DD213226A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von epoxidharzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Epoxidharzen durch Umsetzung der Ausgangskomponenten Epichlorhydrin, mehrwertige Phenole, waessrige Alkalihydroxidloesung und gegebenenfalls Zusatzstoffe. Dabei wird ein Reaktionsgemisch aus den Ausgangskomponenten in einem Reaktor mit einer Geschwindigkeit von 8 bis 30 m/s in rotierende Bewegung und anschliessend in einem Rohrreaktor m. einer Fliessgeschwindigkeit von 0,1 bis 1,0 m/s i. geradliniger Bewegung versetzt u. anschliessend i. d. Reaktor in rotierende Bewegung zurueckgefuehrt, so d. ein Kreislaufsystem entsteht. D. Ausgangskomponenten werden kontinuierlich i. d. Reaktor dosiert, wobei d. Verhaeltnis d. Menge des i. Kreislaufsystem umgewaelzten Reaktionsgemisches zur Menge d. dosierten Ausgangskomponenten 5:1 bis 25:1, vorzugsweise 5:1 bis 10:1, d. Reaktionstemperatur 50 bis 160 Grad Celsisus u. d. Verweilzeit 1 bis 10 Minuten betragen u. eine solche Menge a. Reaktionsgemisch aus d. Kreislaufsystem kontinuerlich ausgekreist wird, d. d. Menge der Ausgangskomponenten entspricht. Gegebenenfalls wird danach das ausgekreiste Reaktionsgemisch ein- bis dreimal in weiteren Kreislaufsystemen bei gleichen Bedingungen, gegebenenfalls zusaetzlich mit waessriger Alkalihydroxidloesung, weiter umgesetzt und auf bekannte Weise aufgearbeitet.

Description

VEB Leuna—Werke Leunaj

«¥alter Ulbricht«

LP 82 118

Titel der Erfindung

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Epoxidharzen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Epoxidhai'zen aus Epichlorbydrin, mehrwertigen Phenolan, wäßriger Alkalifaydroxidlösung und gegebenenfalls Zusatzstoffen·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für die Herstellung von Epoxidharzen, bei denen Epichlorhydrin, 2,2—Bis (4-hydroxypbenyl)-propan, wäßrige Alkalihydroxidlösusag und gegebenenfalls Zusatzstoffe zur Reaktion

gebracht werden, sind verschiedene kontinuierliche Verfahren bekannt. In der DD-PS 137 805 wird ein kontinuierliches Verfahren mit ein oder zwei Reaktoren, einer Verweilzeit von 5 bis 10 s, einer Geschwindigkeit des Reakt ions geniisches von 15· bis 50 m/s und einer Temperatur von 60 bis 18O C beschrieben· Nachteilig an diesem Verfahren ist der hohe Gehalt an phenolische Hydroxylgruppen enthaltenden Monoglycidylverbindungen von 6 bis 10 Ma·-^ und Verseifungsprodukten der Dxglycidyäther von 12 bis 18 Ma»-% im Epoxidharz» Diese Zusammensetzung der Epoxidharze verschlechtert die Gebrauchswerteigenschaften» In der Anmeldung ¥P C 08 G/228 7kk wird ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Epoxidharzen mit einem Epoxidäquivalent zwischen 180 und 1 100 sowie einem Gehalt von 75 bis 85 Ma·—% an Dxglycidäthern aus den gleichen Ausgangsprodukten vorgeschlagen» Dabei werden die Ausgangsprodukte in maximal vier Reaktoren bei einer Rotatxonsgeschwxndxgkext von 8 bis 12 m/s, bei Temperaturen von 313 bis 443 K und einer Verweilzeit von 1 bis 1,5 ^s 3® Reaktor umgesetzt» Nachteilig an diesem Verfahren ist der hohe Elektroenergieverbrauch* In der DE-AS 1 131 413 wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Glycidylpolyäthern durch Umsetzung von Phenolen mit Epxhalogenhydrxnen im alkalischen Medium in Gegenwart von Ketonen beschrieben» Dabei werden die Ausgangsprodukte in einer verlängerten Reaktions—

ο zone oberhalb etwa 70 C erhitzt und anschließend wird die Reaktionsmischung in einen Phasenabscheider kontinuierlich übergeführt· Nachteilig an diesem Verfahren ist die schlechte Qualität der Epoxidharze, die sich im Verhältnis von Molekulargewicht zu Epoxidäquivalent ausdrückt· Außerdem ist die Einspritzung von Alkalihydroxid an 12 verschiedenen Stellen in der Reaktionszone technisch aufwendig·

-3 Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit niedrigem Elektroenergieverbrauch und hoher Raum-Zeit-Ausheute kontinuierlich Epoxidharze in guter und konstanter Qualität herzustellen»

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Epoxidharzen durch Umsetzung der Ausgangskomponenten Epichlorhydrin, mehrwertige Phenole, wäßrige Alkalihydroxidlösung und gegebenenfalls Zusatzstoffe zu entwickeln· Biese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Reaktionsgemisch aus den Ausgangskomponenten mit einer Reaktionstemperatur von 50 bis i60 C in einem Reaktor mit einer Geschwindigkeit von 8 bis 30 W^s i rotierende Bewegung und anschließend in einem Rohrreaktor mit einer Fließgescbwindigkeit von 0,1 bis 1,0 m/s in geradlinige Bewegung versetzt und anschließend in den Reaktor in rotierende Bewegung zurückgeführt wird, so daß ein Kreislaufsystem entsteht, daß die Ausgangskomponenten in den Reaktor kontinuierlich dosiert werden, wobei das Verhältnis der Menge des im Kreislaufsystem umgewälzten Reaktionsgemisches zur Menge der dosierten Ausgangskomponenten 5 % 1 bis 25 * .1» vorzugsweise 5 : 1 bis 10 : 1, und die Verweilzeit 1 bis 10 Minuten betragen, daß eine solche Menge an Reaktionsgemisch aus dem Kreislaufsystem kontinuierlich ausgekreist wird, die der Menge der kontinuierlich zugeführten Ausgangskomponenten entspricht,

benenfalls danach das ausgekreiste Reaktionsgemisch einbis dreimal in weiteren Kreislaufsystemen bei gleichen Bedingungen, gegebenenfalls zusätzlich mit wäßriger Alkalihydroxidlösung weiter unigesetzt, und abschließend auf bekannte ¥eise aufgearbeitet wird» Mehrwertige Phenole sind Bisphenol A, Bisphenol F, ha— logenierte mehrwertige Phenole, Novolake oder deren Mischungen·

Mit diesem Verfahren können Epoxidharze mit niedrigem Elektroenergieverbrauch und hoher Raum—Zeit—Ausbeute in guter und konstanter Qualität hergestellt werden»

Ausfuhrungsbe!spiele Beispiel 1

38O Masseteile/h einer Lösung, bestehend aus 30 Ma·-^ Bisphenol A und 70 Ma.-% iso-Butanol, 460 Masseteile/h Epichlorhydrin und 9 Masseteile/h einerMS₁3%±gen wäßrigen Natriumhydroxidlösung als Ausgangskomponenten werden kontinuierlich in den Reaktor eines ersten Kreislaufsystems eingespritzt und reagieren zu einem Reak— tionsgemisch. Dem Reaktionsgemisch wird in dem Reaktor mit rotierenden Vorrichtungsteilen eine Rotationsgeschwindigkeit von 10,8 m/s aufgezwungen« Bas Reaktionsgemisch wird anschließend durch ein Rohr mit einer Fließ— geschwindigkeit von 0,8 m/s in den Reaktor mit rotierender Bewegung zurückgeführt, wodurch ein Kreislaufsystem entsteht. Das Verhältnis der stündlich in das erste Kreislaufsystem eingespritzten Menge der Ausgangskomponenten zur Menge des stündlich im Kreislaufsystem umgewälzten Reaktionsgemisches beträgt 1 ; 10, Die Reaktionstemperatur im ersten Kreislaufsystem beträgt 73 C und die Verweilzeit 8 Minuten· 849 Masseteile/h des Reaktionsgemisches werden aus dem

ersten Kreislaufsystem kontinuierlich ausgekreist und in

ein zweites Kreislaufsystem gleicher Art gemeinsam mit 39 Masseteilen/h einer 48,3$igen Natriumhydroxidlösung kontinuierlich eingespritzt und bei gleichen Bedingungen mit Ausnahme der Reaktionstemperatur weiter umgesetzt· Die Reaktionstemperatur beträgt 108 C»

888 Masseteile/h des Reaktionsgemisches aus dem zweiten Kreislaufsystem werden kontinuierlich ausgekreist und in ein drittes Kreislaufsystem gleicher Art gemeinsam mit 39 Masseteilen/h einer 48,3$igen Natriumhydroxidlösung kontinuierlich eingespritzt und bei gleichen Bedingungen mit Ausnahme der Reaktionstemperatur umgesetzt» Die Reaktions· temperatur beträgt 115 C· 927 Masseteile/h des Reaktionsgemisches werden kontinuierlich aus dem dritten Kreislauf· system ausgekreist und auf bekannte Weise aufgearbeitet« Das Spoxidäquivalent des Epoxidharzes beträgt I85*

Beispiel 2

Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch werden als Ausgangskomponente 747 Masseteile/h einer Lösung, bestehend aus 15,2 Ma«-$ Bisphenol A, 35,6 Ma.-# iso-Propanol und 49,2 Ma«-$ Epichlorhydrin, sowie 93 Masseteile/h Epichlorhydrin und 9 Masseteile/h einer 48,3 Ma-$igen Natriumhydroxidlösung in ein erstes Kreislaufsystem eingespritzt· 849 Masseteile/h des Reaktionsgemisches des ersten Kreislaufsystems werden mit 39 Masseteilen/h einer 48,3 Ma,-$igen Natriumhydroxidlösung in ein zweites Kreislaufsystem eingespritzt, 888 Masseteile/h des Reaktionsgemisches des zweiten Kreislaufsystems werden mit 39 Masseteilen/h einer 48,3 Ma«-$igen Natriumhydroxidlösung in ein drittes Kreislaufsystem eingespritzt, 927 Masseteile/h des Reaktionsgemischas aus dem dritten Kreislauf werden kontinuierlich ausgekreist und auf bekannte Weise aufgearbeitet· Die Rotationsgeschwindigkeit

in den Kreislaufsystemen beträgt 25 m/s, die Fließge— schwindigkeit im Rohr 0,5 m/s, die Verweilzeit je Kreislaufsystem 5 Minuten und die Reaktionstemperaturen sind im ersten Kreislaufsystem 90 C, im zweiten Kreislaufsystem 102 °C und im dritten Kreislaufsystem 105 C. Das Verhältnis der jeweils in das Kreislaufsystem eingespritzten Menge zur im Kreislaufsystem umgewälzten Menge beträgt 1 : 7

Das Epoxidäquivalent des Epoxidharzes beträgt 192»

Beispiel 3

Ein Gemisch von kO Ma»-$ Bisphenol A, 6 Ma·-^ Natriumhydroxid und 54 Ma».—$ Wasser, Epicfalorhydrin und eine 48 Ma·—$ige wäßrige liatriumhydroxidlösung werden kontinuierlich in den Reaktor eines ersten Kreislaufsystems eingespritzt und reagieren zu einem Reaktionsgemisch-» Das Molverhältnis von Bisphenol A zu Epichlorhydrin zu Natriumhydroxid beträgt 1,5 t 1 ϊ 1»5# Dem Reaktionsgemisch wird innerhalb des Kreislaufsystems zuerst in dem Reaktor mit rotierenden Vorrichtungsteilen eine Rotationsgeschwindigkeit von 24 m/s und danach in dem Rohr eine Fließgeschwindigkeit von 0,2 m/s aufgezwungen« Die Reaktions temperatur im ersten Kreislaufsystem beträgt 81 C und die Verweilzeit 1 Minute· Das Verhältnis der stündlich in das erste Kreislaufsystem eingespritzten Menge der Ausgangskomponenten zur Menge des stündlich im Kreislaufsystem umgewälzten Reaktionsgemisches beträgt 1 ,: 5;» 132 Masseteile/h des Reaktionsgemisches werden aus dem ersten Kreislaufsystem kontinuierlich ausgekreist und in das zweite Kreislaufsystem gleicher Art kontinuierlich eingespritzt und unter gleichen Bedingungen umgesetzt, jedoch beträgt die Reaktionstemperatur 104 C₁

Das Reaktionsgeuiisch wird in einem dritten und vierten Kreislaufsystem unter gleichen Bedingungen weiter umgesetzt, jedoch beträgt die Realctions temperatur im dritten Kreislaufsystem 128 C und im vierten Kreislaufsystem 1W °C.

132 Masseteile/h des Reakti ons gemisches werden kontinuierlich aus dem vierten Kreislaufsystem ausgekreist und auf bekannte tfeise aufgearbeitet» Das Epoxidäquivalent des Epoxidharzes beträgt

Claims (3)

- 8 Erf indungs ans pruch

1» Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Epoxidharzen durch Umsetzung der Ausgangskomponen— ten Epichlorhydrin, mehrwertige Phenole, wäßrige Alkalihydroxidlösung und gegebenenfalls Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reaktionsgemisch mit einer Reaktionstemperatur von 50 bis 16O C in einem Reaktor mit einer Geschwindigkeit von 8 bis 30 m/s in rotierende Bewegung und anschließend in einem Rohrreaktor mit einer Fließgeschwindigkeit von 0,1 bis 1,0 m/s in geradlinige Bewegung versetzt und anschließend in den Reaktor mit rotierender Bewegung zurückgeführt wird, so daß ein Kreislaufsystem entsteht, daß die Ausgangskomponenten in den Reaktor kontinuierlich dosiert werden, wobei das Verhältnis der Menge des im Kreislaufsystem umgewälzten Reaktionsgemisches zur Menge der dosierten Ausgangskomponenten 5*1 bis 25 s 1) und die Verweilzeit 1 bis 10 Minuten betragen, daß eine solche Menge an Reaktionsgemisch aus dem Kreislaufsystem kontinuierlich ausgekreist wird, die der Menge der kontinuierlich zugeführten Ausgangskomponen— ten entspricht, gegebenenfalls danach das ausgekreiste Reaktionsgemisch ein- bis dreimal in weiteren Kreislaufsystemen bei gleichen Bedingungen, gegebenenfalls zusätzlich mit wäßriger Alkalihydroxidlösung weiter umgesetzt, und abschließend auf bekannte Weise aufgearbeitet wird*

2» Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mehrwertige Phenole Bisphenol A, Bisphenol F, halogenierte mehrwertige Phenole, Novolake oder deren Mischungen eingesetzt werden»

3* Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Menge des im Kreislaufsystem umgewälzten Reaktionsgeniisches zur Menge der dosierten Ausgangskoniponenten 5 ϊ 1 bis 10 i 1 beträgt«