PL131609B1 - Method of bleaching and stabilization of colour of alkylphenols and bisphenol a - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odbarwiania i stabilizacji barwy alkilofenoli zwlaszcza jedno- lub dwupodstawionych alkilofenoli, zawierajacych od 4 do 12 atomów wegla w grupie lub w grupach alkilowych, to jest szeregu od butylofenolu do dodecylofenolu, a takze odpowiednich dwualkilofenoli jak dwubutylofenol, dwuheksylofenol, dwunonylofenol, dwudodecylofenol i inne, otrzymywanych w reakqi fenoli z olefinami wobec kationitów jako katalizatorów, zwlaszcza silnie kwasnych sulfonowanych kopolimerów styrenu i dwuwinyloben- zenu oraz sposób odbarwiania i stabilizacji barwy bisfenolu A, otrzymywanego w reakcji fenolu z acetonem wo¬ bec wyzej wymienionych katalizatorów.Waznym parametrem jakosciowym alkilofenoli i bisfenolu A jest barwa. Od produktu wysokiej jakosci wymagana jest jak najjasniejsza barwa-na ogól ponizej 100 jednostek w skali Hazena i jej stabilnosc w czasie dlugotrwalego przechowywania. Zabarwienie alkilofenoli i bisfenolu A przenosi sie bowiem na koncowe produk¬ ty z nich otrzymywane, pogarszajac ich jakosc, a nawet dyskfalifikujac je dla okreslonych zastosowan. Zabarwie¬ nie produktu moze byc wynikiem niedokladnego usuniecia resztek katalizatora przed koncowa destylacja i pow¬ stawania, w warunkach wysokiej temperatury podczas destylacji, barwnych zwiazków, nadtlenków zywic i pro¬ duktów rozkladu katalizatora.Znanych jest wiele sposobów odbarwiania i stabilizacji barwy alkilo-fenoli i bisfenolu A. W zaleznosci od przyczyny powstawania barwy sa to sposoby fizyczne, jak filtracja i destylacja prózniowa w zachowawczych warunkach temperaturowych oraz sposoby chemiczne, polegajace na stosowaniu dodatków odbarwiajacych i sta¬ bilizujacych barwe i odnoszace sie na ogól do okreslonej metody wytwarzania i okreslonego katalizatora.Znany z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 752 398 sposób odbarwiania zaleca sto¬ sowanie dodatku kwasu fosforowego do wyjsciowego fenolu. Z kolei opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 168 578 proponuje stosowanie dodatku kwasu podfosforawego, podfosforynu sodu lub potasu do wsadowej mieszaniny reakcyjnej, zawierajacej fenol, czynnik alkilujacy i katalizator alkilacji o charakterze nie¬ organicznym dla uzyskania w efekcie alkilofenolu o poprawionej barwie. Natomiast opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 256 346 dotyczy stosowania dodatkówfosforynów organicznych do mieszaniny poreakcyjnej w procesie otrzymywania bisfenolu A przy uzyciu nieorganicznych katalizatorów, po neutralizacji mieszaniny poreakcyjnej. Inny opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki, nr 3 553 272, obejmuje równiez stosowanie dodatków fosforynów organicznych w odniesieniu do alkilofenoli z tym, ze dodatki te wprowadza sie2 131609 w koncowej fazie produkcyjnej w warunkach zabezpieczajacych przed hydroliza dodawanych zwiazków. Opis patentowy Wielkiej Brytanii nr 1 022 583 zaleca dla poprawy stabilnosci barwy bisfenoli wprowadzanie w czasie procesu produkcyjnego bardzo niewielkich dodatków kwasu szczawiowego, cytrynowego, winowego lub ich soli, w ilosci od 0,0001 do 0,005% wagowych przed oddestylowaniem fenolu. Opis patentowy PRL nr 100 082 proponuje dodawanie do mieszaniny poreakcyjnej po wprowadzeniu jej ze strefy reakcyjnej lub do alkilowanego fenolu lub do dwufenylolopropanu dwuskladnikowej kompozycji odbarwiajacej zawierajacej podfosforyn sodu lub potasu albo kwas podfosforowy oraz kwas szczawiowy w stosunku wagowym tych dwu skladników od 15 do 5:1, w ilosci od 0,01% wagowych do 2% wagowych w stosunku do mieszaniny poreakcyjnej lub alkilowanego fenolu lub dwufenylolopropanu a nastepnie calosc podgrzewa do temperatury powyzej 120°C po czym wydziela sie gotowy produkt znanymi sposobami.Przedstawiony w opisie patentowym Japonii nr 7 768 134 sposób odbarwiania alkilofenoli i fenolu polega na stosowaniu wodzianu lub siarczanu hydrazyny. Powszechnie znane jest dzialanie hydrochinonu jako inhibitora procesu polimeryzacji i stabilizatora barwy (patrz Chemia zwiazków wielkoczasteczkowych, autor S.Porejko, WNT 1965, str. 36 i 148) oraz jego stosowanie w procesach destylacji zwiazków latwo ulegajacych polimeryzacji, na przyklad zwiazków pochodnych kwasu akrylowego.Istota wynalazku polega na odbarwianiu i stabilizowaniu barwy alkilofenoli, otrzymywanych w reakcji fenoli z olefinami wobec silnie kwasnego kationitu typu sulfonowanego kopolimeru styrenu i dwuwinylobenzenu oraz bisfenolu A, otrzymywanego w reakcji fenolu z acetonem wobec tego samego typu kationitu, przez zastoso¬ wanie dodatków odbarwiajacych i stabilizujacych barwe w postaci dwuskladnikowej kompozycji odbarwiajacej zawierajacej hydrochinon i kwas szczawiowy w stosunku wagowym tych dwu skladników od 1-200:1. Kompo¬ zycje te dodaje sie do mieszaniny poreakcyjnej po wyprowadzeniu jej ze strefy reakcji lub bezposrednio do alkilofenolu lub bisfenolu A w ilosci od 0,005% wagowych do 3% wagowych w stosunku do mieszaniny po¬ reakcyjnej lub alkilofenolu lub bisfenolu A, a nastepnie calosc podgrzewa sie do temperatury powyzej 80°C, najkorzystniej od 110°C do 220°C, po czym wydziela sie gotowy produkt znanymi sposobami.Poprawe i stabilizacje barwy uzyskuje sie zarówno w przypadku wprowadzania kompozycji odbarwiajacej do pólproduktów uzyskiwanych po wyprowadzeniu mieszaniny reakcyjnej ze strefy reakcji, w której stosowano kationit jako katalizator, jak i surowych produktów zawierajacych fenol, a takze w przypadku gotowych pro¬ duktów. Mozna równiez przepuszczac mieszanine poreakcyjna lub addukt bisfenol A - fenol lub bisfenol A lub alkilofenol przez filtr, zawierajacy kompozycje odbarwiajaca jak wyzej, w temperaturze jak wyzej. Zaleta sposo¬ bu wedlug wynalazku jest wiekszy efekt odbarwiania i znaczna poprawa stabilnosci barwy alkilofenoli i bisfeno¬ lu A, otrzymywanych wobec silnie kwasnego kationitu typu sulfonowanego kopolimeru styrenu i dwuwinyloben¬ zenu niz to mozna bylo uzyskac stosujac znane sposoby odbarwiania.Sposób wedlug wynalazku ilustruja nastepujace przyklady odnoszace sie do alkilowanych fenoli i bisfeno¬ lu A, otrzymywanych wobec kationitu "Wofatit KPS" jako katalizatora, przy czym przyklady I i III przedstawia¬ ja dla celów porównawczych, proces prowadzony analogicznie jak w pozostalych przykladach ale bez dodatków odbarwiajacych wedlug wynalazku. Barwa produktów w przykladach okreslona jest w skali jodowej dla produk¬ tów ciemniejszych, nie mieszczacych sie w zakresie 300 jednostek skali Hazena oraz w skali Hazena dla produk¬ tów jasniejszych, nie mieszczacych sie w skali jodowej. Barwa okolo 250 jednostek w skali Hazena odpowiada w przyblizeniu 1 jednostce w skali jodowej.Przyklad I (porównawczy). Surowy nonylofenol o skladzie 3,5% wagowych fenolu, 96,5% wagowych nonylofenolu wraz z produktami ubocznymi o barwie w skali jodowej 12 jednostek przedestylowano pod próznia 0,0053 MPa uzyskujac nonylofenol, o barwie 250 jednostek w skali Hazena i zawartosc wolnego fenolu 0,25% wagowych. Po 3-tygodniowym przechowywaniu tego produktu w butelce szklanej w naslonecznionym miejscu, w temperaturze otoczenia, stwierdzono wyraznie sciemnienie produktu. Barwa jego wyniosla 3 jednostki w skali jodowej.Przyklad II. Do surowego nonylofenolu wedlug przykladu I dodano 0,2% wagowych mieszaniny hydrochinonu i kwasu szczawiowego w stosunku wagowym 10:1. Calosc podgrzano do temperatury 200°C i po ochlodzeniu zmierzono barwe, która wynosila 3 jednostki w skali jodowej. Nastepnie przedestylowano pod próznia 0,0053 MPa uzyskujac nonylofenol o barwie 70 jednostek w skali Hazena i zawartosc wolnego fenolu 0,18% wagowych.Przyklad III. Z adduktu bisfenolu A z fenolem, zawierajacego okolo 35% wagowych fenolu, wydzielo¬ no przez oddestylowanie pod próznia okolo 0,067 MPa i przedmuchanie zywa para wodna bisfenol A charaktery¬ zujacy sie po stopieniu barwa 200 jednostek skali Hazena, a w stanie stalym szarorózowa i zawartoscia wolnego fenolu okolo 0,5% wagowych.Przyklad IV. Do adduktu dwufenylolopropanu z fenolem wedlug przykladu 111 dodano 0,05% wago¬ wych mieszaniny hydrochinonu i kwasu szczawiowego w stosunku 150:1. Calosc podg-zano do 200°C. Nastep¬ nie z adduktu wydzielono bisfenol A w identycznych warunkach jak w przykladzie III i otrzymano produkt bialy, którego barwa w stanie stopionym wynosila 30 jednostek w skali Hazena. Po uplywie 6 miesiecy przecho¬ wywania w szkle, w miejscu naslonecznionym w temperaturze otoczenia barwa wynosila 31 jednostek w skali Hazena131609 3 Przyklad V (porównawczy). Do adduktu dwufenylolopropanu z fenolem wedlug przykladu Ml dodano 0,05% hydrochinonu. Calosc podgrzano do 200°C a nastepnie addukt wydzielono analogicznie jak w przykladach III i IV otrzymujac produkt o barwie w stanie stopionym 150 jednostek w skali Hazena.Przyklad VI. Do bisfenolu A wedlug przykladu III o barwie szarorózowej, a w stanie stopionym, w temperaturze 160°C, wynoszacej 200 jednostek w skali jodowej, dodano 0,1% wagowych hydrochinonu i kwa¬ su szczawiowego w stosunku wagowym 100:1. Calosc podgrzano do temperatury 200°C, a nastepnie oznaczono barwe w temperaturze 160°C, wynosila ona 60 jednostek w skali Hazena. Po uplywie 6 miesiecy przechowywa¬ nia w warunkach jak w przykladzie IV barwa wynosila 62 jednostki w skali Hazena.Przyklad VII. Do dwunonylofenolu o barwie 12 jednostek w skali jodowej dodano 0,2% wagowych mieszaniny hydrochinonu i kwasu szczawiowego w stosunku wagowym 20:1, calosc intensywnie wymieszano i podgrzano do temperatury 100°C. Po odfiltrowaniu osadu ochlodzono i zmierzono barwe - wynosila ona 4 jednostki w skali jodowej. Produkt ten przechowywano przez 6 miesiecy w naslonecznionym miejscu w szkle, w temperaturze otoczenia. Po tym okresie barwa wynosila równiez 4 jednostki w skali jodowej.Przyklad VIII (porównawczy). Do dwunonylofenolu z przykladu VII dodano 0,2% wagowych miesza¬ niny podfosforynu sodu i kwasu szczawiowego w stosunku wagowym 1:1, calosc intensywnie wymieszano i pod¬ grzano do temperatury 100°C. Barwa po odfiltrowaniu wynosila 9 jednostek w skali jodowej. Po 6 miesiecznym okresie przechowywania w naslonecznionym miejscu w szkle, w temperaturze otoczenia barwa pogorszyla sie do 14 jednostek w skali jodowej.Zastrzezenie patentowe Sposób odbarwiania i stabilizacji barwy alkilofenoli oraz bisfenolu A przy uzyciu dodatków odbarwiajacych i stabilizujacych barwe, wprowadzanych do mieszaniny poreakcyjnej po wyprowadzeniu jej ze strefy reakcji lub do alkilofenolu lub do bisfenolu A i przez podgrzanie calej mieszaniny do temperatury powyzej 80°C, naj¬ korzystniej od 110°C do 220°C, znamienny tym, ze jako kompozycje odbarwiajaca stosuje sie kompozy¬ cje dwuskladnikowa zawierajaca hydrochinon i kwas szczawiowy o stosunku wagowym tych skladników jak 1-200:1, w ilosci 0,005% do 3% wagowych w stosunku do mieszaniny poreakcyjnej lub do alkilofenolu lub do bisfenolu A. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób odbarwiania i stabilizacji barwy alkilofenoli oraz bisfenolu A przy uzyciu dodatków odbarwiajacych i stabilizujacych barwe, wprowadzanych do mieszaniny poreakcyjnej po wyprowadzeniu jej ze strefy reakcji lub do alkilofenolu lub do bisfenolu A i przez podgrzanie calej mieszaniny do temperatury powyzej 80°C, naj¬ korzystniej od 110°C do 220°C, znamienny tym, ze jako kompozycje odbarwiajaca stosuje sie kompozy¬ cje dwuskladnikowa zawierajaca hydrochinon i kwas szczawiowy o stosunku wagowym tych skladników jak 1. -200:1, w ilosci 0,005% do 3% wagowych w stosunku do mieszaniny poreakcyjnej lub do alkilofenolu lub do bisfenolu A. PL