CS257400B1 - Sposob přípravy N-fenyl-N‘-Í.zopropyl-p-fenyléndiamínu s vysokou spracovatelskou bezpečnosfou - Google Patents

Description

2 5 7 4 O O

Vynález sa týká sposobu přípravy N-fe-nyl-N‘-izopropyl-p-fenyléndiamínu (ďalejIPPD) s vysokou spracovatefskou bezpečnos-ťou, IPPD patří medzi najrozšírenejšie gu-márenské chemikálie a používá sa ako an-tidegradant predovšetkým pre dynamickynamáhané gumárenské výrobky. IPPD sa vyrába napr. z p-amínodifenyla-mínu tlakovou alkylačnou hydrogenáciou a-cetónom za použitia meďnato chromitéhokatalyzátora (CS A O 209 731). Po alkylač-nej hydrogenácii sa z reakčnej zmesi zaatmosférického tlaku oddestiluje frakcia ob-sahujúca predovšetkým aceton, vodu a 2--propanol a po vákuovom oddestilovaní pred-ných frakcií sa získá technický produktnasledujúceho zloženia: min. 92 % hmot.IPPD, max. 4 % hmot. vysokomolekulovélátky a produkty termooxidácie, max. 4 %hmot. iné příměsi, resp. vedfaišie produkty(difenylamín, p-amínodifenylamín, N,N-di-izopropyl-N-fenyl-p-fenyléndiamín). Takýtoprodukt sice spina normované kvalitativněparametre, v praxi sa však zistilo, že v nie-ktorých prípadoch vykazuje nižšie a nevy-rovnané hodnoty spracovatefskej bezpečnos-ti. Spracovatefská bezpečnost t2 je dobado zvýšenia plasticity gumárenskej zmesi prijej spracovaní o 2 jednotky nad minimumpri vulkanizačnej teplote. Pre případ zme-si bez přídavku IPPD to je t2o, pre zmes sprídavkom t21. Relativná spracovatefská bez-pečnost t(R) je definovaná t(R) = (t12/t20) . 100 (%)

Pridanie IPPD do gumárenskej zmesi vše-obecné skracuje hodnoty spracovatefskejbezpečnosti a relativná spracovatefská bez-pečnost t(R) klesá pod 100 %. HodnotytfR) 50 až 70 % majú za následok výraznéskrátenie doby t2), čo negativné vplýva natechnologický proces spracovania gumá-renských zmesi. Podobné negativné vplývaaj kolísanie a nevyrovnanost hodnot spra-covatefskej bezpečnosti technického pro-duktu IPPD. Z tohoto hfadiska je zřejmé, žespracovatefské závody gumárenských zme-si — z dovodu plynulosti technologickéhoprocesu — vyžaduje istú minimálnu a hlav-ně vyrovnaná úroveň tohoto parametru(min. 80 %). Pri priemyselnej prípravetechnického produktu IPPD sa však hodno-ty spracovatefskej bezpečnosti pohybujú vrozmedzí 60 až 90 °/o, čo je příliš široký in-terval. Výskumom sa ďalej zistilo, že k vý-raznému poklesu hodnůt spracovatefskejbezpečnosti i u dobrých produktov IPPD do-chádza ich vystavením vyšším teplotám(nad 100 °C); za týchto podmienok sa oso-bitne nepriaznivo prejavuje vplyv vzdušné-ho kyslíka. Pri priemyselnej výrobě IPPDmůžu uvedené situácie nastat v důsledku ne-priaznivých okolností, resp. porúch stroj-no-technologického zariadenia.

Uvedené nedostatky nízkej a nevyrovna- nej spracovatefskej bezpečnosti odstraňujespusob přípravy N-fenyl-N‘-izopropyl-p-fe-nyléndiamínu s vysokou spracovateískoubezpečnostou z reakčného produktu tlako-vej alkylačnej hydrogenácie p-amínodife-nylamínu s acetónom podlá vynálezu.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že re-akčný produkt s obsahom min. 92 % hmot.N-fenyl-N‘-izoprcpyl-p-fenyléndiamínu, max.4 % hmot. vysokomolekulových látok aproduktov termooxidácie, max. 4 % hmot.iných příměsí, resp. vedfajších produktova s relativnou spracovatefskou bezpečnos-tmi t(R) 60 až 90 % sa vákuovo rektifikujepri tlaku 0,25 až 2,5 kPa a teplote 175 až 230stupňov Celsia s rektifikačnou účinnosťou3 až 10 teoretických etáží. Vákuová rekti-fikácia sa vedie tak, aby obsah N-fenyl-N‘--izopropyl-p-fenyléndiamínu v destilačnomzvyšku bol minimálně 20 a maximálně 50pere. hmot.

Pri rektifikácii sa oddelia smolovité zvyš-ky s obsahom 20 až 50 °/o hmot. účinnej lát-ky N-fenyl-N‘-izopropyl-p-fenyléndiamínu —(IPPD). Bolo zistené, že právě vysokomole-kulové smolovité látky znižujú spracova-tefskú bezpečnost. Je přitom výhodné udr-žovat obsah IPPD pri spodnej hranici, pre-tože pri vyššom obsahu IPPD v smolovitýchzvyškoch narastajú straty produktu. Pri ob-sahu IPPD pod 20 % hmot. však vznikajúproblémy s transportom a spracovanímsmolovitého zvyšku, pretože sa prudko zhor-šujú jeho transportně vlastnosti. Výhodou sposobu přípravy podlá vynále-zu je, že z technických produktov s poměr-ně nízkými a nevyrovnanými hodnotami re-latívnej spracovatefskej bezpečnosti (60 až90 %) sa rektifikáciou na rektifikačnej ko-loně s istou minimálnou účinnosťou získa-jú produkty s vysokými a vyrovnanými hod-tami relatívnej spracovatefskej bezpečnosti(nad 95 %), čo je predpokladom ich plno-hodnotnej aplikácie pri spracovaní gumá-renských zmesi. Uvedeným sposobom sa dádosiahnuť zvýšenie hodnoty spracovatefskejbezpečnosti aj pri produktoch, ktorých níz-ká spracovatefská bezpečnost' je sposobenádlhotrvajúcou tepelnou expozíciou, připad-ne za přístupu vzduchu. Ďalšia výhoda sposobu přípravy podlávynálezu spočívá v tom, že je možné při-pravit finálny produkt s vopred požadova-nou hodnotou relatívnej spracovatefskejbezpečnosti zmiešaním rektifikovaného pro-duktu s vysokou hodnotou t(R) s produktoms nízkou hodnotou spracovatefskej bezpeč-nosti obvykle nedestilovaného, alebo také-ho, u ktorého je nízká hodnota t(R) spůso-bená termooxidáciou. Zistilo sa, že pri zmie-šavaní produktov je možné postupovat po-dlá vztahu mi/ma = [SB — SB(2)]/[SB(1) —· SB] (1) 257400 v ktorom ni] je hmotnost produktu s vyššou rela-tivnou spracovateiskou bezpečnosťou v kg,m2 je hmotnost produktu s nižšou relativ-nou spracovateiskou bezpečnosťou v kg, SBje hodnota požadovanej relatívnej spraco-vatelskej bezpečnosti, SB(1J je hodnota vyš-šej relatívnej spracovatelskej bezpečnosti,SB(2j je hodnota nižšiej relatívnej spraco-vatelskej bezpečnosti, pričom hodnota SB le-ží v intervale SB(1) — SB(2). Výhoda takéhoto postupu spočívá v tom,že zmiešaním sa připraví finálny produkt sdostatočne vysokou a vyrovnanou hodno-tou relatívnej spracovatelskej bezpečnosti,pričom nie je nutné rektifikovať celý objemvyrábaného IPPD, tým sa ušetří značná částenergie, ktorá pri priemyselnej prípraveIPPD bývá obvykle vo formě organickéhoprenášača tepla s teplotami nad 300 °C.

Vztah (1) je možné upravit tak (2), že u-možní určit hodnotu relatívnej spracovatel-skej bezpečnosti pri zmiešaní dvoch aleboviacerých produktov s róznymi hodnotamispracovatelskej bezpečnosti SB = [mt SB(1 ] + m2 SB(2 j + . . . + + m(N j SB(N) ]/[mt + m2 + ... + m(N)] (2) SB je výsledná hodnota relatívnej spra-covatelskej bezpečnosti po zmiešaní N-pro-duktov, SBf 1), SB(2j, SB(N] sú hodnoty re-latívnej spracovatelskej bezpečnosti produk-tov 1* 2 ... N, m,, m2, mN sú hmotnosti pro-duktov 1, 2 ... N v kg.

Uvedené příklady ilustruji!'ale neobmed-zujú predmet vynálezu. Příklad 1

Do autoklávu s pracovným objemom 1 000litrov bolo vložené 350 kg p-amínodifenyl-amínu, 400 1 acetonu a 10 kg meďnato-chro-mitého katalyzátore. Reakčná zmes bolamiešaná a vyhriata na reakčnú teplotu 150stupňov Celsia. Do autoklávu bol natlako-vaný vodík a jeho tlak bol udržovaný nahodnotě 6 MP počas 5 li. Z reakčnej zrnesi bola za atmosferického tlaku oddělená tzv.1'ahká frakcia (aceton, izopropylalkohol, vo-da, metylizobutylketón a i. j a potom za tla-ku 2,4 kPa bolo oddestilovaných 1 % hmot.tzv. predných frakcií. Destilačný zvyšok tvo-řil technický IPPD nasledovného zloženia(GLC) IPPD — 97,5 % hmot. difenylamín — 0,2 % hmot. p-amínodifenylamín — 0,8 % hmot. N,N-diizopropyl-N-fenyl-p- -fenyléndiamín — 1,2 % hmot. ostatně —- 0,3 % hmot.

Okrem toho technický IPPD obsahovalcca 1,5 % hmot. vysokomolekulových látok.

Bod topenia bol 77,2 °C, relativné spra-covatelská bezpečnost —- 72 %. Vzorka to-hoto produktu v množstve 100 kg bola rek-tifikovaná na poloprevádzkovej rektifikač-nej vsádkovej koloně s účinnosťou 5 teo-retických etáží s refluxným pomerom 1 : 1a bolo získané 3,5 kg destilačných zvyškova 96 kg destilovaného produktu s hodno-tou relatívnej spracovatelskej bezpečnosti99 %. Vařákový zvyšok obsahoval 30 %IPPD a bol dobré transportovatelný. Příklad 2

Destilovaný produkt z příkladu 1 v množ-stve 600 g bol vsadený do otvor enej bank va temperovaný na teplotu 130 °C počas 50hodin. Po uplynutí tejto doby bola namera-ná hodnota relatívnej spracovatelskej bez-pečnosti 65 %. Vzorka tohto produktu (500gramovj bola predestilovaná za abs. tlaku1 kPa a bolo získaných 469 g produktu IPPDs hodnotou relatívnej spracovatelskej bez-pečnosti 98 %. Příklad 3

Vzorky nedestilovaného a destilovanéhoproduktu z příkladu 1 boli zmiešané a bo-la zmeraná spracovatelská bezpečnost tých-to produktov. Zmiešavacie poměry a hod-noty spracovatelskej bezpečnosti sú uvede-né v nasledujúcej tabuíke. obsah nedest. IPPDv zmesi [ % hmot. ]

Tabulka obsah dest. IPPDv zmesi [% hmot.] spracovatelskábezpečnost (%] 0 25 50 75 100 100 99 75 92 50 86 25 78 0 72 Z výsledkov je zřejmá lineárna závislost spracovatelskej bezpečnosti od zloženia fi-nálneho produktu. .....

Claims (1)

1. 257400 PREDMET Sposob přípravy N-fenyl-N‘-izopropyl-p--fenyléndiamínu s vysokou spracovateískoubezpečnosťou z reakčného produktu tlako-vé] alkylačnej liydrogenácie p-amínodiťe-nylamínu acetónom vyznačujúci sa tým, žereakčný produkt s obsabom min. 92 %hmot. N-fenyl-N‘-izopropyl-p-fenyléndiamí-nu, max. 4 % hmot. vysokomolekulových lá-tok a produktov termooxidácie, max. 4 %hmot. iných příměsí, resp. vedlejších pro- vynAlezu duktov a s relativnou spracovateískou bez-pečnosťou t(R] 60 až 90 % sa vákuovorek-tifikuje pri tlaku 0,25 až 2,5 kPa a teplote175 až 230 °C s rektifikačnou účinnosťou 3až 10 teoretických etáží, pričom vakuovárektlflkácia sa vedle tak, aby obsah N-fe-nyl-N‘-izropropyl-p-fenyléndiamínu v desti-lačnom zvyšku bol minimálně 20 a maxi-málně 50 % hmotnostných. Severografia, n. p. závod 7, Most Cena 2,40 Kčs