PL211144B1 - Sposób wytwarzania glicydylowego eteru trimetylolopropanu - Google Patents

Sposób wytwarzania glicydylowego eteru trimetylolopropanu

Info

Publication number
PL211144B1
PL211144B1 PL386648A PL38664808A PL211144B1 PL 211144 B1 PL211144 B1 PL 211144B1 PL 386648 A PL386648 A PL 386648A PL 38664808 A PL38664808 A PL 38664808A PL 211144 B1 PL211144 B1 PL 211144B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
water
trimethylolpropane
reaction
epichlorohydrin
organic phase
Prior art date
Application number
PL386648A
Other languages
English (en)
Other versions
PL386648A1 (pl
Inventor
Marian Spadło
Lech Iwański
Andrzej Brzezicki
Tadeusz Kraśnik
Damian Kiełkiewicz
Stanisław Zebzda
Sławomir Babiarz
Mariusz Dziwota
Adam Ryzner
Roman Wolski
Janusz Bąk
Original Assignee
Inst Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia filed Critical Inst Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia
Priority to PL386648A priority Critical patent/PL211144B1/pl
Publication of PL386648A1 publication Critical patent/PL386648A1/pl
Publication of PL211144B1 publication Critical patent/PL211144B1/pl

Links

Landscapes

  • Epoxy Compounds (AREA)

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211144 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 386648 (22) Data zgłoszenia: 01.12.2008 (51) Int.Cl.
C07C 43/11 (2006.01) C07C 43/04 (2006.01) C07C 41/02 (2006.01) (54)
Sposób wytwarzania glicydylowego eteru trimetylolopropanu
(73) Uprawniony z patentu: INSTYTUT CIĘŻKIEJ SYNTEZY ORGANICZNEJ BLACHOWNIA, Kędzierzyn-Koźle, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono: (72) Twórca(y) wynalazku:
07.06.2010 BUP 12/10 MARIAN SPADŁO, Kędzierzyn-Koźle, PL LECH IWAŃSKI, Kędzierzyn-Koźle, PL ANDRZEJ BRZEZICKI, Kędzierzyn-Koźle, PL TADEUSZ KRAŚNIK, Kędzierzyn-Koźle, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.04.2012 WUP 04/12 DAMIAN KIEŁKIEWICZ, Kędzierzyn-Koźle, PL STANISŁAW ZEBZDA, Nowa Sarzyna, PL
SŁAWOMIR BABIARZ, Nowa Sarzyna, PL MARIUSZ DZIWOTA, Nowa Sarzyna, PL ADAM RYZNER, Nowa Sarzyna, PL ROMAN WOLSKI, Nowa Sarzyna, PL JANUSZ BĄK, Tarnogóra, PL
PL 211 144 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania eteru glicydylowego trimetylolopropanu przez glicydylowanie trimetylolopropanu epichlorohydryną, stosowanego jako aktywny rozcieńczalnik kompozycji epoksydowych.
Szybki rozwój przetwórstwa żywic epoksydowych wymaga różnego rodzaju modyfikacji, między innymi zmniejszenia lepkości kompozycji epoksydowych za pomocą rozcieńczalników aktywnych typu glicydylowych eterów alkoholi alifatycznych, które w przeciwieństwie do rozcieńczalników nieaktywnych, reagują chemicznie w procesie utwardzania, wbudowując się w przestrzenną strukturę żywicy. Poprawia to właściwości przetwórcze preparowanych kompozycji i zmniejsza zanieczyszczenie środowiska, ograniczając emisję rozcieńczalników organicznych.
Etery glicydylowe na bazie alkoholi wielowodorotlenowych ze względu na duże liczby epoksydowe, w przeciwieństwie do rozcieńczalników monoepoksydowych, nie zmniejszają reaktywności układu, można je stosować w znacznie większych ilościach zarówno w kompozycjach utwardzanych na zimno, jak i na gorąco, przy czym ich wpływ na właściwości kompozycji po utwardzeniu zależy od typu danego rozcieńczalnika. Bardzo dobrym rozcieńczalnikiem żywic epoksydowych jest glicydylowy eter trimetylolopropanu, gdyż tylko w niewielkim stopniu wpływa na obniżenie ich wytrzymałości mechanicznej po utwardzeniu. Odznacza się również małą toksycznością, w przeciwieństwie do glicydylowego eteru glikolu neopentylowego, którego zastosowanie ogranicza się ze względu na toksyczność i silne dział anie mutagenne.
Znaną z literatury metodą syntezy glicydylowych eterów alkoholi o niskiej zawartości chloru organicznego jest metoda jednostopniowa, polegająca na bezpośredniej reakcji alkoholu z epichlorohydryną w obecności wodorotlenków metali alkalicznych, często w środowisku rozpuszczalnika i katalizatora przeniesienia fazowego (P. Czub, Z. Bończa-Tomaszewski, P. Pęczek i inni, Chemia i technologia żywic epoksydowych, WNT, Warszawa 2002).
W przypadku alkoholi wielowodorotlenowych proces chemiczny jest zło żony i stanowi wypadkową wielu równoczesnych i następczych reakcji. Przy użyciu stechiometrycznej ilości epichlorohydryny, niezbędnej do eteryfikacji wszystkich grup wodorotlenowych, powstający początkowo eter glicydylowy ulega polimeryzacji. Można temu w pewnym stopniu zaradzić, stosując do reakcji nadmiar epichlorohydryny, co jednak prowadzi do powstawania w warunkach reakcji polimerów epichlorohydryny lub produktów jej przemiany. Reakcje uboczne powodują wzrost zawartości chloru organicznego, w tym łatwo hydrolizującego, w produkcie koń cowym, co jest niewskazane, z punktu widzenia wykorzystywania rozcieńczalnika do kompozycji epoksydowych dla przemysłu elektronicznego.
Z opisów patentowych EP 121260, JP 0532650, JP 43389, JP 161087, USA 6392064 dotyczących wytwarzania glicydylowych eterów w reakcji alifatycznych alkoholi wielowodorotlenowych z epichlorohydryną wynika, że reakcję należy prowadzić w dużym nadmiarze epichlorohydryny, w obecności katalizatora przeniesienia fazowego i przy użyciu dużego nadmiaru wodorotlenku sodowego. W przypadku trimetylolopropanu molowy nadmiar epichlorohydryny wynosi 17, stężenie katalizatora przeniesienia fazowego mieści się w granicach 0,5-1,5% (na przykład chlorek tetrabutyloamoniowy), proces prowadzi się w temperaturze 15-60°C, przy stężeniu wodnego roztworu wodorotlenku sodowego 45-55%. Przy zastosowaniu rozpuszczalników epichlorohydrynę dozuje się do mieszaniny alkoholu wielowodorotlenowego i wodorotlenku sodowego. Czas reakcji przekracza 3 godziny i wynosi nawet kilkanaście godzin. W przypadku syntezy z użyciem wyższych alkoholi dwuwodorotlenowych wydajność zależy silnie od rodzaju alkoholu i wynosi od 29,0 do 92,6%.
W patentach JP 08119956 (1994) i JP 003428 (2002) przedstawiono syntezę eterów glicydylowych bez użycia wody i organicznego rozpuszczalnika w etapie glicydylowania, w obecności katalizatora przeniesienia fazowego i stałego wodorotlenku sodowego. Wodorotlenek sodowy dozuje się w cią gu jednej godziny, w temperaturze 60-65°C, a nastę pnie utrzymuje mieszanie reagentów przez kolejne 2 godziny, po czym mieszaninę reakcyjną neutralizuje kwasem octowym do pH 5-6, dodaje wodę i po dwukrotnym przemyciu filtruje, otrzymując produkt z wydajnością 86%. W opisie patentowym JP 6048956 (2000) reakcję glicydylowania polioli prowadzi się, ogrzewając reagenty w temperaturze 45-50°C, w atmosferze azotu, w obecności 0,8% bromku tetrabutyloamoniowego z dodatkiem 10% wody w stosunku do użytego stałego wodorotlenku sodowego. Warstwę organiczną oddziela się przez filtrację, przemywa dwukrotnie wodą i oczyszcza destylując pod zmniejszonym ciśnieniem. Wydajność produktu wynosi 60% w odniesieniu do wyjściowego alkoholu dwuwodorotlenowego.
Celem wynalazku było opracowanie skutecznego, ekologicznego i ekonomicznego sposobu wytwarzania glicydylowego eteru trimetylolopropanu o niskiej zawartości chloru organicznego, łatwo hyPL 211 144 B1 drolizującego i o wysokiej liczbie epoksydowej, przeznaczonego przede wszystkim jako rozcieńczalnik aktywny kompozycji epoksydowych.
W badaniach procesu glicydylowania trimetylolopropanu epichlorohydryną stwierdzono, że niezależnie od odpowiedniego nadmiaru epichlorohydryny, ważna jest postać stosowanego wodorotlenku sodowego i jego ilość w stosunku do potrzeb, wynikających ze stechiometrii reakcji. Stwierdzono, że niezwykle istotnym czynnikiem jest dozowanie wodorotlenku sodowego do mieszaniny reagentów. Zaobserwowano, że stosowanie wodorotlenku sodowego w postaci roztworu wodnego, podobnie jak i użycie reagentów w ilościach zbliżonych do wartości stechiometrycznych powoduje powstawanie bardzo dużych ilości nierozpuszczalnego w środowisku reakcji polimeru, rozdział faz jest utrudniony lub nie zachodzi w ogóle, a zawartość grup epoksydowych w produkcie wyrażana liczbą epoksydową kształtuje się na niskim poziomie 0,5 mol/100 g.
Nieoczekiwanie okazało się, że można otrzymać produkt eterowy z wysoką wydajnością, charakteryzujący się wysoką liczbą epoksydową, niską zawartością chloru organicznego łatwo hydrolizującego i niską lepkością, przy ograniczeniu reakcji ubocznych. Możliwe jest przy tym całkowite wyeliminowanie powstawania polimeru nierozpuszczalnego w środowisku reakcji i bardzo dobry rozdział faz po przemywaniu wodą mieszaniny poreakcyjnej, jeżeli proces glicydylowania trimetylolopropanu prowadzi się dozując najpierw w ciągu około 30 minut 8-15% założonej ilości NaOH, a następnie po 25-35 minutowej przerwie, dozuje się w ciągu około 2 godzin pozostałą część NaOH w równomiernych odstępach czasu, po czym reakcję prowadzi się jeszcze przez kolejne 30 minut.
Istota sposobu wytwarzania glicydylowego eteru trimetylolopropanu przez glicydylowanie trimetylolopropanu epichlorohydryną, przy użyciu nadmiaru reagentów, w temperaturze 55-60°C, w obecności katalizatora przeniesienia fazowego w postaci czwartorzędowych soli amoniowych użytych w ilości 0,5-2% w stosunku do masy reagentów w obecno ś ci 0,5-2% wody, polega na tym, ż e reakcję prowadzi się w ciągu 25-35 minut dozując 8-15% założonej ilości stałego NaOH, a następnie po 25-35 minutowej przerwie dozuje się porcjami, równomiernie w ciągu 2-2,5 godzin pozostałą część NaOH, po czym reakcję prowadzi się przez kolejne 25-35 minut, po czym odfiltrowuje się NaCI a fazę organiczną przemywa się wodą.
Korzystnie jest, jeżeli stosuje się dwukrotne przemywanie fazy organicznej wodą.
Korzystnie jest, jeżeli z fazy organicznej po przemywaniu wodą usuwa się nieprzereagowaną epichlorohydrynę.
Korzystnie jest, jeżeli z fazy organicznej po przemywaniu wodą nieprzereagowaną epichlorohydrynę usuwa się stosując destylację próżniową
Korzystnie jest, jeżeli strumień nieprzereagowanej epichlorohydryny zawraca się do reakcji glicydylowania.
P r z y k ł a d 1
Proces wytwarzania glicydylowego eteru trimetylolopropanu z trimetylolopropanu i epichlorohydryny prowadzi się w sposób periodyczny w aparaturze szklanej w reaktorze cylindrycznym o pojemności całkowitej 0,5 dm3, wyposażonym w mieszadło mechaniczne o kontrolowanej szybkości obrotów, płaszcz grzewczy, termoparę połączoną z miernikiem temperatury, chłodnicą zwrotną z wewnętrzną spiralą chłodzoną cieczą o temperaturze -10°C, wkraplacz do dozowania epichlorohydryny, króciec do dozowania stałego NaOH oraz dolny króciec odprowadzający.
Ponadto w skład aparatury wchodził zestaw filtracyjny i wyparka próżniowa.
Do reaktora wprowadza się 20,14 g trimetylolopropanu o czystości 99% i ogrzewa do temperatury 57°C. Następnie dodaje się 248,25 g epichlorohydryny o czystości 99,9%, 2 g wody destylowanej i 4 g wodorosiarczanu tetrabutyloamoniowego o czystości 97%. Po osiągnięciu temperatury 55°C, przy intensywnym mieszaniu (600 obrotów/minutę) rozpoczyna się dozowanie porcjami stałego wodorotlenku sodowego. Najpierw wprowadza się 1,5 g NaOH, a po 25 minutach 1,51 g NaOH, a następnie po 30 minutowej przerwie w dozowaniu, w ciągu 2 godzin wprowadza się do reakcji pozostałą część NaOH, to jest 27,1 g w 16 porcjach (średnio po 1,7 g, co 7,5 minuty), po czym reakcję prowadzi się jeszcze przez kolejne 30 minut. Temperaturę reakcji utrzymuje się na poziomie 57°C. Po zakończeniu reakcji mieszaninę poreakcyjną schładza się do temperatury 30°C, a następnie filtruje w celu oddzielenia powstałego w procesie NaCI. Otrzymaną fazę organiczną przemywa się dwukrotnie 50 g wody destylowanej i po rozdziale faz poddaje się, w temperaturze 30°C, destylacji próżniowej na wyparce obrotowej, odbierając nieprzereagowaną epichlorohydrynę wraz z niewielką ilością wody i produktów przemiany. Do pozostałości podestylacyjnej dodaje się 48 g wody i ponownie prowadzi destylację próżniową w temperaturze 80°C, pod ciśnieniem 30 kPa, w celu wydestylowania resztek epichlo4
PL 211 144 B1 rohydryny z produktu końcowego. Otrzymuje się 47,24 g glicydylowego eteru trimetylolopropanu o nastę pują cych wł a ś ciwoś ciach:
liczba epoksydowa 0,800 mol/100 g, lepkość w 25°C 68 rnPa^s, zawartość chloru hydrolizującego 0,54%, barwa w skali Gardnera 5.
P r z y k ł a d 2
Proces otrzymywania glicydylowego eteru trimetylolopropanu prowadzi się jak w przykładzie 1 z tym, że w miejsce czystej epichlorohydryny dodaje się mieszaninę 106,3 g epichlorohydryny świeżej i 145,8 g destylatu z destylacji próżniowej zawierającego 97,2% epichlorohydryny, 1,91% wody i 0,88% produktów ubocznych; przed rozpoczęciem reakcji nie stosuje się odrębnego dodawania wody (wodę zawiera zawracany destylat), a w operacji przemywania mieszaniny poreakcyjnej wodą do pierwszego mycia stosuje się 58 g fazy wodnej z drugiego mycia, zawierającej 91,12% wody, 5,6% epichlorohydryny, 0,41% NaCI, 3,38% produktów ubocznych, a do drugiego mycia stosuje się 50 g wody destylowanej. Otrzymuje się 47,20 g produktu eterowego o właściwościach:
liczba epoksydowa 0,830 mol/100 g, lepkość w 25°C 90 mPa^s, zawartość chloru hydrolizującego 0,57%, barwa w skali Gardnera 4.
P r z y k ł a d 3 (porównawczy)
Proces otrzymywania glicydylowego eteru trimetylolopropanu prowadzi się jak w przykładzie 1 z tym, że stały wodorotlenek sodowy dozuje się równomiernie w porcjach po 1,5 g, co 9 minut w ciągu 3 godzin, nie stosując przerw w dozowaniu, a następnie reakcję prowadzi się jeszcze przez 30 minut. Otrzymuje się 43 g produktu eterowego o niskiej liczbie epoksydowej równej 0,534 mol/100 g, wysokiej lepkości w 25°C 400 mPa^s, wysokiej zawartości chloru hydrolizującego 3,6% i barwie w skali Gardena 7, przy czym rozdział faz po myciu jest utrudniony.
Sposób według wynalazku pozwala na otrzymanie glicydylowego eteru trimetylolopropanu z dobrą wydajnością i z całkowitym przereagowaniem trimetylolopropanu, przy ograniczeniu ilości produktów ubocznych. Możliwy jest zawrót strumienia nieprzereagowanej epichlorohydryny do reakcji, a także zastosowanie strumienia wody z drugiego mycia do pierwszego mycia mieszaniny poreakcyjnej. Filtrowanie soli i rozdział faz po myciu wodą przebiega bardzo dobrze; sól jest krystaliczna, rozdział faz szybki i ostry, brak żeli - międzyfazy. Liczba epoksydowa produktu jest wysoka i kształtuje się na poziomie 0,8 mol/100 g, lepkość produktu w 25°C mieści się w granicach 60-100 mPa^s, zawartość chloru hydrolizującego poniżej 0,6%, barwa w skali Gardena wynosi 4-6, a wydajność produktu eterowego przekracza 96%.

Claims (5)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania glicydylowego eteru trimetylolopropanu przez glicydylowanie trimetylolopropanu epichlorohydryną, przy użyciu nadmiaru reagentów, w temperaturze 55-60°C, w obecności katalizatora przeniesienia fazowego w postaci czwartorzędowych soli amoniowych użytych w ilości 0,5-2% w stosunku do masy reagentów w obecności 0,5-2% wody, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w ciągu 25-35 minut dozując 8-15% założonej ilości stałego NaOH, a następnie po 25-35 minutowej przerwie dozuje się porcjami, równomiernie w ciągu 2-2,5 godzin pozostałą część NaOH, po czym reakcję prowadzi się przez kolejne 25-35 minut, po czym odfiltrowuje się NaCI a fazę organiczną przemywa się wodą.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się dwukrotne przemywanie fazy organicznej wodą.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że z fazy organicznej po przemywaniu wodą usuwa się nieprzereagowaną epichlorohydrynę.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że z fazy organicznej po przemywaniu wodą nieprzereagowaną epichlorohydrynę usuwa się stosując destylację próżniową.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień nieprzereagowanej epichlorohydryny zawraca się do reakcji glicydylowania.
PL386648A 2008-12-01 2008-12-01 Sposób wytwarzania glicydylowego eteru trimetylolopropanu PL211144B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL386648A PL211144B1 (pl) 2008-12-01 2008-12-01 Sposób wytwarzania glicydylowego eteru trimetylolopropanu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL386648A PL211144B1 (pl) 2008-12-01 2008-12-01 Sposób wytwarzania glicydylowego eteru trimetylolopropanu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL386648A1 PL386648A1 (pl) 2010-06-07
PL211144B1 true PL211144B1 (pl) 2012-04-30

Family

ID=42990429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL386648A PL211144B1 (pl) 2008-12-01 2008-12-01 Sposób wytwarzania glicydylowego eteru trimetylolopropanu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL211144B1 (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108383808A (zh) * 2018-03-15 2018-08-10 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 一种环氧稀释剂的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108383808A (zh) * 2018-03-15 2018-08-10 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 一种环氧稀释剂的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
PL386648A1 (pl) 2010-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0503650B1 (en) Method of manufacturing ferulic acid
CN108191604A (zh) 一种连续制备2-甲基烯丙醇的方法
JP5693205B2 (ja) トリメチロールプロパンの色の向上法
PL211144B1 (pl) Sposób wytwarzania glicydylowego eteru trimetylolopropanu
JPH0428711B2 (pl)
JP5066447B2 (ja) 2−ヒドロキシエステル化合物の製造方法
CN1336359A (zh) 三相相转移催化合成9,9-二(甲氧甲基)芴工艺
JP4645032B2 (ja) スピログリコールの製造方法
JP4383180B2 (ja) 結晶性エポキシ化合物の製造方法
KR100449883B1 (ko) 메틸화 멜라민의 제조방법
JPS62129233A (ja) 精製された2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオ−ルの製造方法
EP4127027B1 (en) A method for the preparation of poly(phenylene sulfide)
RU2362767C1 (ru) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-2-ЭТИЛГЕКСИЛ-N'-ФЕНИЛ-п-ФЕНИЛЕНДИАМИНА
JPH0791360B2 (ja) 多価フェノールのグリシジルエーテルの製造方法
JPS59137431A (ja) トリメチロ−ルヘプタンの製造方法
PL198669B1 (pl) Sposób wytwarzania płynnych żywic epoksydowych
PL231788B1 (pl) Sposób otrzymywania ciekłych żywic epoksydowych
PL231787B1 (pl) Sposób wytwarzania średniocząsteczkowych żywic epoksydowych
CN118215648A (zh) 回收聚(对苯二甲酸乙二酯)的低温工艺
WO2006121111A1 (ja) ポリエーテルポリオールの製造方法
JP2006342344A (ja) ポリエーテルポリオールの製造方法
JP4672145B6 (ja) 分岐鎖カルボン酸のグリシジルエステルの製造方法
JP4672145B2 (ja) 分岐鎖カルボン酸のグリシジルエステルの製造方法
PL236972B1 (pl) Sposób wytwarzania diglicydylowego eteru 1,4-butandiolu
WO2025003817A1 (en) Method for recycling of items comprising poly(ethylene terephthalate), particularly of polyester garments waste

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20111201