CS245063B1 - Epoxidový polykondenzát - Google Patents

Abstract

Je řešen technický problém využití obtížného odpadu, vznikajícího při rafinací technického dianu. Rafinační odpady se využívají pro přípravu epoxidového polykondenzátu, který je meziproduktem pro reaktivní pojivá kompozitu. Získaný epoxidový polykondenzát obsahuje 0,270 až 0,480 mol/100 gramů epoxyskupin, nejvýše 1 % zmýdelnitelného chloru a má molekulovou hmotnost 365 až 675.

Description

Vynález se týká epoxidových polykondenzátů.

Většina technologických procesů používaných při výrobě dianu kondenzací acetonu s fenolem, poskytuje produkt více či méně znečištěný produkty vedlejších reakcí, zejména izomery dianu, tříjaderný fenolický derivát BPX, monofunkční kodimér, izopropylfenol a jeho dimér, izopropylfenol, kondenzační produkty krezolu s acetonem, pryskyřičné fenolické polykondenzáty a podobně. Pokud se dian používá při výrobě epoxidových pryskyřic nebo polykarbonátů, je nutno zmíněné nečistoty odstranit, neboť působí neblaze na kvalitu vyrobených epoxidů i polykarbonátů. Rafinace dianu se podle stávajícího stavu techniky provádí obvykle krystalizací dianu z rozličných rozpouštědlových systémů nebo krystalizací adiční sloučeniny dian-fenol nebo vysokovakuovou destilací. Ve všech případech odpadají rafinační zbytky, v nichž je zkoncentrován obsah nečistot nežádoucích v dianu.

Podle stávajícího stavu techniky nalézají rafinační odpady z výroby dianu v malém rozsahu použití jako surovina pro výrobu izopropenylfenolu, v převážné míře se však likvidují spalováním, protože jiné efektivnější využití není známo.

Uvedené nevýhody odstraňuje epoxidový polykondenzát podle vynálezu, připravitelný kondenzací rafinaěního odpadu z výroby dianu s epichlorhydrinem, obsahující 0,27 až 0,48 mol/100 g epoxy skupin, nejvýše 1 % zmýdelnitelného chloru, se střední molekulovou hmotností 365 až 675.

Výhody epoxidového polykondezátu podle vynálezu spočívají v tom, že rafinační odpad z výroby dianu lze použít jako surovinu pro výrobu epoxidového polykondenzátu. Epoxidový polykondenzát slouží jako meziprodukt pro přípravu reaktivních pojiv kompozitů. Tímto způsobem se beze zbytku efektivně využije obtížný rafinační odpad.

Rafinační odpady z výroby dianu tvoří tuhou až polotuhou pryskyřičnatou hmotu páchnoucí po fenolu, jejíž bod měknutí (prsten-koule) je 30 až 50 °C a obsah fenolických látek se pohybuje mezi 90 až 98 %. Rafinační odpady obsahují asi 30 rozličných látek fenolického charakteru, přičemž převažuje p,p‘-izomer dianu (10 až 50 %), o,p‘a o,o‘-izomery dianu (15 až 30 %), dále BPX, kodimér, izopropylfenol, ozopropenylfenol, fenol, dimér izopropenylfenolu a další látky.

Epoxidový polykondenzát se připravuje reakcí 100 hmotnostních dílů rafinačního odpadu se 70 až 250 hmotnostními díly epichlorhydrinu, působením vodných roztoků NaOH, při teplotách 20 až 100 °C, případně v přítomnosti rozpouštědel. Používá se výrobních postupů i technik běžně známých při výrobě epoxidových pryskyřic.

Epoxidový polykondenzát je vysoce viskózní nebo polotuhá pryskyřičná hmota, obsahující nejméně 0,3 mol/100 g epoxidových skupin a nejvýše 1 % zmýdelnitelného chloru.

Příklad 1

Do sulfurační baňky, vybavené míchadlem, teploměrem, zpětným chladičem a kapačkou se předloží 280 g rafinačního odpadu, 220 g epichlorhydrinu a 320 g vody. Při pokojové teplotě se za míchání vpustí 50 g 39,9% roztoku NaOH a teplota reakční směsi se nechá vystoupit na 50 až 52 °C, po 30 minutách se přidá 30 g roztoku NaOH stejné koncentrace a reakce se nechá probíhat dalších 30 minut, načež se reakční směs vyhřeje k varu, zpětný chladič se zamění za sestupný chladič a z reakční směsi se oddestiluje azeotrop nezreagovaného epichlorhydrinu s vodou. K ochuzené reakční směsi se přidá ještě 94 g 39,9% roztoku NaOH a směs se udržuje na teplotě 95 až 98 °C po dobu 30 minut, načež se ochladí na 50 až 60 °C a za míchání naředí 400 g toluenu. Po separaci se oddělí vodná fáze, toluenová fáze se neutralizuje oxidem uhličitým na pH 6 až 6,5 a odvodní se. Bezvodý roztok se filtruje a destilací za sníženého tlaku zbaví toluenu. Získá se epoxidový polykondenzát o obsahu 0,314 mol/100 g epoxidových skupin, 0,57 % zmýdelnitelného chloru a sušině 98,7 procenta. Konzistence polotuhá, g epoxidového polykondenzátu se mísí s 20 g diglycidyléteru 1,8-oktandiolu a získá se kapalná kompozice o viskozitě 2,259 mPa.s/25°C, obsahující 0,399 mol/100 gramů epoxidových skupin. 100 g této kompozice se mísí s 8,4 g dietyléntriaminu a směs se nechá vytvrdit. Získaná hmota má mez pevnosti v tahu 25,9 MPa, tažnost 12,6 procenta a rázovou houževnatost 19,8 kj/m^z. Příklad 2

Do popsané aparatury se předloží 230 g rafinačního odpadu, 575 g epichlorhydrinu, 200 g izopropanolu a 50 g vody. Směs se vytemperuje na 50 °C a za intenzivního míchání se během 3 hodin přikapává 166 g 50% vodného roztoku NaOH. Po 30minutovém doreagování se provede separace a oddělí se vyloučená vodná fáze. Organická fáze se neutralizuje oxidem uhličitým na pH 6 až 6,5, načež se za sníženého tlaku oddestilují těkavé položky. Vyloučené soli se z horkého destilačního zbytku oddělí filtrací. Získaný epoxidový polykondenzát obsahuje 0,477 mol/100 g epoxidových skupin, 0,7 % zmýdelnitelného chloru, při sušině 98,9 % a viskozitě 88 970 mPa . s/25 °C.

g epoxidového polykondenzátu se mísí s 15 g n-butylglycidéteru a po důkladné homogenizaci se získá kompozice o viskozitě 1 560 mPa . s/25 °C a obsahu epoxidových skupin 0,518 mol/100 g. 100 g této kompo245063 zice se misí se 14,0 g tetraetylénpentaminu nechá se vytvrdit. Získaná hmota má mez pevnosti v tahu 38,7 MPa, tažnost 6,9 % a rázovou houževnatost 25,8 kj/m².

Claims (1)

1. Epoxidový polykondenzát obsahující 0,270 až 0,480 mol/100 g epoxyskupin, nejvýše 1 % zmýdelnitelného chloru, o střední molekulové hmotnosti 365 až 675, připravitelný povynalezu lykondenzací epichlorhydrinu s rafinačními odpady z výroby dianu o bodu měknutí 30 až 50 °C a obsahu 90 až 98 % fenolických látek.