177034. lajstromszámú szabadalom • Eljárás éterezett melamin-formaldehid gyanták kis formaldehid tartalmú, nagy stabilitású vizes oldatainak előállítására
5 177034 6 A találmány szerinti eljárásban formaldehidként előnyösen 30—50 súly%-os vizes formaldehid-oldatot alkalmazunk. A gyakorlatban legtöbbször 36 súly%-os vizes oldat áll rendelkezésre. A felhasznált oldat azonban a formaldehid-tartalomra vonatkoztatva legfeljebb 10 súly%, előnyösen legfeljebb 1 súly% metanolt tartalmazhat. A nagy metanol-tartalom eredményeképpen az éterezett gyantában metoxi-csoportok jelenhetnek meg. Ezek a csoportok a hígíthatóságot csökkentik; a hígíthatóság növelésére az éterezést polialkohol vagy trietanolamin segítségével valósítjuk meg. A szóban forgó eljárásban alkalmazott F/M arány 5-11, előnyösen 6,5-10. Ha 5 alatti F/M arányt alkalmazunk, akkor az üvegszál-tartalmú termék mechanikai tulajdonságai romlanak, így erősen csökken a termék húzási szilárdsága. Emellett a gyanta hígíthatósága is csökken. Ha 10-nél nagyobb F/M arányt alkalmazunk, akkor a végtermékként kapott vizes oldat szárazanyagtartalma igen kicsi lesz és a termék ipari célokra nehezen lesz felhasználható. Ha kiindulási anyagként 36%-os vizes formaldehid-oldatot alkalmazunk, akkor az 5, 6,5, 10 és 11 F/M arány 52, 50, 44 és 41 súly% szárazanyag-tartalmú végtermék-oldatokat eredményez. A bázikus kondenzációs reakciót 8,5-9,5 pH, előnyösen 8,8—9,2 pH között valósítjuk meg. A reakcióelegy pH-ját trietanolamin adagolásával állítjuk be. A találmány szerinti eljárásban a melamin móljaira vonatkoztatva 0,2—0,6, előnyösen 0,3—0,4 mól trietanolamint alkalmazunk. A trietanolamin-melamin mólarányt a továbbiakban „TEA/M arányinak nevezzük. A megadott trietanolamin-mennyiség lényegesen nagyobb a pH-beállításhoz szükséges mennyiségnél. A nagymennyiségű trietanolamin alkalmazásának oka - mint említettük - a. gyanta jó vízoldhatóságának biztosítása. A reakciót az alábbi körülmények között valósítjuk meg: Legelőször is összekeveqük a megfelelő mennyiségű vizes formaldehid-oldatot, polialkoholt és trietanolamint, majd az elegyet keverés közben felmelegítjük a reakció hőmérsékletére, azaz 60—70°C-ra, előnyösen 63—68°C-ra. 60°C-nál kisebb hőfokon a melamin csak igen lassan oldódik fel a reakcióelegyben. Ezután 10-15 perc alatt, részletekben, keverés közben hozzáadjuk a melamint a fenti elegyhez. Az adagolás után a reakcióelegyet további 30-90 percen keresztül a fenti reakcióhőmérsékleten keverjük. A fenti idő elteltével a reakciót a reakcióelegy hirtelen lehűtésével leállítjuk. A reakcióelegyet 20—40°C-ra, előnyösen 33—37°C-ra hűtjük le. A reakció hűtéssel történő leállításának pontos idejét a reakcióelegy zavarosodási ponijának megmérésével állapíthatjuk meg. Éppen ezért a reakció során időről-időre megmérjük az elegy zavarosodási pontját. A zavarosodási pont értéke a lúgos kondenzáció előrehaladását jelzi. A zavarosodási pont meghatározása céljából a reakcióelegy bői szabályos időközönként mintákat veszünk. A mintákat keverés közben lehűtjük és megállapítjuk azt a hőmérsékletet, ahol a minta megzavarosodik. A zavarosodási pont a reakcióelegy kezdetén meglehetősen kis hőmérsékleten van, ez a hőmérséklet a reakció előrehaladtával megnő. 5 A lúgos kondenzációs reakciót akkor állítjuk le gyors lehűtéssel, amikor a zavarosodási pont 40-65 °C előnyösen 45-55 °C hőmérséklettartományba kerül. Az ehhez szükséges reakcióidő - mint említettük - 30-90 perc. 10 Ha a reakciót 40°C-nál kisebb zavarosodási pontnál állítjuk le, akkor a reakcióelegy viszkozitása túlságosan nagy lesz és keveréssel nem tudjuk az elegyet homogenizálni. Ha viszont a zavarosodási pont túllépi a reakcióhőmérsékletet, akkor a 15 reakcióelegy még reakció közben megzavarosodik. 70°C-os reakcióhőmérséklet alkalmazása mellett 65 °C feletti zavarosodási pont megmérése már nehézségbe ütközik: ilyen esetekben a reakcióelegyet csak igen kevéssé kell lehűteni. 20 Megjegyezzük, hogy amennyiben a reakciót 70°C-nál nagyobb hőmérsékleten haj tűk végre, úgy a reakciósebesség annyire megnő, hogy ez akadályozza a zavarosodási pont mérését. A találmány szerinti eljárás második lépésében, 25 az éterezésben az első fázis során előállított metilolmelamin-származékokat éterezzük a reakcióelegybe már bevitt egy vagy több polialkohollal. Polialkoholként a következő vegyületeket alkalmazhatjuk: etilénglikolokat, dietiléngíikolt, trietilénglikolt, 30 glicerint, szacharózt, d-glükózt. Költség- és beszerzési tényezők következtében célszerű az etilénglikol használata. A találmány szerinti eljárásban adott esetben polialkoholok keverékét is használhatjuk. így 35 például etilénglikol és szacharóz megfelelő arányú keverékével befolyásolni lehet a végtermék viszkozitását, A keverékben a szacharóz növeli a viszkozitást. Az éterezési lépésben egy mól melaminra vonat- 40 koztatva 3,0-5,0, előnyösen 4,5-4,0 polialkoholt alkalmazunk összesen. A polialkohol-melamin arányt a továbbiakban „P/M arányinak nevezzük. Ha az éterezési lépésben túlságosan kevés polialkoholt alkalmazunk, akkor a kapott gyanta csak 45 kevéssé lesz vízzel hígítható. A túlzott mennyiségű polialkohol ugyanakkor nem növeli a hígíthatóságot. Az elegy megsavanyítására előnyösen tiszta savat vagy sav tömény vizes oldatát alkalmazzuk annak 50 érdekében, hogy a végtermék vizes gyantaoldat szárazanyagtartalmát ne csökkentsük feleslegesen. A találmány szerinti eljárásban például a következő savakat alkalmazhatjuk: kénsavat, sósavat, ortofoszforsavat, salétromsavat, hangyasavat, mono- 55 klórecetsavat. Mint említettük, a savanyítást a lúgos kondenzátora lehűtése után, állandó hőmérsékleten hajtjuk végre. A savanyításí művelet végső pH-értéke függ az alkalmazott hőmérséklettől is. 25 °C-on az 60 elegyet pH =1,5-ig, 40 °C-on pH = 3,0 értékig savanyítjuk meg. A savanyítást előnyösen 33°C-on 1,8-ig, 37 °C-on 2,2-ig hajtjuk végre. A fenti műveleti feltételeket feltétlenül be kell tartani. Ha az éterezési reakciót túlságosan nagy 65 pH-érték vagy túlságosan nagy hőmérséklet mellett 3
