmesi, ki vsebuje fenolformaldehidno smolo je od okoli 1:1 do

1,75:1.

Prednostno dodamo amoniak in sečnino v času izdelave rezolne smole, lahko pa jo dodamo malo zatem, ko vodno zmes nevtraliziramo, kot npr. v teku okoli 3 dni po nevtralizaciji. V tem primeru vodno zmes, ki vsebuje rezolno smolo prednostno shranimo pri temperaturi okoli 4-13°C po nevtralizaciji.

Postopek nadalje vključuje, da pustimo sečnino reagirati z rezolno smolo, pri čemer čakamo vsaj okoli dve in eno in pol ure (ali okoli pet ur pri okoli 20°C) in zatem dovršimo pripravo veziva z dodajanjem katalizatorja za utrjevanje rezolne smole, modificirane s sečnino pri povišani temperaturi. Prednostno premiks rezolne smole, sečnine in amonika zadosti mešamo, da zagotovimo popolno zmešanje komponent. Prednostno vodno zmes vzdržujemo pri temperaturi od okoli 5°C do okoli 30°C pred dovrŠitvijo priprave veziva.

Prednostno in nepričakovano lahko modificirano rezolno smolo, pripravljeno s postopkom v smislu izuma, shranimo do okoli 2 tedna pri temperaturi do okoli 10°C brez izgube pomembnih uporabnih lastnosti.

Pri dovršitvi priprave vodnega sestavka veziva iz mineralnih vlaken lahko dodamo druge tipične vezivne komponente, kot npr. kislinski katalizator za povečanje temperature utrjevanja, mazivo iz mineralnega olja in adhezijski promotor organosilan, k vodni zmesi modificiranega rezola. Take komponente dodamo k vodni zmesi modificirane rezolne smole malo pred aplikacijo veziva pri steklenih vlaknih.

V primerjavi s sicer podobnim postopkom pri katerem je amoniak izpuščen, vezivo pripravljeno s predloženim postopkom kaže zmanjšano predutrjevanje in torej izboljšane izvedbene lastnosti.

Fenolformaldehidno rezolno smolo, uporabljeno v postopku v smislu predloženega izuma lahko pripravimo z običajnimi postopki, znanimi v tehniki, kot npr. tistimi, ki dajo vodotopno rezolno smolo in uporabijo fenolne in formaldehidne materiale tržne kakovosti. Razen fenola samega uporabimo druge hidroksifunkcionalne aromatske spojine ali jih uporabimo poleg fenola. Podobno lahko drugi reaktivni aldehidi substituirajo v celoti ali delno formaldehid, da izdelamo vodno raztopino vodotopne rezolne smole. Priprava takih rezolnih smol je prikazana in opisana v R. W. Martin, The Chemistry of Phenolic Resins (John Wiley & Sons, Inc., New York 1956), str. 88-97.

V sedaj prednostni izvedbi postopek v smislu izuma vključuje pripravo vodotopne fenolformaldehidne rezolne smole. Z bazo katalizirano kondenzacijo fenola in aldehida značilno uporabimo za pripravo smole. Reakcijo, ki je eksotermna iniciiramo po mešanju fenola in aldehida z dodatkom katalizatorja. Razmerje fenola proti aldehidu izberemo tako, da dobimo rezolni tip smole (stehiometrični prebitek formaldehida), če uporabimo formaldehid in fenol, pri čemer je molsko razmerje formaldehida proti fenolu prednostno od okoli 2,5:1 do 4,2:1 in bolj prednostno od okoli 3,2:1 do 4,0:1. Prednostno vodno zmes formaldehida in fenola vzdržujemo pri prvi temperaturi od okoli 40°C do 50°C ko dodamo bazični polimerizacijski katalizator.

Katalizator, ki ga uporabimo v postopku za pripravo rezolne smole lahko vsebuje vsaj eno bazo alkalijske kovine ali bazo zemeljskoalkalijske kovine. Primeri baz alkalijskih kovin, ki jih lahko uporabimo vključujejo hidrokside natrija, kalija in litija. Primeri baz zemeljskoalkalijskih kovin, ki jih lahko uporabimo vključujejo okside in hidrokside kalcija, barija in stroncija, kot npr. kalcijev oksid in kalcijev hidroksid. Kalijev hidroksid ali natrijev hidroksid sta prednostna pred kalcijevim hidroksidom, ker smatramo, da baze alkalijskih kovin zagotavljajo večjo stabilnost kot kalcijev hidroksid v predloženem postopku. Druge močno bazične vodotopne substance, ki ne reagirajo s formaldehidom, kot npr. terciarne amine ipd. lahko tudi uporabimo za kataliziranje pri pripravi rezolne smole.

Temperaturi nato prednostno dopustimo, da naraste od prve temperature na drugo temperaturo med okoli 60°C in 80°C. Čas, potreben da temperatura naraste je odvisen od obsega, v katerem izvajamo eksotermno reakcijo. V produkcijskem obsegu se ta porast temperature lahko zgodi v obdobju okoli 30 minut. Če želimo reakcijsko posodo lahko ohladimo, da upočasnimo porast temperature.

Drugo temperaturo prednostno vzdržujemo dokler vsebnost prostega formaldehida vodne zmesi ne pade na nivo okoli 65 mas.% začetnega prostega formaldehida in bolj prednostno na nivo okoli 60 mas.% začetnega prostega formaldehida. Brez povezave s katerokoli specifično razlago postopka verjamemo, da rahlo višja vseb6 nost preostalega prostega formaldehida (60 % upadanje proti 65 % upadanju) poveča stabilnost shranjevanja modificirane smole. Dejansko upadanje je povzročeno z začetnim razmerjem formaldehida proti fenolu.

Zatem vodno zmes ohladimo prednostno na temperaturo med okoli 20°C in 30°C in vodno zmes nevtraliziramo, kot npr. z dodatkom močne kisline, kot npr. žveplove kisline, prednostno na pH od okoli 7,2 do 7,6.

Značilno postopek izberemo tako, da zagotovimo vodno rezolno smolo s celokupno vsebnostjo trdnih snovi okoli 40 do 50 mas.%. Vodna rezolna smola lahko vsebuje tudi majhne količine preostalega formaldehida, kot npr. do okoli 15 mas.% in majhne količine preostalega fenola, kot npr. do okoli 2 mas.%. Dodatno vodna rezolna smola značilno vsebuje majhne količine preostalih natrijevih, kalijevih ali podobnih soli od polimerizacije smole.

Ko pripravo vodne rezolne smole dovršimo, lahko vodno smolo pakiramo, npr. z obdelavo v bobnu in shranimo dokler je ne potrebujemo ali jo premestimo v transportno vozilo, kot npr. vagon cisterno ali železniški motorni voz in premestimo na drugo mesto, kjer je potrebno izdelati vezivo za izdelke iz mineralnih vlaken. V sedaj prednostni izvedbi predloženega izuma vodno rezolno smolo modificiramo namesto izdelave smole z vključno dvema dušikovima reaktantoma, prednostno sečnino in amoniakom.

Izdelano vodno rezolno smolo uporabimo za pripravo vodnega veziva za izdelke, ki jih tvorimo z uporabo mineralnih vlaken po postopku v smislu predloženega izuma. Značilno v takih izdelkih mineralna vlakna, kot npr. steklena vlakna na začetku oblikujejo v netkan preplet. Vodno vezivo, ki vsebuje rezolno smolo modificirano s sečnino, značilno razpršimo na novo oblikovana še vedno vroča steklena vlakna v komori za oblikovanje ali podobni napravi, da dobimo volni podobno maso, ki vsebuje steklena vlakna, vezana z vezivom iz modificirane smole. Značilnosti in uporabnost izdelanega artikla so določeni do neke mere s tipom uporabljenega mineralnega vlakna, dolžine in premera vlaken, gostote, oksidacije in koncentracije vlaken v prepletu ipd. Za nekatere aplikacije je morda želeno, da vlakno stkemo ali drugače oblikujemo v tovarniško obliko vlaken.

Vodno vezivo značilno pripravimo po postopkih stanja tehnike najprej z mešanjem vodne fenolformaldehidne rezolne smole s samo enim dušikovim reaktantom, prednostno sečnino in z dodatkom vode, da naravnamo trdne snovi, da dobimo premiks.

Pri postopku v smislu predloženega izuma uporabimo dva ali več dušikovih reaktantov pri tvorbi modificirane fenolne rezolne smole, ki je uporabimo namesto premiksa.

Ena dušikova komponenta uporabljena pri reakciji je amoniak. Drug dušikov reaktant je lahko katerakoli dušikova substanca, znana v tehniki, ki deluje kot sredstvo za utrjevanje fenolformaldehidnih rezolnih smol. Primeri dušikovih reaktantov, ki jih lahko uporabimo vključujejo sečnino, tiosečnino, diciandiamid, melamin, melaminformaldehidne smole in diciandiamid formaldehidne smole. Prednostno dva dušikova reaktanta zmešamo z vodno rezolno smolo, pri čemer je prvi duši2kov reaktant prednostno amoniak, drugi dušikov reaktant je prednostno sečnina.

Prednostno je masno razmerje prvega dušikovega reaktanta proti nemodificirani rezolni smoli od okoli 1,0:100 do 3,0:100. Prednostno dodamo drugi dušikov reaktant v količini, ki je zadostna, da reagira z v danem primeru z vsem preostalim formaldehidom v rezolni smoli. Če je sečnina drugi dušikov reaktant je molsko razmerje sečnine proti prostemu formaldehidu v vodni zmesi, ki vsebuje rezolno smolo, prednostno od okoli 1:1 do 1,75:1. Ugodno lahko uporabimo vodno raztopino sečnine, kot npr. vodno raztopino, ki vsebuje okoli 30 mas.% sečnine. Pri mešanju dušikovih reaktantov z vodno rezolno smolo opazimo povečanje bazičnosti vodne zmesi, kot npr. povečanje pH iz območja od 7,2 do 7,6 na območje 8,2 do 8,6.

V sedaj prednostni izvedbi predloženega postopka dodamo sečnino in amoniak direktno v vodno rezolno zmes po tem ko vodno zmes nevtraliziramo in prednostno ne po več kot okoli 3 dneh po nevtralizaciji reakcijske zmesi. Prednostno sečnino in amoniak lahko dodamo takoj po nevtralizaciji. Prednostno tako zagotovljeno vodno reakcijsko zmes mešamo vsaj toliko časa, da zagotovimo popolno zmešanje rezolne smole, sečnine in amoniaka, kot npr. vsaj okoli 30 do 60 minut, pri čemer uporabimo običajno napravo za mešanje tekočin.

Izboljšan postopek v smislu predloženega izuma nadalje vključuje, da pustimo dušikovim reaktantom reagirati s fenolformaldehidno rezolno smolo, pri čemer čakamo vsaj okoli 5 ur po zmešanju dušikovih reaktantov in rezolne smole. Prednostno pustimo rezolno smolo in dušikove reaktante reagirati od okoli 8 do 10 ur. Učinek reakcijskega časa je, da minimiziramo nivo prostega formaldehida medtem ko vzdržujemo vodno toleranco (t.j. vodno razredčljivost) zmesi. Reakcijski čas je odvisen od reakcijske temperature. Prednostno pustimo rezolno smolo in dušikove reaktante reagirati pri temperaturi od okoli 5°C do 30°C. Npr. če premiks pripravimo v zimskih mesecih v neogrevanih zgradbah premiksanje v obdobjih pod 10 ur ne vpliva škodljivo na stabilnost veziva izdelanega s predloženim postopkom. Obratno, če premiks pripravimo v toplih poletnih mesecih, reakcija v obdobjih, ki presegajo 8 do 10 ur lahko škodljivo vpliva na stabilnost veziva. Če želimo lahko mešanje nadaljujemo med celotnim reakcijskim obdobjem.

Če nevtralizirano vodno zmes, ki vsebuje rezol, shranimo za določeno obdobje predno dodamo dušikove reaktante je prednostno, da vodno zmes shranimo pri temperaturi pod sobno temperaturo, kot npr. od okoli 4 do 13°C.

Fenolna smola modificirana s sečnino, pripravljena sedaj po prednostni izvedbi predloženega izuma, ima stabilnost shranjevanja vsaj okoli dva tedna pri temperaturah do vsaj okoli 10°C.

Postopek v smislu predloženega izuma lahko nadalje vključuje kasnejše dovrševanje priprave veziva z dodajanjem katalizatorja, kot npr. latentnega kislinskega katalizatora za utrjevanje rezolne smole, modificirane s sečnino.

Primeri katalizatorjev za utrjevanje rezolne smole modificirane s sečnino vključujejo kislinske katalizatorje, kot npr. soli, prednostno amonijeve ali amino soli kislin, kot npr. amonijev sulfat, amonijev fosfat, amonijev sulfamat, amonijev karbonat, amonijev acetat, amonijev maleat ipd. Kislinski katalizator lahko dodamo v količini od okoli 0,1 do 5 mas.% glede na maso rezolne smole in sečnine.

Dovrševanje priprave veziva lahko vključuje tudi dodatek mazivnega sestavka, kot npr. emulzije mineralnega olja in materiala, ki promotira adhezijo modificirane rezolne smole s steklenimi vlakni, kot npr. primernega silana. Primer silana, ki ga lahko dodamo za izboljšanje adhezije je 3-aminopropiltrietoksisilan ali aminoetilpropil-trinietoksisilan. Aditivi, kot npr. končno ločena mineralna vlakna, nereaktivne organske smole, kot npr. Vinsol (blagovna znamka Hercules) smola (izvedeno iz kolofonije), talovo olje, površinsko aktivne spojine, kot npr. soli lignosulfonata, sredstva za zgoščevanje in reologična kontrolna sredstva, barvila, barvne dodatke, vodo ipd. lahko tudi dodamo k vodnemu vezivu.

Vodno vezivo, pripravljeno s postopkom v smislu predloženega izuma ima izboljšano stabilnost, ki omogoča dobro shranjevanje vsaj okoli 24 ur in zmanjšano predutrjevanje v primerjavi z vezivi pripravljenimi z uporabo sečnine kot edinega dušikovega reaktanta. Pred aplikacijo veziva vezivo lahko razredčimo z dodatkom vode, da zagotovimo koncentracijo primemo za aplikacijo na vročih mineralnih vlaknih ali spletu ali prepletu iz mineralnih vlaken. Npr. vodo lahko dodamo, da zagotovimo celokupno vsebnost trdnih snovi od okoli 1 do 80 mas.%.

Vodno vezivo lahko uporabimo direktno v novo formiranih še vročih steklenih vlaknih ali v prepletih ali izdelkih iz mineralnih vlaken in zatem posušimo in utrdimo, da oblikujemo izdelek. Mineralno vlakno je lahko stekleno vlakno in preplet lahko netkan preplet. Mineralna vlakna so lahko kontinuirna ali narezana ali imajo lahko obliko mineralne vlaknaste volne. Če uporabimo stekleno vlakno ga lahko oblikujemo s katerimkoli običajnim postopkom, kot npr. s plamenom ali s pihanjem s paro, s centrifugalnim vlaknjenjem ali podobnim. Oblika, vlakno, gostota, dolžina vlakna, orientacija vlakna in podobne značilnosti vlaknastega prepleta so odvisne od aplikacije, ki je nameravana za proizvedene izdelke. Posebno pomembna aplikacija je toplotna izolacija. V tem primeru imajo prepleti vlaken obliko kontinuirnih zvitkov ali oblog netkanih, slučajno orientiranih steklenih vlaken. Podoben preplet uporabimo pri izdelavi oblog iz steklenih vlaken za akustično izolacijo.

Če je treba izdelati toplotno in akustično izolacijo iz steklenih vlaken, nova oblikovana še vroča steklena vlakna značilno razpršimo v komoro ali ponjavo za oblikovanje z vodnim vezivom, da razdelimo preslojenje veziva preko vlaken in posebno na stičnih točkah med vlakni. Zatem lahko preplet preslojen z vodno raztopino veziva toplotno posušimo, da odstranimo vodo, če vroča vlakna nimajo zadosti vsebovane toplote, da izženejo vodo. V vsakem primeru smolne spojine, ki vsebujejo rezol in dušikov reaktant utrdimo, da tvorimo netopljivo vezivo za preplet mineralnega vlakna.

Postopek v smislu predloženega izuma lahko uporabimo tudi za pripravo veziv za druge izdelke iz mineralnih vlaken, kot npr. za baterijske separatorje, tiskana vezja in električne izolacijske produkte, kot tudi za predelane lesne produkte, kot npr. iverne plošče, panelne plošče, vezan les ipd.

Naslednji primeri ponazorjujejo postopke, sestavke in izdelke v smislu predloženega izuma in bodo koristni za strokovnjake pri izvajanju izuma. Vendar izum na noben način ni omejen s temi primeri. Če ni drugače navedeno so v naslednjih primerih vsi odstotki masni odstotki.

Primer 1 in 2

100 delov fenola tržne kakovosti in 255 delov 50 % (mas./mas.) vodne raztopine formaldehida uvedemo v reaktor. Reaktor segrejemo in vsebnosti mešamo dokler temperatura zmesi ne stabilizira pri 45°C. Temperaturo vzdržujemo pri prvi temperaturi 45°C in dodamo 10 delov 50 % natrijevega hidroksida (mas./mas.) z enakomerno hidrostjo v obdobju 30 minut. Nato pustimo, da temperatura naraste na drugo temperaturo 70°C v 30 minutah in to drugo temperaturo vzdržujemo 90 minut. Reakcijsko zmes ohladimo na tretjo temperaturo in sicer na 24°C v 15 minutah. pH smole naravnamo z dodatkom 17,5 delov 25 % (mas./mas.) vodne raztopine žveplove kisline, da dobimo pH 7,2. Zatem dodamo 13,6 delov vodne raztopine 29 % amoniaka in 107,0 delov čiste sečnine k rezolni smoli z mešanjem, da zagotovimo vodno zmes rezolne smole modificirane s sečnino (primer 1). Končni pH je 7,93.

Postopek ponovimo, razen da je čas druge temperature, in sicer 70°C, 100 minut (primer 2).

Postopek spet ponovimo, razen da ne dodamo amoniaka (primeijalni primer 1).

Vse vodne smole shranimo pri 13°C. Primer 1 in primerjalni primer 1 imata oba stabilnost (definirano kot nevizualno obarjanje) 2,5 tednov. Primer 2 ima stabilnost 2,0 tedna.

Primer 1 in primerjalni primer 1 uporabimo za pripravo veziv z dodatkom kislinskega katalizatorja. Toplotna analiza z diferencialno scaning kalorimetrijo kaže precejšnje predutijevanje za primeijalni primer 1. Vezivo, pripravljeno z uporabo smole v smislu predloženega postopka kaže minimalno predutrjevanje.

Primer 3-5

K 3,45 mas. delom formaldehidne fenolne rezolne smole, ki ima molsko razmerje formaldehida proti fenolu 4:1, trdne smolne snovi 46 %, 0,8 % prostega fenola, 9,0 % prostega formaldehida in je pripravljena z uporabo natrijevega smolnega katalizatorja, dodamo 1,963 mas. delov 40 % vodne raztopine sečnine, 0,651 mas. delov vode in 0,0825 mas. delov 29 % vodne raztopine (kot amonijev hidroksid) amoniaka. Nastali premiks mešamo 18 ur pri sobni temperaturi. Zatem dodamo katalizator amonijev sulfat in vodo za razredčenje v običajnih nivojih, da zagotovimo vezivo v skladu s predloženim izumom (primer 3). Postopek ponovimo, razen da spustimo amoniak (primerjalni primer). Postopek spet ponovimo razen, da uporabimo 0,15 mas. delov vodnega amoniaka, da zagotovimo drugo vezivo v smislu predloženega izuma (primer 4). Postopek spet ponovimo, pri čemer uporabimo 0,2025 mas. delov vodnega amonika, da zagotovimo tretje vezivo v skladu s predloženim izumom (primer 5).

Stabilnost veziv ocenimo z opazovanjem stopnje precipitacije (obarjanje) v vezivih pri shranjevanju pri sobni temperaturi in je navedeno v tabeli I. Rezultati navedeni v tabeli I kažejo povečano stabilnost veziva pripravljenega s postopkom v smislu predloženega izuma.

TABELA I

Mas.razmerje trdnih snovi Stopnja obarjanja

Primer	NH₃: smola/sečnina	24 ur	48 ur	72 ur
primerjalni	0	popolno	-	-
3	1,0	nič	nič	rahlo
4	2,0	nič	-	-
5	2,5	nič	nič	nič

Postopek primera 4 ponovimo, razen da postopek izvedemo v industrijskem merilu, premiks vzdržujemo 8 ur predno dodamo kislinski katalizator za utrjevanje in, da k vezivu dodamo tudi mazivno emulzijo mineralnega olja in silan kot promotor adhezije (primer 6). Opazimo znatno izboljšavo v postopku in produktu veziva.

Možne so razne modifikacije v podrobnostih raznih izvedb postopkov, sestavkov in izdelkov v smislu predloženega izuma, vse v mejah in smislu izuma in definirane z dodanimi zahtevki.

Claims

PATENTNI ZAHTEVKI

1) pripravo začetne vodne zmesi, ki vsebuje formaldehid in fenol;

1. Postopek za pripravo fenolnega veziva za steklena vlakna, označen s tem, da obsega:

a) pripravo vodne zmesi, ki vsebuje fenolformaldehidno rezolno smolo, sečnino in amoniak, pri čemer je masno razmerje amoniaka proti celokupni smoli in sečninskim trdnim snovem modificirane rezolne smole od okoli 1,0:100 do 3,0:100;

b) dopuščanje sečnini, da reagira s fenolformaldehidno rezolno smolo, pri Čemer čakamo prednostno vsaj okoli dve in eno in pol ure po zmešanju sečnine in rezolne smole; in

c) kasnejše dovrševanje priprave veziva z dodajanjem katalizatorja za utrjevanje rezolne smole modificirane s sečnino.

2) vzdrževanje vodne zmesi pri prvi temperaturi od okoli 40°C do 50°C medtem ko dodajamo bazični polimerizacijski katalizator;

2. Postopek za pripravo fenolnega veziva za steklena vlakna, označen s tem, da obsega:

a) pripravo vodotopne fenolformaldehidne rezolne smole, ki obsega:

3. Postopek po zahtevku 1 ali 2, označen s tem, da ima fenolformaldehidna smola molsko razmerje formaldehida proti fenolu od okoli 2,5:1 do 4,2:1.

3) dopuščanje, da temperatura vodne zmesi naraste na drugo temperaturo med od okoli 60°C in 80°C;

4. Postopek po zahtevku 3, označen s tem, da ima fenolformaldehidna smola molsko razmeije formaldehida proti fenolu od okoli 3,2:1 do 4,0:1.

4) vzdrževanje vodne zmesi pri drugi temperaturi med reakcijo fenola in formaldehida da tvorimo vodotopno fenolformaldehidno rezolno smolo dokler vsebnost prostega formaldehida vodne zmesi ne pade na predhodno definiran nivo;

5. Postopek po enem od zahtevkov 2 do 4, označen s tem, da je predhodno definiran nivo prostega formaldehida v začetni vodni zmesi okoli 40 mas.%.

5) ohlajevanje vodne zmesi na tretjo temperaturo med 20°C in 30°C; in

6. Postopek po enem od zahtevkov 1 do 5, označen s tem, da dodamo amoniak v zadostni količini, da dobimo masno razmerje amonika proti trdnim snovem nemodificirane smole od okoli 1,0:100 do 3,0:100.

6) nevtraliziranje vodne zmesi;

b) pripravo vodne reakcijske zmesi, ki vsebuje fenolformaldehidno rezolno smolo, sečnino in amoniak;

c) dopuščanje sečnini, da reagira s fenolformaldehidno rezolno smolo, pri čemer čakamo prednostno vsaj okoli 30 minut po zmešanju sečnine in rezolne smole, da tvorimo modificirano smolo; in

d) kasnejšo dovršitev priprave veziva z dodajanjem katalizatorja za utrjevanje modificirane rezolne smole.

7. Postopek po enem od zahtevkov 2 do 6, označen s tem, da vodno zmes, ki vsebuje nemodificirano rezolno smolo nevtraliziramo na pH od okoli 7,2 do 7,6.

8 Postopek po enem od zahtevkov 1 do 7, označen s tem, da je molsko razmerje sečnine proti prostemu formaldehidu fenolformaldehidne smole od okoli 1:1 do 1,75:1.

9. Postopek po enem od zahtevkov 1 do 8, označen s tem, da vodno zmes mešamo vsaj toliko časa, da je dovolj, da zagotovimo popolno zmešanje rezolne smole, sečnine in amoniaka.

10 Postopek po enem od zahtevkov 1 do 9, označen s tem, da vodno zmes vzdržujemo pri temperaturi od okoli 5°C do 30°C medtem ko dopustimo sečnini, da reagira z rezolno smolo v prisotnosti amoniaka.

11. Postopek po enem od zahtevkov 1 do 10, označen s tem, da med dovrševanjem priprave veziva, dodamo vodni zmesi mazivno mineralno olje in promotor adhezije organosilan.

12. Vezivo, označeno s tem, da je pripravljeno po postopku enega od zahtevkov 1 doli.

13. Vezivo po zahtevku 12, označeno s tem, da ga razpršimo na mineralna vlakna, da tvorimo oblogo in nato utrdimo pri povišani temperaturi.