DE2942599C2 - Catalytic process for the disproportionation of rosin and / or polyunsaturated fatty acids - Google Patents
Catalytic process for the disproportionation of rosin and / or polyunsaturated fatty acidsInfo
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Description
0,01 bis 5 Gew.-% Eisen, Eisenoxid, Eisenhydroxid und/oder Eisensulfid, jeweils bezogen auf das Ausgangsmaterial, besteht0.01 to 5 wt .-% iron, iron oxide, iron hydroxide and / or iron sulfide, each based on the starting material
siort des Reaktors, so daß nur spezielle Reaktoren verwendet werden können. Darüber hinaus zersetzt das Jod die Harzsäuren während der Reaktion, so daß ein disproportioniertes Kolophonium erhalten wird, das einen sehr niedrigen Erweichungspunkt aufweist und dunkel gefärbt ist.siort of the reactor, so only special reactors can be used. In addition, the iodine decomposes the resin acids during the reaction, so that a disproportionated rosin is obtained which has a very low softening point and is dark in color.
Bei der Verwendung von Eisenjodidkatalysatoren wird ein dunkel gefärbtes disproportioniertes Kolophonium erhalten und außerdem bewirkt dieser Katalysator etwa 0,01 bis 5 Gew-% Natriumiodid und/oder io eine Korrosion des Reaktors.When iron iodide catalysts are used, a dark-colored disproportionated rosin is obtained and, moreover, this catalyst acts about 0.01 to 5% by weight of sodium iodide and / or corrosion of the reactor.
Verfahren für die Disproportionierung von Kolophonium und/oder mehrfach ungesättigten Fettsäuren zur Verfügung zu stellen, das die oben erwähnten Nachteile is nicht aufweist, wobei der Katalysator nicht durchProcess for the disproportionation of rosin and / or polyunsaturated fatty acids for To provide that does not have the disadvantages mentioned above, the catalyst does not through
disproportionierenden Material enthalten sind, inaktiviert bzw. vergiftet wird und wobei ί^·Λ bei derdisproportionating material are contained, inactivated or poisoned and where ί ^ · Λ at the
Die Erfindung betrifft ein katalytisches Verfahren zur Disproportionierungsreaktion keine giftigen Gase ent-Disproportionierung von Kolophonium und/oder mehr- 20 wickeln. Die verwendeten Katalysatoren sollen den fach ungesättigten Fettsäuren bei erhöhter Temperatur. Reaktor nicht korrodieren und es sollen keine Das Kolophonium ist ein natürliches Produkt, das in Katalysatorveriuste, z. B. durch Sublimation bei der erster Linie aus Abietinsäure und ähnlichen Harzsäuren Disproportionierungsreaktion auftreten. Weiterhin solmit einer konjugierten Doppelbindung und Pimarsäure, len bei dem Verfahren zur Disproportionierung von Isopimarsäure und ähnlichen Harzsäuren mit einer 25 Kolophonium und/oder mehrfach ungesättigten Fett-'jnkonjugierten Doppelbindung besteht Das Kolopho- säuren möglichst ungefärbte Reaktionsprodukte erhalten werden und der Erweichungspunkt dieser Produkte soll möglichst wenig herabgesetzt werden.The invention relates to a catalytic process for the disproportionation reaction no poisonous gases de-disproportionation of rosin and / or more winding. The catalysts used should the polyunsaturated fatty acids at elevated temperature. The reactor does not corrode and there shouldn't be any The rosin is a natural product that is found in catalysts, e.g. B. by sublimation in the Disproportionation reactions occur primarily from abietic acid and similar resin acids. Furthermore, solmit a conjugated double bond and pimaric acid, len in the process of disproportionation of Isopimaric acid and similar resin acids with a colophony and / or polyunsaturated fat-conjugated double bond consists. The colophonic acids are obtained as uncolored reaction products and the softening point of these products should be reduced as little as possible.
lophonium und Tallölkolophonium. Es ist bekannt, daß 30 eingangs angegebenen Art, das dadurch gekennzeichnet Harzsäuren mit konjugierten Doppelbindungen, die im ist, daß man die Reaktion bei i 50-300° C in Gegenwartlophonium and tall oil rosin. It is known that the type specified at the beginning, which is characterized Resin acids with conjugated double bonds, which is that the reaction at i 50-300 ° C in the presence
eines Katalysators durchführt, der aus A) etwa 0,01 bis 5 Gew.-% Natriumiodid und/oderof a catalytic converter A) about 0.01 to 5 wt .-% sodium iodide and / or
nium kann in drei verschiedene Typen entsprechend der Extraktionsmethode bzw. des Aufbereitungsverfahrens eingeteilt werden, nämlich Kolphoniumgummi, Holzko-nium can be of three different types depending on the extraction method or the preparation process be classified, namely rosin gum, wooden
Kolophonium enthalten sind, insbesondere Abietinsäure, die radikalische Polymerisation stören, wenn das Kolophonium als Emulgiermittel für die Herstellung von Styrol-Butadien-Kautschuk, ABS-Harz oder ChIoroprenkautschuk bei der Emulsionspolymerisation verwendet wird. Daher werden die Seifen des sogenannten disproportionierten Kolophoniums, in dem die konjugierte Doppelbindung durch eine Disproportionie-It contains rosin, especially abietic acid, which interferes with free radical polymerization, if that Rosin is used as an emulsifier for the production of styrene-butadiene rubber, ABS resin or chloroprene rubber in emulsion polymerization. Hence the soaps of the so-called disproportionated rosin, in which the conjugated double bond is replaced by a disproportionate
Kaliumjodid und B) 0,01 bis 5 Gew.-% Eisen, Eisenoxid, EisenhydroxidPotassium iodide and B) 0.01 to 5% by weight of iron, iron oxide, iron hydroxide und/oder Eisensulfid, jeweils bezogen auf dasand / or iron sulfide, each based on the
Ausgangsmaterial, besteht Es wurden Versuche mit Natriumiodid und Kaliumjo-Source material, consists There were experiments with sodium iodide and potassium jo-
rungsreaktion eliminiert worden ist großtechnisch in 40 did durchgeführt und dabei festgestellt, daß diese Jodide großem Umfang verwendet eine sehr geringe katalytische Wirksamkeit aufweisenelimination reaction has been carried out on an industrial scale in 40 did and found that these iodides Used extensively, they have very poor catalytic effectiveness
Darüber hinaus werden Linolsäure, Linolensäure und und nicht in der Lage sind, Kolophonium zu ähnliche mehrfach ungesättigte Fettsäuren oder Mi- disproportionieren und dabei eine große Menge an schungen dieser Säuren mit Kolophonium, z. B. Tallöl, Abietinsäure im Reaktionsgemisch verbleibt Weiterhin einer ähnlichen Disproportionierungsreaktion ausge- 45 wurde gefunden, daß metallisches Eisen und Eisenversetzt, um Produkte herzustellen, die als Emulgiermittel bindungen, wie Eisenoxid, Eisenhydroxid und Eisensulbei der Emulsionspolymerisation eingesetzt werden fid völlig inaktiv als Disproportionierungskatalysatoren können. sind. Es war daher überraschend, daß das Jodid (A) undIn addition, linoleic acid, linolenic acid and and are unable to make rosin too similar polyunsaturated fatty acids or misproportionate and thereby a large amount of mixtures of these acids with rosin, e.g. B. tall oil, abietic acid remains in the reaction mixture In a similar disproportionation reaction, it was found that metallic iron and iron are added to produce products which bind as emulsifying agents, such as iron oxide, iron hydroxide and iron sulphide, are used in emulsion polymerization and are completely inactive as disproportionation catalysts can. are. It was therefore surprising that the iodide (A) and
Bei der Disproportionierungsreaktion wird das die Eisenverbindung (B) zusammen als Disproportionie-Kolophonium im allgemeinen in Gegenwart eines 50 rungskatalysator verwendet werdet; können und dabei Katalysators, z. B. aus Palladium, Nickel, Schwefel, eine vollständige Disproportionierung von Kolophoni-Selen, Jod und Eisenjodid erwärmt Palladium- und im erreicht wird, ohne daß dabei Anteile an Nickelkatalysatoren haben jedoch den Nachteil, daß sie Abietinsäure i.n Reaktionsgemisch zurückbleiben. Dardurch Schwefel oder Schwefelverbindungen inaktiviert über hinaus wurde gefunden, daß das Jodid (A) und die werden und daher sind diese Katalysstoren für die 55 Eisenverbindung (B), wenn diese Verbindungen zusam-Disproportionierung von Tallöl und Tallölharzen, die men verwendet werden, eine sehr effektive Disproportionierung von mehrfach ungesättigten Fettsäuren, z. B. Linolsäure und Linolensäure bewirken. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß Mischungen aus Kolophonium 60 und mehrfach ungesättigten Fettsäuren, z. B. Tallöl, in ähnlicher Weise wirksam disproportioniert werden können, wenn man diesen Katalysator, bestehend aus dem Jodid (A) und der Eisenverbindung (B) verwendet Bei der gemeinsamen Verwendung der beiden obigen 65 Verbindungen tritt überraschenderweise ein synergistischer Effekt auf.In the disproportionation reaction, the iron compound (B) is used together as disproportionation rosin, generally in the presence of a catalyst; can and do Catalyst, e.g. B. from palladium, nickel, sulfur, a complete disproportionation of colophony selenium, iodine and iron iodide warms palladium and im is achieved without any proportions However, nickel catalysts have the disadvantage that they remain abietic acid in the reaction mixture. Inactivated by sulfur or sulfur compounds, it was found that the iodide (A) and the and therefore these catalysts are for the iron compound (B) when these compounds are used together. B. Effect linoleic acid and linolenic acid. In addition, it was found that mixtures of rosin 60 and polyunsaturated fatty acids, e.g. B. tall oil, can be effectively disproportionated in a similar manner can, if one uses this catalyst consisting of the iodide (A) and the iron compound (B) When the two above 65 compounds are used together, a synergistic effect surprisingly occurs.
Die Jodverbindung (A) und die Eisenverbindung (B) werden bei der gemeinsamen Verwendung für dasThe iodine compound (A) and the iron compound (B) are used together for the
mehrere 100 ppm Schwefel enthalten, nicht geeignet. Darüber hinaus haben diese Katalysatoren den weiteren Nachteil, daß sie, wenn sie einmal für die Disproportionierung von Kolophoniumgummi oder Holzkolophoniverwendet werden sind, nicht mehr erneutcontain several 100 ppm of sulfur, not suitable. In addition, these catalysts have the further disadvantage that once they are used for the disproportionation of rosin gum or wood rosin, they are no longer used again
eingesetzt werden können.can be used.
Schwefel und Selen haben den Nachteil, daß sie während der Disproportionierungsreaktion giftige Gase entwickeln, z. B. Schwefelwasserstoff oder Selenwasserstoff.Sulfur and selenium have the disadvantage that they are poisonous during the disproportionation reaction Develop gases, e.g. B. hydrogen sulfide or hydrogen selenide.
Jod neigt zur Sublimation und daher kommt es bei der Anwendung zu Sublimationsverlusten und zur Korro-Iodine tends to sublimate and therefore sublimation losses and corrosion occur during use.
erfindungsgemäße Verfahren nicht durch Schwefel vergiftet bzw, inaktiviert, so daß eine sehr wirksame Disproportionierung des Tallöls oder des Tallölkolophoniums, der Tallölfettsäuren und der sich vom Tallöl ebleitenden Säuren bzw. Verbindungen erreicht wird. Darüber hinaus können die Jodidverbindung (A) und die Eisenverbindung (B) nach der Röckgewinnung erneut eingesetzt werden. Im Gegensatz zu dem üblichen Verfahren, bei dem ein Jodkatalysator verwendet wird, tritt beim erfindungsgemäßen Verfahren das Problem der Sublimation des Katalysators und die Korrosion des Reaktors nicht auf. Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden keine giftigen Gase entwickelt Das beim erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte disproportionierte Produkt ist nur minimal gefärbt Das erfindnngsgemäße Verfahren hat weiterhin den Vorteil, daß das Kolophonium disproportioniert werden kann, ohne daß die Harzsäuren entsprechend zersetzt werden und daß das disproportionierte Produkt einen stark herabgesetzten Erweichungspunkt aufweist Wenn das erfindungsgemäße Verfahren bei Tallöl angewendet wird, kommt es zum Austausch von Wasserstoff zwischen der Abietinsäure und den mehrfach ungesättigten Fettsäuren im Tallöl, wobei zuerst Dihydroabietinsäure und einfach ungesättigte Fettsäuren gebildet werden, ohne daß Abietinsäure oder mehrfach ungesättigte Fettsäuren im erhaltenen Reaktionsgemisch zurückbleiben. Die mehrfach ungesättigten Fettsäuren ergeben im erfmdungsgemäßen Verfahren eine Mischung von einfach ungesättigten Fettsäuren und Dimeren oder Trimeren der mehrfach ungesättigten Fettsäuren, wobei dieses Gemisch, wenn es weiter destilliert wird, einfach ungesättigt-· Fettsäuren von hoher Reinheit, die wenig oder keine mehrfach ungesättigten Fettsäuren enthalten, lief -JtProcess according to the invention not poisoned or inactivated by sulfur, so that a very effective Disproportionation of tall oil or tall oil rosin, tall oil fatty acids and that of tall oil Conductive acids or compounds is achieved. In addition, the iodide compound (A) and the Iron compound (B) can be used again after the recovery. In contrast to the usual Process in which an iodine catalyst is used, the problem arises in the process according to the invention the sublimation of the catalyst and the corrosion of the reactor do not occur. In the method according to the invention no toxic gases are evolved. The disproportionated product produced in the process according to the invention is only minimally colored The method according to the invention also has the advantage that the rosin can be disproportionated, without the resin acids being correspondingly decomposed and the disproportionated product being strong When the method according to the invention is applied to tall oil there is an exchange of hydrogen between the abietic acid and the polyunsaturated fatty acids in tall oil, whereby dihydroabietic acid and monounsaturated fatty acids are formed first without abietic acid or polyunsaturated fatty acids in the resulting reaction mixture lag behind. In the process according to the invention, the polyunsaturated fatty acids result in a mixture of monounsaturated fatty acids and Dimers or trimers of polyunsaturated fatty acids, this mixture if it continues is distilled, monounsaturated- · fatty acids of high purity that have little or no multiply contain unsaturated fatty acids, -Jt
Als Ausgangsprodukte sind z. B. Kolophoniumgummi, Holzkolophonium und Tallölkolophonium geeignet Als mehrfach ungesättigte Fettsäuren sind Linolsäure, Linolensäure und Tallölfettsäuren, Leinölfettsäuren, Baumwollsamenölfettsäuren, Rapsölfettsäuren und Sojabohnenölfettsäuren geeignet, die große Anteile dieser Säuren enthalten. Als ein Gemisch aus Kolophonium und mehrfach ungesättigten Fettsäuren ist z. B. Tallöl geeignet, wobei solche Gemische unbegrenzte Anteile an Kolophonium und mehrfach ungesättigten Fettsäuren enthalten können.As starting products are z. B. rosin gum, Wood rosin and tall oil rosin suitable as polyunsaturated fatty acids are linoleic acid, Linolenic acid and tall oil fatty acids, linseed oil fatty acids, cottonseed oil fatty acids, rapeseed oil fatty acids and soybean oil fatty acids are suitable, the large proportions of these Contain acids. As a mixture of rosin and polyunsaturated fatty acids, e.g. B. tall oil suitable, whereby such mixtures can contain unlimited proportions of rosin and polyunsaturated fatty acids.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Jodide (A) sind Natriumjodid und Kaliumiodid, die auch zusammen verwendet werden können. Diese Jodide (A) werden in Form von Teilchen bzw. Kristallen der üblichen Form verwendet Die Jodide (A) werden zweckmäßig in einer Menge von etwa 0,1 bie 2 Gew.-°/o, bezogen auf das zu disproportionierende Material, eingesetzt Wenn die Jodide in einer Menge von weniger als 0,01 Gew.-% verwendet werden, verringert sich die Disproportionierungswirksamkeit und bei Verwendung von mehr als 5 Gew.-% wird keine merkliche Verbesserung des Verfahrensergebnisses erreicht Die Jodide werden im allgemeinen auf einen geeigneten Träger, z. B. Kohle oder Aluminiumoxid in üblicher Weise aufgebracht.The iodides (A) used according to the invention are sodium iodide and potassium iodide, which also together can be used. These iodides (A) are in the form of particles or crystals of the usual shape The iodides (A) are expediently used in an amount of about 0.1 to 2% by weight, based on the to disproportionating material, used when the iodides in an amount of less than 0.01 wt .-% are used, the disproportionation efficiency is reduced, and if more than 5 is used % By weight, no noticeable improvement in the process result is achieved. The iodides are in the generally on a suitable carrier, e.g. B. applied coal or alumina in the usual way.
Geeignete Eisenverbindungen der Gruppe (B) sind metallisches Eisen, Eisenoxide, Eisenhydroxide und Eisensulfide, wobei wenigstens zwei dieser Verbindungen in Kombination verwendet werden können. Beispiele für geeignete Eisenoxide sind Fe2Oj, Fe3O* und FeO. Beispiele für geeignete Eisenhydroxide sind Fe(OH)3 und Fe(OH)2. Geeignete Eisensulfide sind z. B. FeS und Fe2S3. Die Eisenverbindungen der Gruppe (B)Suitable iron compounds of group (B) are metallic iron, iron oxides, iron hydroxides and iron sulfides, it being possible for at least two of these compounds to be used in combination. Examples of suitable iron oxides are Fe 2 Oj, Fe 3 O * and FeO. Examples of suitable iron hydroxides are Fe (OH) 3 and Fe (OH) 2 . Suitable iron sulfides are, for. B. FeS and Fe 2 S 3 . The iron compounds of group (B) werden vorzugsweise in Form von Teilchen oder in Pulverform verwendet Die Teilchen weisen eine Größe von weniger als 2^ mm, insbesondere weniger als 0,5 mm auf. Die Eisenverbindung (B) wird zweckmäßigare preferably used in the form of particles or in powder form. The particles have a size of less than 2 ^ mm, in particular less than 0.5 mm. The iron compound (B) becomes appropriate in einer Menge von 0,1 bis I Gew.-%, bezogen auf das zu disproportionierende Material, verwendet Bei Verwendung einer Menge von weniger als 0,01 Gew.-% verringert sich die Disproportionierungswirksamkeit wesentlich, während bei Verwendung einer Menge vonin an amount of 0.1 to 1 wt .-%, based on the to disproportionate material, used when using an amount less than 0.01 wt% the disproportionation effectiveness is reduced essential while using a lot of
ίο mehr als 5 Gew,-%, wenn auch möglich, keine merkliche Verbesserung der Aktivität eintritt Die Eisenverbindung (B) kann auch auf einem Trägermaterial aufgebracht verwendet werden, z. B. auf Kohle, Aluminiumoxid oder ähnlichen Materialien.ίο more than 5% by weight, if possible, no noticeable Improvement of the activity occurs The iron compound (B) can also be on a carrier material applied, e.g. B. on carbon, aluminum oxide or similar materials.
η Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem offenen oder in einem geschlossenen Behälter absatzweise oder in kontinuierlicher Form durchgeführt werden. Das Verfahren ist nicht begrenzt in der Art und Weise, wie die Jodidverbindung (A) und die Eisenverbinη The inventive method can in one carried out in an open or closed container, batchwise or continuously will. The method is not limited in the manner such as the iodide compound (A) and the iron compound dung (B) zu dem zu disproportionierenden Material, das heißt dem Kolophonium, den mehrfach ungesätigten Fettsäuren oder den Mischungen davon zugesetzt wird. So kann z. B. ein Gemisch aus den Jodiden (A) und den Eisenverbindungen (B) zu dem zu disproportionierenmanure (B) to the material to be disproportionated, the is called the colophony, the polyunsaturated fatty acids or the mixtures thereof is added. So z. B. a mixture of the iodides (A) and the iron compounds (B) to disproportionate den Material hinzugefügt werden. Es ist aber auch möglich, das Jodid (A) und die Eisenverbindung (B) als getrennte Materialien hinzuzugeben. Die Umsetzung wird durchgeführt, indem der Katalysator gleichmäßig in dem zu disproportionierenden Material dispergiertadded to the material. It is also possible to add the iodide (A) and the iron compound (B) as separate materials. The implementation is carried out by dispersing the catalyst uniformly in the material to be disproportionated
jo wird. Die Umsetzung wird im allgemeinen bei erhöhten Temperaturen durchgeführt, zweckmäßig bei einer Temperatur von etwa 180 bis 28O0C für eine Zeit von etwa 1 bis 8 Stunden. Bei einer Temperatur unterhalb von 1500C läuft die Umsetzung mit einer sehr geringenjo will. The reaction is generally carried out at elevated temperatures, conveniently at a temperature of about 180 to 28O 0 C for a time of about 1 to 8 hours. At a temperature below 150 ° C., the reaction proceeds with a very low rate Geschwindigkeit ab, während bei Temperaturen oberhalb von 3000C eine unerwünschte Decarboxylierung eintritt. Es wird bevorzugt, die Umsetzung unter Stickstoff, Kohlendioxid oder einer ähnlichen Inertgasatmosphäre durchzuführen. Nach Beendigung derSpeed from, while at temperatures above 300 0 C an undesired decarboxylation occurs. It is preferred to carry out the reaction under nitrogen, carbon dioxide or a similar inert gas atmosphere. After the Umsetzung wird der Katalysator in üblicher Weise z. B. durch Filtration vom, disproportionierten Produkt abgetrennt.Implementation of the catalyst is carried out in a conventional manner, for. B. by filtration of the disproportionated product severed.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkt ist eine Seife, die für die Emulsionspo-The product produced by the process according to the invention is a soap that is used for the emulsion po- lymerisation, insbesondere als Emulgiermittel eingesetzt werden kann, wenn das Produkt mit Alkali, z. B. Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder ähnlichen Materialien neutralisiert wird. Das erfindungsgemftße Verfahren wird nachfolgendlymerization, especially as an emulsifier, can be used when the product with alkali, z. B. Sodium hydroxide, potassium hydroxide or similar material is neutralized. The method of the present invention is as follows anhand der Beispiele und der Vergleichsbeispiele näher erläutert, wobei die Prozentangaben Gewichtsprozente sind. Die Harzsäuren und Fettsäuren wurden analysiert und die Anteile der Materialien und Produkte wurden nach den folgenden Verfahren bestimmt:with reference to the examples and the comparative examples explained, the percentages being percentages by weight. The resin acids and fatty acids were analyzed and the proportions of the materials and products were determined by the following methods:
1. Bestimmung der Zusammensetzung der Harzsäuren und Fettsäuren1. Determination of the composition of resin acids and fatty acids
Der Gesamtgehalt an Harzsäure und der Gesamtgehalt an Fettsäure wurde gemäii ASTM D1585-63The total resin acid content and the total fatty acid content were determined in accordance with ASTM D1585-63 bestimmt Die Mengen der Komponenten, die in den Harzsäuren und Fettsäuren enthalten sind, wurden dadurch bestimmt, daß man die Harzsäure oder die Fettsäure mittels Diazomethan in den Methylester umwandelt und den Ester gaschromatographiert (SäuleThe amounts of the components that are contained in the resin acids and fatty acids have been determined determined by converting the resin acid or the fatty acid into the methyl ester using diazomethane converts and gas chromatographed the ester (column 3 m lang und gepackt mit Diethylenglykolsuccinat (DEGS) bei einer Temperatur von 2000C). Die Anteile der Komponenten sind ausgedrückt in Gewichtsprozente, bezogen auf das Gesamtgewicht des Materials oder3 m long and packed with diethylene glycol succinate (DEGS) at a temperature of 200 ° C.). The proportions of the components are expressed in percentages by weight based on the total weight of the material or
Produkts,Product,
2. Säurezahl2. acid number
wurde bestimmt gemäßwas determined according to
Die Säurezahl
ASTM D 465-51,The acid number
ASTM D 465-51,
3, Erweichungspunkt3, softening point
Der Erweichungspunkt wurde mit der Ring-und-Ball-Methode bestimmt.The softening point was determined using the ring-and-ball method certainly.
4. Färbung4. Coloring
Das Kaliumsalz des disproportionierten Produkts wird formuliert als 25%ige wäßrige Lösung und die Farbe der Lösung ausgedrückt als Einheit der Gardener Farbskala.The potassium salt of the disproportionate product is formulated as a 25% aqueous solution and the Color of the solution expressed as a unit of the Gardener color scale.
5. Jodzahl:5. Iodine number:
Die Jodzahl wurde bestimmt gemäß ASTM D 1959-61.The iodine number was determined according to ASTM D 1959-61.
!fti B e i s ρ i e 1 e 1 bis 4! fti B e i s ρ i e 1 e 1 to 4
rS in einen Vicrhalskolben wurden 200 g Taüölkolopho-rS in a Vicr neck flask were 200 g Taüölkolopho-
':'■; nium mit den unten angegebenen Eigenschaften':' ■; nium with the properties given below
|$ gegeben und dann die nachfolgend angegebenen| $ given and then the ones given below
Ιλ Katalysatormengen hinzugegeben und das GemischΙλ amounts of catalyst are added and the mixture
{?· unter Rühren für 4 Stunden auf 2200C unter {? · With stirring for 4 hours at 220 ° C. below
: strömendem Stickstoffgas erwärmt. Nach Beendigung: heated flowing nitrogen gas. After completion
i: der Umsetzung wurde der Katalysator heiß abfiltrierti: The catalyst was filtered off hot after the reaction
if und das Reaktionsgemisch abgekühlt.if and the reaction mixture is cooled.
Eigenschaften des Tallölkolophoniums:
Säurezahl 178,7Properties of tall oil rosin:
Acid number 178.7
Erweichungspunkt 67,0pCSoftening point of 67.0 p C
Harzsäuren 91,1%Resin acids 91.1%
(enthaltend 16,4%(containing 16.4%
DehydroabietinsäureDehydroabietic acid
undand
39,2% Abietinsäure)
Fettsäuren 43%39.2% abietic acid)
Fatty acids 43%
Neutralsubstanzen 4,0%Neutral substances 4.0%
In der Tabelle 1 sind die Arten und Mengen (inTable 1 shows the types and quantities (in
Gew.-%, bezogen auf das Tallölkolophonium) der verwendeten Katalysatoren, die Eigenschaften und die% By weight, based on the tall oil rosin) of Catalysts used, the properties and the
is Zusammensetzung des disproportionierten Produkts zusammengefaßtis composition of the disproportionate product summarized
Yergleichsbeispiele 1 und 2Comparative examples 1 and 2
Die Disproportionierungsreaktion wird in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 angegeben durchgeführt, jedoch mit der Ausnahme, daß Jod 'Vergleichsbeispiel 1) oder Natriumiodid (Vergleichsbdspie! 2) in der in Tabelle 1 angegebenen Menge verwendet wird.The disproportionation reaction will be in the same Carried out as specified in Example 1, but with the exception that iodine 'Comparative Example 1) or sodium iodide (comparative example! 2) in the in Table 1 indicated amount is used.
Die Tabelle 1 zeigt die Art und die Mengen (in Gew.-%, bezogen auf das Tallölkolophonium) des eingesetzten Katalysators und die Eigenschaften und die Zusammensetzung des disproportionierten Produkts. Table 1 shows the type and the amounts (in wt .-%, based on the tall oil rosin) of the catalyst used and the properties and composition of the disproportionated product.
1I Eisenpulver 1 l iron powder
ίοίο
Die Ergebnisse der Tabelle I zeigen, daß das erfindungsgemäQe Verfahren wirksam Kolophonium disproportioniert, wobei Abietinsäure vollständig aus dem Produkt eliminiert wird, während das übliche Verfahren unter Verwendung von Jod die Abietinsäure nicht beseitigt. Bei der alleinigen Verwendung von Natriumjodid verbleibt eine große Menge an Abientin-Saure im Produkt und außerdem ist die Disproportionierung nicht ausreichend. Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu Disproportionierungsprodukten mit einer geringeren Herabsetzung des Erweichungspunktes des Ausgangsmaterials und einer geringen Verfärbung, während es bei Verwendung von |od oder Natriumjodid /u einer beachtlichen Herabsetzung des Erweichungspunktes und einer erheblichen Verfärbung des Produkts kommt.The results of Table I show that the method of the present invention effectively disproportionates rosin, completely eliminating abietic acid from the product, while the conventional method using iodine does not remove abietic acid. When sodium iodide is used alone, a large amount of abientic acid remains in the product and, moreover, the disproportionation is insufficient. The process according to the invention leads to disproportionation products with a minor reduction in the softening point of the starting material and a slight discoloration, while the use of | od or sodium iodide / u results in a considerable reduction in the softening point and a considerable discoloration of the product.
Beispiele 5 bis 8Examples 5 to 8
ts wurden 2öög Taiiöi und eine bestimmie ivierigc des Katalysators in einen Vierhalskolben gegeben und die Mischung wurde unter Rühren auf 250" C für 3 Stunden erwärmt, wobei Stickstoffgas in den Kolben eingeleitet wurde. Nach der Beendigung der Umsetzung wurde das Reaktionsgemisch vom Katalysator getrennt und abgekühlt. In der Tabelle 2 sind die Eigenschaften und die Zusammensetzung des disproportionierten Produkts und die Arten und Mengen der verwendeten Katalysatoren zusammengefaßt.ts became 2öög Taiiöi and a certain ivierigc of the catalyst was placed in a four-necked flask and the mixture was stirred at 250 "C for 3 Heated for hours with nitrogen gas being introduced into the flask. After completing the implementation the reaction mixture was separated from the catalyst and cooled. In Table 2 are the properties and the composition of the disproportionate product and the types and amounts of those used Catalysts summarized.
Das eingesetzte Tallöl besaß die folgenden Eigenschaften: The tall oil used had the following properties:
Säurezahl 184,6Acid number 184.6
Flarzsäuren (insgesamt) 54,7%Flarz acids (total) 54.7%
Abietinsäure 20,8%Abietic acid 20.8%
Dehydroabietinsäure 9.5%Dehydroabietic acid 9.5%
Fettsäuren (insgesa n>i) 41,9%Fatty acids (total n> i) 41.9%
Linolsäure 8.2%Linoleic acid 8.2%
ölsäure 16.3%oleic acid 16.3%
Vergleichsbeispiel 3 Es wurde die Disproportionierungsreaktion in derComparative Example 3 The disproportionation reaction in the
giciCMCM Weise "wie iit uCfi fiCiSpiClcn 5 r/iS 8 durchgefühlt mit der Ausnahme, daß Kaliumiodid verwendet wurde. giciCMCM manner "as iit uCfi fiCiSpiClcn 5 r / iS 8 performed with the exception that potassium iodide was used.
In der Tabelle 2 sind die Art und die Menge des verwendeten Katalysators und die bei der Analyse des Produkts erhaltenen Ergebnisse zusammengefaßt.In Table 2, the type and amount of the catalyst used and in the analysis of the Results obtained product are summarized.
Die Ergebnisse der Tabelle 2 zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei der Anwendung auf Tallöl vollständig die Abietinsäure von den Harzsäuren, die im Tallöl enthalten sind, entfernt, wobei in erster Linie Dehydroabietinsäure und ebenso ölsäure, eine einfach ungesättigte Fettsäure gebildet werden. Im Gegensatz dazu enthält das Reaktionsprodukt bei alleiniger Verwendung von Kaliumjodid als Katalysator noch immer Abietinsäure und nur einen geringen Gehalt an einfach ungesättigten Fettsäuren. The results of Table 2 show that the process of the invention when applied to tall oil completely removes the abietic acid from the resin acids contained in tall oil, primarily dehydroabietic acid and also oleic acid, a monounsaturated fatty acid, being formed. In contrast, if potassium iodide is used alone as a catalyst, the reaction product still contains abietic acid and only a small amount of monounsaturated fatty acids.
Es wurden 200 g Tallölfettsäuren und bestimmte Mengen der Katalysatoren in einen Vierhalskolben gegeben und dann wurde die Mischung unter Rühren bei 2200C für 3 Stunden erwärmt wobei Stickstoffgas in den Kolben geleitet wurde. Die Reaktionsmischung wurde abgekühlt und dann destilliert, wobei eine Fraktion bei 190 bis 200°CV333mbar aufgefangen wurde. In der Tabelle 3 sind die Analysenergebnisse dieser Fraktion, die Ausbeuten in Relation zum Fettsäureausgangsmaterial und die Arten und Mengen der verwendeten Katalysatoren zusammengefaßt. Die als Ausgangsmaterial eingesetzte Tallölfettsäure besaß folgende Eigenschaften: 200 g of tall oil fatty acids and certain amounts of the catalysts were placed in a four-necked flask and then the mixture was heated with stirring at 220 ° C. for 3 hours, nitrogen gas being passed into the flask. The reaction mixture was cooled and then distilled, a fraction being collected at 190 to 200 ° CV333 mbar. Table 3 summarizes the analysis results of this fraction, the yields in relation to the fatty acid starting material and the types and amounts of the catalysts used. The tall oil fatty acid used as the starting material had the following properties:
->n Jodzahl 157-> n iodine number 157
Säurezahl 195.9Acid number 195.9
Harzsäuren 1,9%Resin acids 1.9%
ölsäure 31,1%oleic acid 31.1%
Linolsäure 41,5%Linoleic acid 41.5%
Es wurde eine Disproporüonierungsreaktion durchgeführt und anschließend das Produkt destilliert und zwar in der gleichen Weise wie in den Beispielen 9 bis 12 angegeben mit der Ausnahme, daß lediglich Natriumjodid als alleiniger Katalysator verwendet wurde.A disproportionate reaction was carried out and then the product was distilled and in the same way as in Examples 9 to 12, with the exception that only sodium iodide was used as the sole catalyst.
In der Tabelle 3 sind die Analysenergebnisse der Fraktion, die Ausbeuten in Relation zur eingesetzten Tallölfettsäure als Ausgangsmaterial und die Art und die Menge des verwendeten Katalysators zusammengefaßtTable 3 shows the analysis results of the fraction, the yields in relation to the amount used Tall oil fatty acid as a starting material and the type and amount of catalyst used are summarized
Heispiel Heispiel
IIIHe example he example
III
Heispiel
IlHot example
Il
HeispielHot example
ι:ι:
Vergleichs-Comparative
NaJfIcO1 NaJ +l'ciOH). NaJ + IcS 0.5 + 0.3 0.5 + 0.3 0.5 + 0.3NaJfIcO 1 NaI + 1'ciOH). NaJ + IcS 0.5 + 0.3 0.5 + 0.3 0.5 + 0.3
I'M.1'IN THE. 1 '
"4.3
0.2"4.3
0.2
"\S.3"\ P.3
""3. ft
D.I"" 3. ft
DI
3.43.4
"X.5"X.5
(1.2(1.2
NaJ 0.5NaJ 0.5
121 I'M.2121 I'M.2
45.4 0.145.4 0.1
Die Tabelle 3 zeigt, daß das erfindiingsgemäße Verfahren bei Verwendung von Fettsäuren als Ausgangsmaterialien zu einfach ungesättigten Fettsäuren in hoher Reinheit, die frei von mehrfach ungesättigten Fettsäuren sind, führt, während bei der alleinigen Verwendung von Natriumjodid als Katalysator nur ein Gemisch von ungesättigten Fettsäuren, das eine große Menge an Qg-konjugierter Diensäure enthält, erhalten wird, das heißt, daß in diesem Fall keine wirksame Disproportionierung erreicht wird.Table 3 shows that the erfindiingsgemäße Process using fatty acids as starting materials to produce monounsaturated fatty acids in high purity that are polyunsaturated fatty acid free while at the sole results Using sodium iodide as a catalyst is just a mixture of unsaturated fatty acids that is a great one Contains amount of Qg conjugated dienoic acid that is, no effective disproportionation is achieved in this case.
AnwendungsbeispielApplication example
Die nach den Verfahren der vorhergehenden Beispiele erhaltenen disproportionierten Produkte (s. Tabelle 4) wurden mit Kaliumhydroxid neutralisiert, um die entsprechenden Seifen herzustellen, die dann hinsichtlich ihrer Eigenschaften als Emulgiermittel für die Emulsionspolymerisation untersucht wurden.The disproportionated products obtained by the procedures of the preceding examples (see Sect. Table 4) were neutralized with potassium hydroxide to produce the corresponding soaps, which then have been investigated for their properties as emulsifying agents for emulsion polymerization.
Für diese Untersuchungin wurden die folgenden Zusammensetzungen in einen Druckreaktor gegeben, in dem sie auf 50C abgekühlt wurden. Dann wurden 0,05 Gew.-Teile p-Methanhydroperoxid in den Reaktor gegeben und das Geniisch bei 5 C fur 8 Stunden unter Rühren polymerisiert. Abschließend wurden 0,05 Gew.-Teile Natriumdiniettuldithiocarbamai in den Reaktor gegeben um die Reaktion abzubrechen.For this investigation, the following compositions were placed in a pressure reactor, in which they were cooled to 5 ° C. 0.05 part by weight of p-methane hydroperoxide was then added to the reactor and the mixture was polymerized at 5 ° C. for 8 hours with stirring. Finally, 0.05 part by weight of sodium diniettuldithiocarbamai was added to the reactor in order to stop the reaction.
StyrolStyrene
ButadienButadiene
Natriiimformaldehydsulfoxy-Sodium formaldehyde sulfoxy
lat 2 H;Olat 2 H; O
Eisensulfat · 7 H»OIron sulfate · 7 H »O
EDTA Tetranatriumsal/EDTA tetrasodium salt /
Natriumphosphat I2U.OSodium phosphate I2U.O
Natriuninaphthalt.usulfonai-Natriuninaphthalt.usulfonai-
formaldehydkondensatformaldehyde condensate
DodecylmerkaotanDodecyl mercaotan
EmulgatorEmulsifier
deionisiertes Wasserdeionized water
ISGeu. Teile 35 Gew. TeileISGeu. Parts 35 parts by weight
0.075 Gew.-Teile 0.025 Gew.-Teile 0.0J5 Gew.-Teile 0.400 Gew.-Teile0.075 parts by weight 0.025 parts by weight 0.05 parts by weight 0.400 parts by weight
0.075 Gew.-Teile 0.100 Gew.-Teile 2 Gew.-Teile 100 Gew.-Teile0.075 parts by weight 0.100 parts by weight 2 parts by weight 100 parts by weight
Der erhaltene Styrol-Butadien-Latex wurde -.vasserdampfdestilliert. um die nicht umgesetzten Monomeren zu entfernen. Die Umsetzung der Monomeren zu den Polymeren wurde nach der folgenden Gleichung ermittelt:The styrene-butadiene latex obtained was steam-distilled. to remove the unreacted monomers. The implementation of the monomers to the Polymer was determined according to the following equation:
Umwandlung(%> = -Ü£^hl ü- gebildeten Polymerisats
Gewicht d. verwendeten Monomers CConversion (%> = -Ü £ ^ hl ü - formed polymer
Weight d. used monomer C
100.100.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 zusammengefaßt.The results are summarized in Table 4.
Im Vergleich dazu wurde ein üblicher Emulgator vom disproportionierten Kolophoniumtyp (Rondis, hergestellt aus Kolophoniumgummi) in der gleichen Weise wie oben angegeben, untersucht und die erreichte Umwandlung wurde analog berechnet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 zusammengefaßt.In comparison, a common emulsifier of the disproportionated rosin type (Rondis, was prepared from rosin gum) in the same manner as indicated above, examined and the achieved Conversion was calculated analogously. The results are summarized in Table 4.
Anwendungs- Disproportioniertes Produkt Umwandlung beispiel als EmulgatorApplication Disproportionate Product Conversion example as an emulsifier
Produkt von Beispiel 1 63-5Product of Example 1 63-5
Produkt von Beispiel 2 62,8Product of Example 2 62.8
Anwendung*- DispruportionieriCN Pnxlukt l'muandlunc beispiel jIs EmulgatorApplication * - DispruportionieriCN Pnxlukt l'muandlunc example jIs emulsifier
Produkt von Beispiel 3 62.5Product of Example 3 62.5
Produkt von Beispiel 5 62.5Product of Example 5 62.5
Produkt von Beispiel 9 74.6Product of Example 9 74.6
bekannter Emulgator 62 Jknown emulsifier 62 J
d
ed
e
Vergleichsversuch Comparative experiment
Die Ergebnisse der Tabelle 4 zeigen, daß die Emulgatoren, die aus den erfindungsgemäß hergestellten disproportionierten Produkten hergestellt worden sind, wirksamere Emulgatoren für die Emulsionspolymerisation sind als der bekannte Emulgator.The results of Table 4 show that the emulsifiers obtained from the inventively prepared disproportionate products have been made, more effective emulsifiers for emulsion polymerization are known as the emulsifier.
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Publications (2)
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