CS251441B1 - Způsob přípřavy nízkomolekulárních epoxidových pryskyřic s nízkým obsahem balastních látek - Google Patents

Abstract

Řešení se týká oboru syntézy a technologie výroby epoxidových pryskyřic. Je řešen technický problém přípravy epoxidových pryskyřic s nízkým obsahem balastnich látek, nezakalujici se ani po dlouhodobém skladování. Podstatou je použití řezu atmosferické destilace z předcházející šarže kondenzace.

Description

(54) Způsob přípřavy nízkomolekulárních epoxidových pryskyřic s nízkým obsahem balastních látek

Řešení se týká oboru syntézy a technologie výroby epoxidových pryskyřic.

Je řešen technický problém přípravy epoxidových pryskyřic s nízkým obsahem balastnich látek, nezakalujici se ani po dlouhodobém skladování. Podstatou je použití řezu atmosferické destilace z předcházející šarže kondenzace.

251 441

251 441

Vynález se týká přípravy nízkomolekulárních epoxidových pryskyřic s nízkým obsahem balastních látek, nezakalujících se ani po dlouhodobém skladování.

Příprava nízkomolekulárních epoxidových pryskyřic alkalickou kondenzací epichlorhydrinu s dianem v přítomnosti isopropanolu a vody patří k nejefektivnějším ze známých technologií. Význačnou výhodou je jednoduchost, vysoké parametry produktu i velmi dobrá ekonomie epichlorhydrinu. Nevýhody spočívají v tom, že směs rozpouštědel vydestilovaná při izolaci produktu obsahuje podle okolnosti až 15 % balastních látek schopných reakce s dianem. Jelikož vydestilovaná směs rozpouštědel se používá jako část násady další operace a přítomné reaktivní balastní látky by vedly k výraznému zhoršení kvality produktu, je nezbytné směs rozpouštědel přečistit účinnou rektifikací na koloně. Stavba i provoz rektifikačních kolon je ekonomicky náročná a pro oddělené balastní látky, obsahující až 50 % epichlorhydrinu , není prakticky možné použití a likvidují se spalováním. Balastní látky vstupují do teohnologie pouze z nepatrné části s epiohlorhydrinem, v převážném množství vznikají až v průběhu alkalické kondenzace epichlorhydrinu s dianem, jakožto produkty vedlejších reakcí. Podle analýzy plynovou chromatografií sestávají balastní látky asi ze 20 individuí, ale převažuje isopropylglycideter (20,5 %), glycidol (15,7 %), izoméry glycerindichlorhydrinu (11,9 %)» glycerinmonochlorhydrin (10,8 %)

251 441 isopropyleter glycerinu (5»7 %)» izopropyleter glycerinmonochlorhydrinu (5,5 $), oligomerní polyglyceriny o střední molekulové hmotnosti 150 až 500 obsahující terminální epoxidové a isopropyleterickó skupiny (28,8 %) a zbytek (1,1 $) tvoří skupina přibližně 5 látek neidentifikovaného charakteru. Většina těchto balastních látek je schopna reakce s dianem a v produktu způsobuje jednak snížení obsahu epoxidových skupin, jednak zvýšení viskozity. Závažné jsou i problémy s toxicitou balastních látek (dermatozy) a tvorbou více či méně tvrdošíjných zákalů produktu během krátkého období skladování. Přítomnost balastních látek vede k provozním problémům při dosahování nízkého obsahu těkavých složek. Známé postupy řešící problém balastních látek spočívají jednak v rektiflkaci vracené směsi rozpouštědel před nasazením do další šarže, jednak promýváním produktu vodou za tepla.Tato technologická opatření však představují nejen zvýšení nákladů, ale také zhoršení výtěžnosti produktu a nutnost řešení problému zpracováni odpadních vod v množství 200 až 3θθ % hmotnosti produktu. Jiné způsoby řešení, jako například filtrace vrstvou aktivních materiálů, naznačovaly ještě horší technický a ekonomický efekt. Jiný způsob řešení technického problému není znám a v dostupné literatuře nebyl dosud popsán.

Nyní jsme na základě rozsáhlé experimentální studie zjistili, že příprava nízkomolekulár.ních epoxidových pryskyřic s nízkým obsahem balastních látek je uskutečnitelná i v provozním měřítky a to způsobem podle vynálezu spočívajícím v tom, že do reaktoru se v libovolném pořadí naváží voda, isopropanol, epichlorhydrin, dian a destilační řez 80 až 117 °C atmosférické destilace předcházející šarže, mající složení 50 až 65 % epichlorhydrinu, 28 až 4θ % isopropanolu, 5 až 10 % vody a obsah balastních látek menší jak 2 % v takovém množství, aby byl dodr«žen molární poměr epvohlorhydrin : dian : isopropanol = ^,8 6,5 : 1 : 2,0 - 3,5, při teplotě 50 až 55 °C se působením roztoku NaOH nechá proběhnout kondenzace, po doreagování směsi se oddělí vodná fáze i pevná sůl, organická fáze se zneutralizuje na pH 6 až 6,5, načež se podrobí atmosférické destilaci

251 441 do 117 °C (do 170 °C ve vařáku) a zbytek těkavýoh látek se z produktu odstraní vakuovou destilací při postupně snižovaném tlaku 100 až 1 kPa a destilát se jímá odděleně, načež se vyloučené pevné látky z produktu odstraní filtrací.

Význačnou výhodou způsobu podle vynálezu je zvýšení využitelnosti objemu reaktoru až o 10 %, zvýšení výtěžnosti až o 1 výrazné zvýšení kvality produktu projevující se jednak vyloučením tvorby zákalů při skladování, jednak snížením viskozity a zvýšením obsahu epoxidových skupin připravené nízkomolekulární epoxidové pryskyřice. K nezahedbatelné výhodě náleží i snažsší dosažení nižších obsahů těkavých podílů, pohybujících se mezi 0,5 až 1

Příklad 1

Do reaktoru se za míchání předloží 3 750 Ag řezu 80 až 117^0 z atmosférické destilace předcházející šarže o složení 58,7 % epichlorhydrinu, 33,8 % i.sopropanolu a 7,5 % vody, Jt 5J0 kg epichlorhydrinu, I50 kg isopropanolu, 400 kg vody a 2 100 kg dianu. Po vytemperování na 50 °C se během b hodin rovnoměrně připouští 1 845 kg 40%ního vodného roztoku NaOH a teplota reakční směsi se udržuje mezi 50 až 54 °C. Po ukončení příkapu roztoku NaOH se reakční směs nechá 15 minut doreagovat, sedimentací se oddělí pevná sůl a kapalná reakční směs se přetlačí do separátoru, kde se oddělí vodná fáze a organioká fáze se neutralizuje oxidem uhličitým na pH 6 až 6,5, dopraví do destilační aparatury a při atmosférickém tlaku se destilují těkavé složky do teploty vařákové kapaliny 170 °C (teplota par 115 až 117 °C).Destilátu bylo získáno 3 75Ο kg. Postupně se v destilační aparatuře snižuje tlak a destilát vakuové destilace se jímá odděleně. Vakuová destilace se končí při tlaku cca 1 kPa. Vakuového destilátu bylo získáno 450 kg. Destilační zbytek se za tepla filtrací zbaví vyloučených solí. Výtěžek nízkomolekulární epoxidové pryskyřice činí 3 000 kg, což odpovídá 95>θ % teorie. Produkt má tyto parametry: obsah epoxidových skupin 0,528 ekv/100 g obsah chloru 0,3 % viskozita při 25 °C 12 500 mPa.s sušina 99,5 % obsah epoxidových skupin obsah chloru

251 441

Produkt se nezakalil ani po 6 měsících skladování, obsah balastních látek je nižší jak 0,5

Pro srovnání byla kondenzace provedena při stejném molárním poměru epichlorhydrinu : dianu, ale nasazeno bylo veškeré množství destilátu ( tj. směs z atmosférické i vakuové destilace). Byl získán produkt ve výtěžku 94,1 $ teorie s těmito parametry:

0,511 ekv/100 g 0,55 %

890 mPa.s 98,8 %

Produkt se zakaluje již po 6 týdnech skladování, obsahuje 3,1 % balastních látek.

Příklad 2

Do reaktoru se za míchání předloží 3 500 kg řežu 80 až 117 °C z atmosférické destilace o složení 56,1 % epichlorhydřiviskozita pri 25 suš ina nu,

35,2 /° isopropanolu a 8,7 % vody, 2 296 kg epichlorhydrinu,

I50 kg isopropanolu, l60 kg vody a 2 100 kg dianu. Postupem popsaným v přikl. 1 se provede kondenzace a zpracování reakční směsi, včetně atmosférické a vakuové destilace. Byl získán produkt ve výtěžku 2 990 kg ( tj. 95,5 % teorie). Produkt má tyto parametry:

obsah epoxidových skupin 0,519 ekv/100 g obsah chloru 0, 28 % viskozita při 25 °C l4 125 mPa.s suš ina 99,4 %

Produkt se nezakalil ani po 6 měsícíh skladování.

Pro srovnání byla stejným způsobem provedena kondenzace, ale byla použita veškerá vydestilovaná rozpouštědla (tj. z atmosférické i vakuové destilace), při Jinak shodném molárním poměru epichlorhydrin : dian : isopropanol. Byl získán reakční produkt ve výtěžku 93,3 % teorie s těmito parametry: obsah epoxidových skupin obsah chloru viskozita při 25 C suš ina

Produkt se zakaluje již po 3 týdnech.

0,508 ekv/100 g 0,58 %

170 mPa.s 98,9 %

Příklad 3

251 441

Do reaktoru se za mícháni předloží 4 700 kg řezu 80 až 117 °C z atmosférická destilace o složení 56,3 % epichlorhydrinu, 35,1 $ isopropanolu a 8,6 % vody, 2 600 kg epiohlorhydrinu, I50 kg isopropanolu, 400 kg vody a 2 100 kg dianu. Postupem popsaným v příkls^sl se provede dávkováni 1 915 kg 40%ního vodného roztoku NaOH, kondenzace a zpracováni reakční směsi včetně atmosferické a vakuové destilace. Byl získán produkt ve výtěžku 2 9^5 kg (tj. 95,4 % teorie). Produkt má tyto parametry :

obsah epoxidovýoh skupin 0,537 ekv/100 g obsah chloru 0,31 % viskozita při 25 °C 8 150 mPa.s sušina 99»3 %

Pro srovnání byla stejným způsobem provedena kondenzace, ale byla použita veškerá vydestilovaná rozpouštědla ( tj· z atmosférické i vakuové destilace) při jinak shodném molárním poměru eplchlorhydrin : dian : isopropanol. Byl záskán reakční produkt ve výtěžku 93,1 % teorie s těmito parametry: obsah epoxidových skupin 0,515 ekv/100 g obsah chloru 0,63 % viskozita při 25 suš ina

750 mPa.s 98,9 %

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU
2. 2S1 441

   Způsob přípravy nízkomolekulárníoh epoxldovýoh pryskyřic s nízkým obsahem balastníoh látek, nezakalujících se ani při dlouhodobém skladování, alkalickou kondenzací epiohlorhydrinu s dianem v přítomnosti isopropanolu a vody, vyznačený tím, že do reaktoru se v libovolném pořadí naváží epiohlorhydrin, isopropanol, voda, dian a destilační řez 80 až 117 °C ^z atmosférické destilace předcházející šarže, mající složení 50 až 65 % epiohlorhydrinu, 28 až 40 % isopropanolu, 5 až 10% vody a obsah balastníoh látek menší jak 2 % v takovém množství, aby byl dodržen molární poměr složek epiohlorhydrin : dian : isopropanol = H,8az6,5 : 1 : 2 ai 3,5_}při teplotě 50 až 55 °C se působením roztoku NaOH neohá proběhnout kondenzace, po doreagování směsi se oddělí vodná fáze i pevná sůl, organická fáze se zneutralizuje na pH 6 až 6,5, načež se podrobí atroosférioké destilaci do 117 °C při teplotě vařákové kapaliny nejvýše 170 °C a zbytek těkavých látek se z produktu odstraní vakuovou destilací při postupně* snižovaném tlaku 100 až 1 kPa a destilát se jímá'odděleně, načež se vyloučené pevné látky odstraní z produktu filtrací.