CS272681B1 - Method of acid catalyst preparation - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu přípravy kyselého katalyzátoru. Alkylnaftalensulfonové kyseliny a jejich sole jsou povrchově aktivní látky, které patří do skupiny alkylarylsulfonových kyselin. Tato skupina látek má rozsáhlé použití, nejrozšířeněji jsou používány především jako anionaktivní tenzidy. Délka alkylu a volba aromatické sloučeniny ovlivňují jak jejich aplikační vlastnosti, tak i určují technologicky a ekonomicky optimální způsob přípravy. Co do objemu výroby zaujímají bezkonkurenční postavení alkylbenzensulfonové kyseliny s 10 až 15 atomy uhlíku v alkylu. Celosvětová produkce tohoto nejvýznamnějšího anionaktivního tenzidu se pohybuje v milionech tun ročně. Při alkylaci benzenu se vychází bud z n-alkenů, nebo z chloralkanů za katalýzy kyselinou sírovou, fluorovodíkem, chloridem hlinitým nebo organickými komplexy kovů. Podobné postupy se využívají i při alkylaci fenolu alkeny za katalýzy silnými minerálními kyselinami, fluoridem boritým, chloridem hlinitým, kyselinou boritou či toluensulfonovou. Alkylfenoly slouží především jako výchozí látky přo přípravu neionogenních tenzidů. Alkylnaftalensulfonové kyseliny se 3 až 6 atomy uhlíku v alkylu mají podstatně menší význam. Přesto však nacházejí použití jako smáčedla, speciální kyselé katalyzátory, flotační činidla, flokulanty a textilní pomocné prostředky. Aplikují se hlavně ve formě amoniových solí, solí alkalických kovů a žíravých zemin.

Alkylace naftalenu je opět možná alkeny za katalýzy oxidem fosforečným, kyselinou o-fosforečnou, fluorovodíkem nebo chloridem hlinitým. Tyto postupy však vyžadují poměrně složitou aparaturu, nákladná je i separace vstupních surovin a vznikajících různých produktů, To platí i o alkylaci naftalenu alkylchloridem,

V průmyslové praxi je proto mnohem běžnější alkylace naftalenu alkoholy zá přítomnosti kyseliny sírové, která katalyzuje elektrofilní alkylaci a zároveň její reakce s alkylnaftalenem vede přímo k alkylnaftalensulfonovým kyselinám. Pro dosažení vhodného stupně konverze je však nutné použít kyselinu sírovou ve vysokém přebytku. Po skončení reakce se oddělí alkyl či dialkylsulfonová kyselina v horní vrstvě. Spodní vrstva kyseliny sírové je zředěna reakčni vodou a obsahuje vysoké procento organických látek. Její použití je problematické a její likvidace je velmi obtížná. Jsou známy i postupy, při kterých předem připravené alkylestery kyseliny sírové reagují s aromatickými uhlovodíky (US 1 670 505). Pro potlačení vedlejších reakcí se teplota udržuje tak, aby nepřesáhla 70 'C. Potom se za stálého míchání ponechá doreagovat při teplotš do 100 *C. Za těchto podmínek se čiré rozpustnosti kontrolního vzorku dosáhne za 10 hodin až několik dní.

» Nyní jsme nalezli, že pro kyselé vytvrzování močovinoformaldehydových rezólů je optimální připravit směs alkylarylsulfonových sloučenin postupem dle-vynálezu, při kterém se alkylester kyseliny sírové s nejméně 3 atomy uhlíku v alkylu dávkuje do roztaveného naftalenu při udržování reakčni teploty v.rozsahu 110 až 150 c, s výhodou 125 až 135 'C.

Za těchto, podmínek se uvolňuje 2načné množství reakčního tepla, které se odnímá externím chlazením. Vlastní reakce je zcela skončena během 2 až 4 hodin a na doreagování postačuje 1 hodina. Cílem dosavadních postupů při teplotě do .100 *C je, jak bylo uvedeno, zamezit průběhu vedlejších reakcí. Těmi jsou zejména vznik polysulfonových kyselin a nepolárních diarylsulfonů. Pro aplikaci v oboru povrchově aktivních látek, at se již jedná o hydrotropii, smáčedla či flotaci jsou alkylarylsulfonové kyseliny příliš hydrofilní. Naopak sulfony jsou ve vodě nerozpustné.

Při aplikaci v oblasti kyselého vytvrzování dvourozměrně zesilovaných močovinoformaldehydových rezolú do prostorové sítě není-obsah sulfonů na závadu.

Polysulfonací, zejména alkylaryldisulfonové kyseliny vytváří naopak díky dvěma funkčním -SO^H skupinám lépe zesítovaňé rezoly. Přínosem postupu podle vynálezu je pak nejen zkrácení reakčni doby, nýbrž i lepší aplikační vlastnosti kyselého katalyzátoru.

t >

CS 272681 Bl

Příklad 1

Do reakční nádoby se předloží 120 g n-propylalkoholu a za stálého míchání a chlazení se dávkuje 232 g kyseliny chlorsulfonové takovou rychlostí, aby teplota reakční směsi nepřestoupila 45 *C. Po nadávkování se ponechá za chlazení 1 hodinu doreagovat. Vznikající* chlorovodík se absorbuje do vody. V dalším stupni se do reakční nádoby předloží 128 g naftalénu a zahříváním se roztaví. Po dosažení teploty 100 *C se začne dávkovat 280 g kyseliny propylsírové. Reakce je silně exotermní, dávkování a chlazení se reguluje tak, aby se reakční teplota udržovala v rozmezí 120 až 140 'c. Po vydávkování celého množství se směs ponechá 1 hodinu doreagovat. Po té se směs zchladí. Při vytvrzování močovinofořmaldehydových pryskyřic bylo dosaženo stejných vytvrzovacích časů a stejných parametrů vytvrzené pryskyřice jako použitím katalyzátorů připravených za teplot do 95 ’C a doreagovaných několik dnů při teplotě 20 až 30 *C.

Příklad 2

Do míchané reakční nádoby se předloží 128 g n-butanolu a za stálého chlazení se přidává 232 g kyseliny chlorsulfonové. Teplota se udržuje v rozmezí 40 až 45 C. Po vydávkování se ponechá 1 hodinu doreagovat. Plynný chlorovodík reakcí vznikající se absorbuje do vody. V dalším stupni se v míchaném reaktoru roztaví 128 g naftalénu a při teplotě 100 c se přidá 308 g kyseliny butylsírové. Reakce se provádí při teplotě Ϊ20 až 140 c. Získaná kyselina vytvrzuje močovinoformaldehydové pryskyřice o 5 až 10 % účinněji než produkt získaný sulfonací oleem a kyselinou sírovou.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob přípravy kyselého katalyzátoru na bázi alkylnaftalénsulfonových kyselin pro vytvrzování močovinoformaldehydových pryskyřic, vyznačený tím, že se alkylester kyseliny sírové s nejméně 3 atomy uhlíku v alkylu dávkuje do roztaveného naftalénu při udržování reakční teploty v rozsahu 110 *C až 150 *C po dobu 2 až 4 hodin.