PL178105B1 - Sposób wytwarzania trójfunkcyjnych polieteroli aminowych - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania trójfunkcyjnychpolieteroli aminowych o masie cząsteczkowej do 500, znamienny tym, że mieszaninę etanoloamin zawierającą trietanoloaminę i/lub dietanoloaminę i/lub monoetanoloaminę poddaje się kolejno oksyalkilenowaniu tlenkiem etylenu a następnie tlenkiem propylenu w temperaturze 70-110°C pod ciśnieniem 0,13-0,6 MPa a otrzymany polieter oczyszcza się przez wygrzewanie w temperaturze 110-160°C pod próżnią.

Description

Przedmiotem wynalazkuj est sposób wytwarzania trój funkcyjnych polieteroli aminowych, stosowanych w produkcji tworzyw poliuretanowych.

Znany z literatury technicznej sposób otrzymywania trójfunkcyjnych polieteroli aminowych polega na oksypropylenowaniu trietanoloaminy w obecności katalizatorów nieorganicznych takichj ak wodorotlenki sodu lub potasu. Sposób ten wiąże się z koniecznościąprowadzenia neutralizacji katalizatora zasadowego z udziałem substancji kwaśnych np. kwaśnego pirofosforanu sodu. Powstałe w wyniku reakcji produkty zobojętniania usuwa się w specjalnych urządzeniach filtracyjnych.

Stosowany jest również sposób wytwarzania trójfunkcyjnych polieteroli aminowych w procesie autokatalitycznym. Autokatalityczne przyłączanie tlenku propylenu do trietanoloaminy wymaga prowadzenia procesu w niskich temperaturach (60-70°C) i jest operacćą długotrwałą.

W procesie powstaje znaczna ilość (około 10%o wagowych) lotnych produktów ubocznych np. produkty izomeryzacji tlenku propylenu, które usuwa się drogą destylacji próżniowej, powstawanie tych produktów obniża wydajność procesu. W znanych sposobach syntezy trójfunkcyjnych polieteroli aminowych konieczne jest stosowanie destylowanej trietanoloaminy, osuszanej ponadto do zawartości wody poniżej 0,1%, co podwyższa koszty wytwarzania.

Sposób według wynalazku polega na użyciu do wytwarzania trófunkcyjnych polieteroli aminowych mieszaniny etanoloamin takich jak trietanoloamina i/lub dietanoloamina i/lub monoetanoloamina w dowolnym stosunku.

Korzystna, sumaryczna zawartość mono- i/lub dietanoloaminy w mieszaninie z trietanoloaminą wynosi minimum 8% a zawartość trietanoloaminy maksymalnie 92% wagowych. W sposób według wynalazku mieszaninę etanoloamin zawie^ty^^^ od 0,1 do 6,0% wagowych wody poddaje się kolejno oksyalkilenowaniu tlenkiem etylenu a następnie tlenkiem propylenu w temperaturze 70-110°C pod ciśnieniem 0,13-0,6 MPa.

Korzystnie w ostatniej fazie oksypropylenowania stosuje się dodatek tlenku etylenu w ilości nie przekraczającej 5% wagowych użytego tlenku propylenu. Przy czym oksyetylenowanie prowadzi się do uzyskania produktu charakteryzującego się liczbą aminową 300-400 mg KOH/g a oksypropylenowanie prowadzi się do uzyskania oligomeru o liczbie aminowej 140-300 mg KOH/g.

1758105

Uzyskany produkt oczyszcza się poprzez wygrzewanie w temperaturze 110-160°C pod maksymalną próżnią.

Sposobem według wynalazku uzyskuje się polieter aminowy o masie cząsteczkowej do 500 w zależności od ilości użytego tlenku propylenu. Polieterole aminowe wytworzone sposobem według wynalazku wykazują dzięki zawartości III-rzędowego azotu znaczną reaktywność w reakcji addycji z poliizocyjanianami. Przeznaczone są między innymi do wytwarzania tworzyw poliuretanowychj ako składniki do produkcji pianek półsztywnych z otwartymi komórkami o niskiej gęstości <25 kg/m³. Stosowane są również do sztywnych pianek poliuretanowych konstrukcyjnych i termoizolacyjnych, szczególnie wytworzonych metodą natrysku i formowania. Polieterole wykazują działanie autokatalityczne w reakcji z poliizocyjanianami, korzystnie zmniejszając ilość katalizatora aminowego niezbędnego do prowadzenia procesu. Stosowane są również jako modyfikatory innych bardzo lepkich polioli ze względu na ich niską lepkość.

Sposób wytwarzania trójfunkcyjnych polieteroli aminowych według wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania I - IV.

Przykład I. W autoklawie ze stali kwasoodpomej wyposażonym w płaszcz grzewczy, wewnętrzną wężownicę chlodzonąwodą, mieszadło turbinowe, wakuometr oraz bełkotkę umieszcza się 1800 g mieszaniny etanoloamin o składzie; 3 8% wagowych monoetanoloaminy, 32,5% wagowych dietanoloaminy i 28% wagowych trietanoloaminy i 1,5% wagowych wody o liczbie aminowej 630 mg KOH/g. Po przedmuchaniu układu reakcyjnego azotem dozuje się tlenek etylenu w ilości 1161 g w temperaturze 95-98°C, pod ciśnieniem 0,25-0,32 MPa, uzyskuje się produkt o liczbie aminowej 383 mg KOH/g. Następnie dozuje się 2954 g tlenku propylenu w temperaturze 85-90°C, pod ciśnieniem 0,30-0,36 MPa.

Po całkowitym przereagowaniu tlenków alkilenowych mieszaninę wygrzewa się w temperaturze 130°C, w czasie 2 godzin, pod ciśnieniem 0,035-0,045 MPa, uzyskuje się polieterol z wydajnością 99,1%.

Otrzymany produkt charakteryzuje się następującymi parametrami: liczbą hydroksylową 570 mg KOH/g, liczbą aminową 190 mg KOH/g, lepkościądynamicznąw 25°C 420 mPa · s i zawartością wody 0,10% wagowych.

Przykład I I. W autoklawie, jak w przykładzie I umieszcza się 2300 g mieszaniny etanoloamin o składzie 54,2% wagowych dietanoloaminy, 45% wagowych trietanoloaminy i 0,8% wagowych wody o liczbie aminowej 463 mg KOH/g. Po przedmuchaniu układu reakcyjnego azotem dozuje się tlenek etylenu w ilości 529 g, w temperaturze 90-92°C, pod ciśnieniem 0,15-0,20 MPa, uzyskuje się produkt o liczbie aminowej 374 mg KOH/g. Następnie dozuje się 3395 g tleriku propylenu w temperaturze 90-93°C, pod ciśnieniem 0,20-0,30 MPa. Pod koniec dozowania tlenku propylenu dodaje się 15 g tlenku etylenu. Po całkowitym przereagowaniu tlenków alkilenowych mieszaninę wygrzewa się w temperaturze 140°C, w czasie 1,5 godziny, pod ciśnieniem 0,035-0,045 MPa, uzyskuje się polieterol z wydajnością 98,5%.

Otrzymano produkt o następującej charakterystyce:

liczba hydroksylowa - 520mg KOH/g liczba aminowa - 170 mg KOH/g lepkość dynamiczna w 25°C - 410 mPa· s zawartość wody - 0,09% wagowych

Przykład III. W autoklawiejak wprzykładziel umieszcza się 2400 g mieszaniny etanoloamin o składzie 20% wagowych dietanoloaminy, 79,4% wagowych trietanoloaminy i 0,6% wagowych wody i liczbie aminowej 410 mg KOH/g. Po przedmuchaniu układu reakcyjnego azotem dozuje się tlenek etylenu w ilości 413 g, w temperaturze 90-95°C, pod ciśnieniem 0,30-0,35 MPa, uzyskuje się produkt o liczbie aminowej 350 mg KOH/g. Następnie dozuje się 3288 g tlenku propylenu w temperaturze 80-85°C, pod ciśnieniem 0,25-0,30 MPa. Pod koniec dozowania tlenku propylenu dodaje się 53 g tlenku etylenu.

Po całkowitym przereagowaniu tlenków alkilenowych mieszaninę wygrzewa się w temperaturze 150°C, wczasie godziny, pod ciśnieniem 0,03 5-0,045 MPa uzyskując polieterol z wydajnością 98,5%.

178 105

Otrzymano produkt o następującej charakterystyce:

liczba hydroksylowa - 482 mg KOH/g liczba aminowa - 160 mg KOH/g lepkość dynamiczna w 25°C - 405 mPa-s zawartość wody - 0,0 8% wagowych

Przykład IV. W autoklawie z przykładu I umieszcza się 1500 g mieszaniny etanoloamin o składzie 90% monoetanoloaminy, 6% wagowych dietanoloaminy oraz 4,0% wagowych wody i liczbie aminowej 860 mg KOH/g. Po przedmuchaniu układu reakcyjnego azotem dozuje się tlenek etylenu w ilości 1925 g w temperaturze 80-90°C, pod ciśnieniem 0,10-0,15 MPa uzyskuje się produkt o liczbie aminowej 377. Następnie dozuje się 2,528 g tlenku propylenu w temperaturze 70-80°C, pod ciśnieniem 0,15-0,20 MPa. Po całkowitym przereagowaniu tlenków alkilenowych mieszaninę wygrzewa się w temperaturze 120°C, w czasie 3 godzin, pod ciśnieniem 0,035-0,045 MPa, uzyskuje się polieterol z wydajnością 99,0%.

Otrzymano produkt o następującej charakterystyce: liczba hydroksylowa - 657 mg KOH/g liczba aminowa - 219 mg KOH/g lepkość dynamiczna w 25°C - 450 mPa-s zawartość wody - 0,08% wagowych

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania trójfunkcyjnych polieteroli aminowych o masie cząsteczkowej do 500, znamienny tym, że mieszaninę etanoloamin zawierającątrietanoloaminę i/lub dietanoloaminę i/lub monoetanoloaminę poddaje się kolejno oksyalkilenowaniu tlenkiem etylenu a następnie tlenkiem propylenu w temperaturze 70-110°C pod ciśnieniem 0,13-0,6 MPa a otrzymany polieter oczyszcza się przez wygrzewanie w temperaturze 110-160°C pod próżnią.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszanina etanoloamin zawiera do 92% wagowych trietanoloaminy i nie mniej niż 8% wagowych monoetanoloaminy i dietanoloaminy oraz 0,1-6,0% wagowych wody.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oksyetylenowanie prowadzi się do uzyskania liczby aminowej 300-400 mg KOH/g, a etap oksypropylenowania do uzyskania liczby aminowej 140-300 mg KOH/g.

4. Sposób według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że pod koniec oksypropylenowania dodaje się tlenek etylenu w ilości 0-5% wagowych masy użytego tlenku propylenu.