PL198659B1 - Sposób wytwarzania średniocząsteczkowych żywic epoksydowych - Google Patents
Sposób wytwarzania średniocząsteczkowych żywic epoksydowychInfo
- Publication number
- PL198659B1 PL198659B1 PL358399A PL35839903A PL198659B1 PL 198659 B1 PL198659 B1 PL 198659B1 PL 358399 A PL358399 A PL 358399A PL 35839903 A PL35839903 A PL 35839903A PL 198659 B1 PL198659 B1 PL 198659B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- hydrocarbon
- resin
- polyhydroxyphenol
- epichlorohydrin
- weight
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 title claims abstract description 16
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 78
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 58
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 58
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 45
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 26
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 25
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 150000008442 polyphenolic compounds Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 14
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims abstract description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 4
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 claims abstract description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 35
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 7
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CMQUQOHNANGDOR-UHFFFAOYSA-N 2,3-dibromo-4-(2,4-dibromo-5-hydroxyphenyl)phenol Chemical compound BrC1=C(Br)C(O)=CC=C1C1=CC(O)=C(Br)C=C1Br CMQUQOHNANGDOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 4,4'-sulfonyldiphenol Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(O)C=C1 VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 claims description 2
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 claims description 2
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 16
- -1 epichlorohydrin hydrocarbon Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 21
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 12
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical group O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 2
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 2
- 239000012451 post-reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- VEORPZCZECFIRK-UHFFFAOYSA-N 3,3',5,5'-tetrabromobisphenol A Chemical compound C=1C(Br)=C(O)C(Br)=CC=1C(C)(C)C1=CC(Br)=C(O)C(Br)=C1 VEORPZCZECFIRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
1. Sposób wytwarzania sredniocz asteczkowych zywic epoksydowych w reakcji w eglowodoru polihydroksyfenolowego z epichlorohydryn a w srodowisku alkalicznym w obecno sci rozpuszczalników, przy stosunku molowym w eglowodoru polihydroksyfenolowego do epichlorohydryny i do wodorotlenku sodu lub potasu odpowiednio jak 1,00 : 1,20 - 2,00 : 1,15 - 2,10, znamienny tym, ze proces prowadzi sie w dwóch etapach, w pierwszym etapie, kondensacji, w eglowodór polihydroksyfenolowy i epichlo- rohydryn e w temperaturze do 85°C poddaje si e reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku metalu alkalicznego o st ezeniu 30 - 50% w mieszaninie z alkoholem izopropylowym, toluenem, ksylenem, ketonem etylowo - metylowym, ketonem izobutylowo - metylowym, lub z ich mieszanin a stosowan a w ilo sci 75 - 125% w stosunku do masy w eglowodoru polihydroksyfenolowego, oraz w obecno sci wo- dy w ilo sci nie wi ekszej ni z 90% masy w eglowodoru polihydroksyfenolowego, przy czasie reakcji nie przekraczaj acym 4,5 godziny, nast epnie w drugim etapie, oczyszczania zywicy, rozpuszcza si e wy- tworzony chlorek metalu alkalicznego, usuwa si e frakcj e wodn a zawieraj ac a ten chlorek, przeprowa- dza sie dwukrotne mycie zywicy i destylacj e, stosuj ac recyrkulacj e warstw wodnych i destylatu, przy czym mycie zywicy prowadzi si e tak, aby ca lkowita ilo sc rozpuszczalników stosowanych w procesie nie przekracza la 245% masy w eglowodoru polihydroksyfenolowego. PL PL
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania średniocząsteczkowych żywic epoksydowych stosowanych w produkcji szlachetnych wyrobów w przemyśle lakierniczym i w przemyśle tworzyw sztucznych.
Żywice epoksydowe to doskonałe tworzywo stanowiące bazę materiałów powłokowych, lakierniczych, laminatów, szpachlówek, klejów, kitów, spoiw stosowanych w wielu gałęziach przemysłu, w tym również w wysoko zaawansowanej technologicznie produkcji specjalnej. W produkcji przemysłowej żywic epoksydowych największy nacisk kładzie się od dłuższego czasu na taką optymalizację procesu technologicznego, aby zmniejszyć możliwie jak najbardziej zużycie surowców, równocześnie zaś zagospodarować lub zobojętnić odpady oraz poprawić jakość wyrobów i sprostać w ten sposób stale rosnącym wymaganiom przetwórców.
Proces otrzymywania średniocząsteczkowych żywic epoksydowych polega na reakcji epichlorohydryny z węglowodorem polihydroksyfenolowym w środowisku alkalicznym w obecności rozpuszczalnika organicznego.
Do znanych metod wytwarzania stałych żywic epoksydowych z bisfenolu A i epichlorohydryny w obecności wodorotlenku sodu należą sposoby opisane w polskich opisach patentowych 47800 i 47947. Według opisu patentowego 47800 reakcję prowadzi się w wodnej zawiesinie reagentów stabilizowanej koloidem ochronnym na przykład polialkoholem winylowym lub solą sodową karboksymetylocelulozy. Otrzymuje się żywicę w postaci perełek, którą oczyszcza się w technicznie skomplikowanych operacjach. Mieszaninę poreakcyjną najpierw neutralizuje się rozcieńczonym kwasem, perełki odsącza się lub odwirowuje i przemywa wodą. Żywicę w postaci perełek mechanicznie rozciera się z wodą, lub rozpuszcza w organicznym rozpuszczalniku, odpędza azeotropowo wodę, odsącza stały chlorek sodu i oddestylowuje rozpuszczalnik. Otrzymana żywica mimo wielokrotnego przemywania ma brązowo-żółte zabarwienie co wskazuje, że nie została całkowicie oczyszczona.
Sposób według polskiego opisu patentowego 47947 polega na wprowadzeniu do mieszaniny reakcyjnej niemieszającego się z wodą rozpuszczalnika organicznego, ksylenu, w ilości 5 - 30 części wagowych na 100 części wagowych bisfenolu A, co pozwoliło na zmniejszenie zawartości chloru i zwiększenie trwałości żywicy w czasie ogrzewania. Barwa żywicy była nadal brązowo - żółta, a wydajność w obydwu sposobach nie przekroczyła 90%.
Znany jest z rumuńskiego opisu patentowego 114333 sposób otrzymywania średniocząsteczkowych żywic epoksydowych o niskiej zawartości chloru hydrolizującego i wąskim rozrzucie mas cząsteczkowych w reakcji dihydroksylowego związku fenolowego, NaOH z epichlorohydryną w obecności rozpuszczalnika, polegający na tym, że najpierw bisfenol A, bisfenol F lub tetrabromobisfenol A poddaje się reakcji z wodorotlenkiem sodu w postaci 10 - 15% wodnego roztworu, w ilości 1,5 - 2,0 moli NaOH w przeliczeniu na 1 mol dihydroksylowego związku fenolowego w temperaturze 28 - 55°C. Następnie powstały bisfenolan sodu poddaje się reakcji z epichlorohydryną w ilości 1,01 - 1,95 mola w przeliczeniu na 1 mol dihydroksylowego związku fenolowego, w obecności jednego rozpuszczalnika, takiego jak ksylen lub keton izobutylowo - metylowy, w ilości 60 g na 1 mol bisfenolu A, w temperaturze 28 - 95°C, w czasie 2,5 - 0 godzin. W ostatnim etapie procesu roztwór produktu rozcieńcza się rozpuszczalnikiem i oddziela warstwę organiczną którą następnie odwadnia się i filtruje, a w końcu poddaje destylacji w celu usunięcia rozpuszczalnika. Otrzymywane żywice charakteryzują się wprawdzie niską zawartością chloru hydrolizującego, jednak jest to wynikiem stosowania bardzo dużego nadmiaru molowego NaOH, co przy jednocześnie dużym nadmiarze molowym epichlorohydryny sprzyja ubocznej reakcji hydrolizy epichlorohydryny i powoduje wzrost zużycia surowców. Sposób według polskiego wynalazku 175521 polega na reakcji bisfenolu A i epichlorohydryny w obecności wodorotlenku sodu, ketonu etylowo - metylowego, toluenu i wody, przy stosunku molowym bisfenolu a do epichlorohydryny i wodorotlenku sodu odpowiednio 1 : 1,3 - 2,0 i 1 : 1,3 - 2,1, w temperaturze 60 - 90°C. Po zakończeniu reakcji zawartość reaktora wygrzewa się, a następnie oddziela się fazę organiczną od fazy wodnej. Proces prowadzi się wieloetapowe, dozując w kolejnych etapach procesu surowce i rozpuszczalniki, co wydłuża i komplikuje cykl produkcyjny. Istotną wadą procesu jest wprowadzanie dużej ilości wody w etapie kondensacji, ponad 90% w stosunku do masy bisfenolu A, powodującej przebieg reakcji hydrolizy epichlorohydryny, a w konsekwencji wzrost zużycia surowców i pogorszenie właściwości otrzymywanych żywic. Ponadto w procesie stosuje się dużą ilość rozpuszczalnika, przekraczającą 245% w stosunku do masy bisfenolu A, który w ostatnim etapie procesu należy wydestylować, co wymaga
PL 198 659 B1 znacznego zużycia energii. Odzysk rozpuszczalników z oddzielonych warstw wodnych w operacji przemywania roztworu żywicy powoduje dalszy wzrost energochłonności procesu.
Istota sposobu wytwarzania średniocząsteczkowych żywic epoksydowych w reakcji węglowodoru polihydroksyfenolowego z epichlorohydryną w środowisku alkalicznym w obecności rozpuszczalników, przy stosunku molowym węglowodoru polihydroksyfenolowego do epichlorohydryny i do wodorotlenku sodu lub potasu odpowiednio jak 1,00 : 1,20 - 2,00 : 1,15 - 2,10, polega na tym, że proces prowadzi się w dwóch etapach, w pierwszym etapie, kondensacji, węglowodór polihydroksyfenolowy i epichlorohydrynę w temperaturze nie wyższej niż 85°C poddaje się reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku metalu alkalicznego o stężeniu 30 - 50% w mieszaninie z alkoholem izopropylowym, toluenem, ksylenem, ketonem etylowo - metylowym, ketonem izobutylowo - metylowym, lub z ich mieszaniną stosowanych w ilości 75 - 125% w stosunku do masy węglowodoru polihydroksyfenolowego, oraz w obecności wody w ilości nie większej niż 90% masy węglowodoru polihydroksyfenolowego, przy czasie reakcji nie dłuższym niż 4,5 godziny, następnie w drugim etapie, oczyszczania żywicy, rozpuszcza się wytworzony chlorek metalu alkalicznego, usuwa się frakcję wodną zawierającą ten chlorek, przeprowadza się dwukrotne mycie żywicy i destylację, stosując recyrkulację warstw wodnych i destylatu, przy czym mycie żywicy prowadzi się tak, aby całkowita ilość rozpuszczalników stosowanych w procesie nie przekraczała 245% masy węglowodoru polihydroksyfenolowego. Korzystnie jest, jeżeli jako węglowodór polihydroksyfenolowy stosuje się bisfenol A, bisfenol F, bisfenol S, tetrabromobisfenol lub inny bisfenol, bądź ich mieszanina, nowolak fenolowy lub krezolowy.
Korzystnie jest, jeżeli w etapie kondensacji wprowadzanie wodnego roztworu wodorotlenku alkalicznego do mieszaniny reakcyjnej prowadzi się w temperaturze od 60 do 83°C, natomiast podczas dalszego wygrzewania żywicy utrzymuje się temperaturę 75 - 80°C.
Korzystnie jest, jeżeli kondensację prowadzi się w obecności nie więcej niż 75% wody w stosunku do masy węglowodoru polihydroksyfenolowego.
Korzystnie jest, jeżeli całkowita ilość rozpuszczalników w procesie wynosi 175 - 215% masy węglowodoru polihydroksyfenolowego.
Korzystnie jest, jeżeli jako rozpuszczalnik w etapie kondensacji i oczyszczania żywicy stosuje się mieszaninę alkoholu izopropylowego i toluenu, zawierającą od 20 do 70% alkoholu izopropylowego.
Korzystnie jest, jeżeli w drugim etapie do oczyszczania żywicy stosuje się recyrkulację warstw wodnych w taki sposób, że warstwę wodną oddzieloną po pierwszym myciu roztworu żywicy z poprzedniej partii stosuje się w kolejnej partii wytwarzania żywicy do rozpuszczania chlorku metalu alkalicznego powstałego w etapie kondensacji, natomiast warstwę wodną oddzieloną po drugim myciu roztworu żywicy z poprzedniej partii używa się w kolejnej partii do pierwszego mycia roztworu żywicy.
Korzystnie jest, jeżeli jako wodorotlenek alkaliczny stosuje się wodorotlenek sodu.
Korzystnie jest, jeżeli stosuje się wodny roztwór wodorotlenku alkalicznego o stężeniu 40 - 48%.
Zastosowane parametry, w tym prowadzenie etapu kondensacji z ograniczoną ilością wody w środowisku reakcji, nie większą niż 90% w odniesieniu do masy węglowodoru polihydroksyfenolowego wyraźnie ograniczają przebieg ubocznej reakcji hydrolizy epichlorohydryny i grup epoksydowych otrzymywanej żywicy, co w konsekwencji wpływa na obniżenie wskaźnika zużycia epichlorohydryny oraz poprawę jakości produktu.
W roli rozpuszczalnika zaleca się stosowanie mieszaniny alkoholu izopropylowego i toluenu, zawierającej od 20 do 70% alkoholu izopropylowego, najlepiej od 30 do 50%.
W drugim etapie oczyszczania żywicy stosuje się recyrkulację warstw wodnych przebiegającą tak, że warstwę wodną oddzieloną po pierwszym myciu roztworu żywicy z poprzedniej partii stosuje się w kolejnej partii wytwarzania żywicy do rozpuszczania chlorku metalu alkalicznego powstałego w etapie kondensacji, natomiast warstwę wodną oddzieloną po drugim myciu roztworu żywicy z poprzedniej partii używa się w kolejnej partii wytwarzania żywicy do pierwszego mycia roztworu żywicy. W ten sposób jedynym odpadowym strumieniem technologicznym jest solanka, z której wydziela się nieprzereagowanąepichlorohydrynę i alkohol izopropylowy.
Proces według wynalazku umożliwia zarówno poprawę jakości żywic epoksydowych, jak również redukcję kosztów wytwarzania, w tym obniżenie wskaźników zużycia surowców, mediów energetycznych, ograniczenie ilości produktów ubocznych i ścieków, oraz pozwala na zwiększenie zdolności produkcyjnej instalacji średniocząsteczkowych żywic epoksydowych o około 33%. W porównaniu do dotychczas znanych rozwiązań sposób według wynalazku charakteryzuje się większą prostotą technologiczną, mniejszą energochłonnością oraz znacznie korzystniejszą gospodarką ściekową i mniejszą
PL 198 659 B1 emisją zanieczyszczeń do atmosfery oraz zapewnia otrzymanie produktu o jasnej barwie i niskiej zawartości chloru związanego organicznie.
Niniejszy wynalazek ilustrują poniższe przykłady, które nie ograniczają jednak zakresu jego stosowania.
P r z y k ł a d 1
Do kolby o pojemności 2 dm3 zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne, termometr, chłodnicę zwrotną i wkraplacz, wprowadza się 228,28 g (1,00 mol) bisfenolu A, 111,04 g (1,20 mola) epichlorohydryny, 142,65 g (2,37 mola) alkoholu izopropylowego, 142,65 g (1,55 mola) toluenu i 74,41 g (4,13 mola) wody. Zawartość reaktora miesza się i podgrzewa do 60°C, a następnie w czasie 1,5 godziny dozuje się 161,32 g (1,15 mola) 40% wodnego roztworu KOH, kontrolując, aby temperatura reakcji nie przekroczyła 79°C. Po wdozowaniu ługu masę reakcyjną miesza się przez 2 godziny, utrzymując temperaturę w zakresie 75 - 78°C. W celu rozpuszczenia powstałego w reakcji chlorku potasu wprowadza się do reaktora 120,42 g (6,69 mola) wody i 21,87 g (0,36 mola) alkoholu izopropylowego, całość miesza przez 5 minut w temperaturze 77 - 79°C, a następnie pozostawia mieszaninę do rozdziału faz. Po oddzieleniu solanki roztwór żywicy rozcieńcza się 61,90 g (1,03 mola) alkoholu izopropylowego oraz 143,6 g (1,56 mola) toluenu i przemywa 120,9 g (6,72 mola) wody z dodatkiem 22,70 g (0,38 mola) alkoholu izopropylowego. Zawartość reaktora miesza się przez 5 minut w temperaturze 77 - 79°C, a po 30 minutowym odstaniu oddziela dolną warstwę wodną. Do drugiego mycia roztworu żywicy używa się czystą gorącą wodę w ilości 106,5 g (5,92 mola). Po oddzieleniu dolnej warstwy wodnej, z roztworu żywicy usuwa się azeotropowo wodę, odsącza pozostały KCI, po czym oddestylowuje się rozpuszczalniki w temperaturze 165°C i pod obniżonym ciśnieniem. Otrzymana żywica charakteryzuje się następującymi właściwościami:
liczba epoksydowa: 0,171 mol/100 g temperatura mięknienia: 79°C zawartość chloru organicznie związanego: 0,08% zawartość chloru jonowego: 0,0005% części lotne: 0,10% barwa w skali Hazena: 55.
P r z y k ł a d 2
Do kolby o pojemności 2 dm3 zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne, termometr, chłodnicę zwrotną i wkraplacz, wprowadza się 342,42 g (1,50 mola) bisfenolu A, 275,44 g (2,98 mola) epichlorohydryny, 276,15 g destylatu z syntezy stałych żywic epoksydowych o składzie: 48,13% toluenu (1,44 mola), 44,87% alkoholu izopropylowego (2,06 mola), 6,22% wody (0,95 mola) i 0,78% epichlorohydryny (0,02 mola). Mieszaninę podgrzewa się do 62°C i przy ciągłym mieszaniu dozuje się 262,5 g (3,15 mola) 48% wodnego roztworu NaOH, w czasie 2,5 godzin, kontrolując, aby temperatura reakcji nie przekroczyła 80°C. Po wdozowaniu roztworu NaOH zawartość reaktora miesza się przez 2 godziny, utrzymując temperaturę w zakresie 76 - 78°C. Następnie do mieszaniny poreakcyjnej dodaje się 213,01 g warstwy wodnej z pierwszego mycia roztworu żywicy z poprzedniej szarży, zawierającej 15,4% alkoholu izopropylowego (0,55 mola), całość miesza się przez 5 minut w temperaturze 77 - 80°C i pozostawia mieszaninę do rozdziału faz. Po oddzieleniu solanki roztwór żywicy rozcieńcza się 428,69 g destylatu z syntezy średniocząsteczkowych żywic epoksydowych o składzie: 48,13 % toluenu (2,24 mola), 44,87% alkoholu izopropylowego (3,20 mola), 6,22% wody (1,48 mola) i 0,78% epichlorohydryny (0,04 mola) i przemywa 214,12 g (11,90 mola) wody z dodatkiem 34,13 g (0,57 mola) alkoholu izopropylowego. Zawartość reaktora miesza się przez 5 minut w temperaturze 76 - 79°C, a po 30 minutowym odstaniu oddziela dolną warstwę wodną. Do drugiego mycia roztworu żywicy stosuje się czystą, gorącą wodę w ilości 160,00 g (8,89 mola). Po oddzieleniu dolnej warstwy wodnej, z roztworu żywicy usuwa się azeotropowo wodę, odsącza pozostały NaCI, po czym oddestylowuje rozpuszczalniki w temperaturze 165°C i pod obniżonym ciśnieniem. Otrzymana żywica charakteryzuje się następującymi właściwościami:
liczba epoksydowa: 0,320 mol/100 g temperatura mięknienia: 45°C zawartość chloru organicznie związanego: 0,09% zawartość chloru jonowego: 0,0002% części lotne: 0,08% barwa w skali Hazena: 72.
PL 198 659 B1
P r z y k ł a d 3
W reaktorze o pojemności 8 m3 umieszcza się 2000 kg (8,761 kmoli) bisfenolu A, 1124 kg (12,147 kmoli) epichlorohydryny, 2500 dm3 destylatu z produkcji średniocząsteczkowych żywic epoksydowych o składzie: 59,74% toluenu (13,616 kmola), 32,74% alkoholu izopropylowego (11,440 kmola), 5,50% wody (6,539 kmola) i 2,02% epichlorohydryny (0,467 kmola). Zawartość reaktora miesza się i podgrzewa do temperatury 60°C, a następnie w czasie 125 minut dozuje 30,98% roztwór NaOH z szybkością 450 dm3/h (12,369 kmola) tak, aby temperatura reakcji nie przekroczyła 82°C. Po wdozowaniu ługu miesza się masę reakcyjną przez kolejne 2 godziny, utrzymując temperaturę w zakresie 77 - 79°C, po czym w celu rozpuszczenia powstałego w reakcji NaCI wprowadza się do reaktora 1350 dm3 warstwy wodnej z pierwszego przemywania roztworu żywicy z poprzedniej szarży, zawierającej 15,47% alkoholu izopropylowego. Następnie zatrzymuje się mieszadło i pozostawia mieszaninę poreakcyjną do rozdziału faz w temperaturze 75 - 80°C. Po oddzieleniu solanki przeprowadza się pierwsze przemywanie roztworu żywicy, rozcieńczając najpierw roztwór żywicy 2000 dm3 destylatu o składzie: 59,74% toluenu (10,893 kmola), 32,74% alkoholu izopropylowego (9,152 kmola), 5,50% wody (4,947 kmola) i 2,02% epichlorohydryny (0,367 kmola), a następnie wprowadzając do reaktora 1350 dm3 warstwy wodnej z drugiego przemywania roztworu żywicy z poprzedniej szarży, zawierającej 14,56% alkoholu izopropylowego. Zawartość reaktora miesza się w temperaturze 75 - 80°C przez 10 minut, a po 30 minutowym odstaniu oddziela się dolną warstwę wodną. Pozostały w reaktorze roztwór żywicy przemywa się czystą gorącą wodą w ilości 1000 dm3, oddziela dolną warstwę wodną a z górnej warstwy organicznej usuwa się najpierw azeotropowo wodę, odfiltrowuje wytrącony chlorek sodu i oddestylowuje się rozpuszczalniki pod obniżonym ciśnieniem. Otrzymuje się żywicę o następujących właściwościach:
liczba epoksydowa: 0,205 mol/100 g temperatura mięknienia: 69°C zawartość chloru organicznie związanego: 0,09% zawartość chloru jonowego: 0,0003% części lotne: 0,08% barwa w skali Hazena: 64.
P r z y k ł a d 4
W reaktorze o pojemności 8 m3 umieszcza się 2000 kg (8,761 kmoli) bisfenolu A, 1230 kg (13,293 kmoli) epichlorohydryny i 2500 dm3 destylatu z produkcji średniocząsteczkowych żywic epoksydowych o składzie: 63,00% toluenu (14,461 kmola), 30,94% alkoholu izopropylowego (10,888 kmola), 4,21% wody (4,947 kmola) i 1,85% epichlorohydryny (0,423 kmola). Zawartość reaktora miesza się i podgrzewa do temperatury 60°C, a następnie w czasie 135 minut dozuje się 31% roztwór NaOH z szybkością 450 dm3/h (13,997 kmola) tak, aby temperatura reakcji nie przekroczyła 83°C. Po wdozowaniu ługu zawartość reaktora miesza się przez kolejne 2 godziny, utrzymując temperaturę w zakresie 75 - 80°C, po czym w celu rozpuszczenia powstałego w reakcji NaCI wprowadza się do reaktora 1350 dm3 warstwy wodnej z pierwszego przemywania roztworu żywicy z poprzedniej szarży, zawierającej 15,93% alkoholu izopropylowego. Następnie mieszadło zatrzymuje się i pozostawia mieszaninę poreakcyjną do rozdziału faz w temperaturze 75 - 80°C. Po oddzieleniu solanki przeprowadza się pierwsze przemywanie roztworu żywicy, rozcieńczając najpierw roztwór żywicy 2000 dm3 destylatu o składzie: 63,00% toluenu (14,461 kmola), 30,94% alkoholu izopropylowego (10,888 kmola), 4,21% wody (4,947 kmola) i 1,85% epichlorohydryny (0,423 kmola), a następnie wprowadzając do reaktora 1350 dm3 warstwy wodnej z drugiego przemywania roztworu żywicy z poprzedniej szarży, zawierającej 14,21% alkoholu izopropylowego. Zawartość reaktora miesza się w temperaturze 75-80 °C przez 10 minut, a po 30 minutowym odstaniu oddziela dolną warstwę wodną. Pozostały w reaktorze roztwór żywicy przemywa się czystą gorącą wodą w ilości 1000 dm3, oddziela dolną warstwę wodną a z górnej warstwy organicznej usuwa najpierw azeotropowo wodę, odfiltrowuje wytrącony chlorek sodu i w końcu oddestylowuje rozpuszczalniki pod obniżonym ciśnieniem. Otrzymuje się żywicę o następujących właściwościach:
liczba epoksydowa: 0,255 mol/100 g temperatura mięknienia: 57°C zawartość chloru organicznie związanego: 0,08% zawartość chloru jonowego: 0,0004% części lotne: 0,09% barwa w skali Hazena: 75.
Claims (9)
1. Sposób wytwarzania średniocząsteczkowych żywic epoksydowych w reakcji węglowodoru polihydroksyfenolowego z epichlorohydryną w środowisku alkalicznym w obecności rozpuszczalników, przy stosunku molowym węglowodoru polihydroksyfenolowego do epichlorohydryny i do wodorotlenku sodu lub potasu odpowiednio jak 1,00 : 1,20 - 2,00 : 1,15 - 2,10, znamienny tym, że proces prowadzi się w dwóch etapach, w pierwszym etapie, kondensacji, węglowodór polihydroksyfenolowy i epichlorohydrynę w temperaturze do 85°C poddaje się reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku metalu alkalicznego o stężeniu 30 - 50% w mieszaninie z alkoholem izopropylowym, toluenem, ksylenem, ketonem etylowo - metylowym, ketonem izobutylowo - metylowym, lub z ich mieszaniną stosowaną w ilości 75-125% w stosunku do masy węglowodoru polihydroksyfenolowego, oraz w obecności wody w ilości nie większej niż 90% masy węglowodoru polihydroksyfenolowego, przy czasie reakcji nie przekraczającym 4,5 godziny, następnie w drugim etapie, oczyszczania żywicy, rozpuszcza się wytworzony chlorek metalu alkalicznego, usuwa się frakcję wodną zawierającą ten chlorek, przeprowadza się dwukrotne mycie żywicy i destylację, stosując recyrkulację warstw wodnych i destylatu, przy czym mycie żywicy prowadzi się tak, aby całkowita ilość rozpuszczalników stosowanych w procesie nie przekraczała 245% masy węglowodoru polihydroksyfenolowego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako węglowodór polihydroksyfenolowy stosuje się bisfenol A, bisfenol F, bisfenol S, tetrabromobisfenol lub inny bisfenol, bądź ich mieszaninę, nowolak fenolowy lub krezolowy.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie kondensacji wprowadzanie wodnego roztworu wodorotlenku alkalicznego do mieszaniny reakcyjnej prowadzi się w temperaturze od 60 do 83°C, natomiast podczas dalszego wygrzewania żywicy utrzymuje się temperaturę 75 - 80°C.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kondensację prowadzi się w obecności nie więcej niż 75% wody w stosunku do masy węglowodoru polihydroksyfenolowego.
5. Sposób według zastrz.1, znamienny tym, że całkowita ilość rozpuszczalników w procesie wynosi 175 - 215% masy węglowodoru polihydroksyfenolowego.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik w etapie kondensacji i oczyszczania żywicy stosuje się mieszaninę alkoholu izopropylowego i toluenu, zawierającą od 20 do 70% alkoholu izopropylowego.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w drugim etapie, oczyszczania żywicy, stosuje się recyrkulację warstw wodnych w taki sposób, że warstwę wodną oddzieloną po pierwszym przemyciu roztworu żywicy z poprzedniej szarży stosuje się w kolejnej szarży do rozpuszczania chlorku sodu powstałego po etapie kondensacji, natomiast warstwę wodną oddzieloną po drugim przemyciu roztworu żywicy z poprzedniej szarży używa się w kolejnej szarży do pierwszego przemywania roztworu żywicy.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako wodorotlenek alkaliczny stosuje się wodorotlenek sodu.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się wodny roztwór wodorotlenku alkalicznego o stężeniu 40 - 48%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL358399A PL198659B1 (pl) | 2003-01-22 | 2003-01-22 | Sposób wytwarzania średniocząsteczkowych żywic epoksydowych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL358399A PL198659B1 (pl) | 2003-01-22 | 2003-01-22 | Sposób wytwarzania średniocząsteczkowych żywic epoksydowych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL358399A1 PL358399A1 (pl) | 2004-07-26 |
| PL198659B1 true PL198659B1 (pl) | 2008-07-31 |
Family
ID=32845186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL358399A PL198659B1 (pl) | 2003-01-22 | 2003-01-22 | Sposób wytwarzania średniocząsteczkowych żywic epoksydowych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL198659B1 (pl) |
-
2003
- 2003-01-22 PL PL358399A patent/PL198659B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL358399A1 (pl) | 2004-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102584569A (zh) | 一种在离子液体中制备双酚酸的方法 | |
| CN106380435B (zh) | 一种制备硫氨酯并联产二苄基二硫醚的方法 | |
| JP3932757B2 (ja) | 2−ヒドロキシ−4−メチルチオブタン酸の製造方法 | |
| WO2018170950A1 (zh) | 聚苯硫醚树脂的生产方法及其精馏残液的回收方法 | |
| CN101161623A (zh) | 2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮的合成工艺 | |
| PL198659B1 (pl) | Sposób wytwarzania średniocząsteczkowych żywic epoksydowych | |
| PL175521B1 (pl) | Sposób wytwarzania stałych żywic epoksydowych | |
| CN106008451B (zh) | 环硫化合物的制备方法 | |
| CN110003266B (zh) | 一种高品质的3-辛酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷的环保生产方法 | |
| EP0085277B1 (en) | Process for the production of ethylenediamine tetraacetic acid | |
| CN104003365B (zh) | 湿法磷酸沉积渣制备磷酸钛的方法 | |
| CN101735121A (zh) | 制备2-羟基-4-甲基硫代丁酸的方法 | |
| PL172981B1 (pl) | Sposób wytwarzania płynnych żywic epoksydowych | |
| CN101723867A (zh) | 制备2-羟基-4-甲基硫代丁酸的方法 | |
| CN106800303A (zh) | 一种利用微通道反应器制备碘化钾的方法 | |
| CN108117490B (zh) | 一种对硝基苄醇的制备方法 | |
| WO2002008181A1 (en) | Process for producing 2-hydroxy-4-methylthiobutanoic acid | |
| PL198669B1 (pl) | Sposób wytwarzania płynnych żywic epoksydowych | |
| JP3932814B2 (ja) | アクリロニトリルの回収方法 | |
| JPH05500813A (ja) | アルキル―〔3クロロフェニル〕―スルホンの製造方法 | |
| CN107902696B (zh) | 三氧化二锑提纯方法 | |
| WO2023084314A1 (en) | A process for the preparation of sulfamic acid | |
| US20100094049A1 (en) | Process for producing 2-hydroxy-4-methylthiobutanoic acid | |
| CN106349189B (zh) | 9,9-双[4-(2,3-环氧丙氧基乙氧基)苯基]芴的制备方法 | |
| RU2229442C2 (ru) | Способ получения химически осажденного карбоната кальция |