PL64105B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.XI.1971 64105 KI. 39 b5, 5/06 MKP C 08 g, 5/06 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Józef Marzec, Wanda Koszel, Tadeusz Turkiewicz, Jan Kolodziej, Józef Kramza, Zenon Przybycien Wlasciciel patentu: Zaklady Chemiczne „Gamrat", Jaslo (Polska) Sposób wytwarzania fenolowych zywic nowolakowych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania fenolowych zywic nowolakowych o zmniejszonej ilosci wód pokondensacyjnych zawierajacych mini¬ malna ilosc nie przereagowanych fenoli.Znany sposób otrzymywania fenolowych zywic nowolakowych polega na tym, ze fenole (fenol, kre¬ zole, ksylenole) kondensuje sie jednostopniowo z 30% lub 37%-owym wodnym roztworem formal¬ dehydu, wobec katalizatora kwasowego w tempera¬ turze wrzenia masy reakcyjnej, a nastepnie oddesty- lowuje wody poreakcyjne. Celem zmniejszenia w zy¬ wicy zawartosci substancji ulegajacych bromowa¬ niu, a okreslanych jako wolne fenole, zywice do¬ datkowo destyluje sie z para wodna.Wada tego sposobu produkcji jest powstawanie duzych ilosci wód pokondensacyjnych o znacznym stezeniu fenoli oraz dlugi czas produkcji. Dla wy¬ produkowania jednej tony zywicy o niskiej zawar¬ tosci wolnych fenoli i wysokiej temperaturze topnie¬ nia, czas ten dochodzi nawet do 40 godzin. Znane i stosowane metody chemicznego i biologicznego odfenolowywania wód pokondensacyjnych sa kosz¬ towne i wymagaja duzych nakladów robocizny, urzadzen i materialów. Z tego tez wzgledu zmierza sie do wydatnego ograniczenia ilosci wód pokon¬ densacyjnych oraz zmniejszenia w nich zawartosci wolnych fenoli do minimum.Znane sa równiez z literatury jednostopniowe spo¬ soby produkcji fenolowych zywic nowolakowych z fenolu i paraformaldehydu stalego. W praktyce nie 10 15 25 30 prowadzi sie jednak kondensacji fenolu z paraform- aldehydem stalym w srodowisku kwasnym, ze wzgledu na techniczne trudnosci opanowania pro¬ cesu pod wzgledem rezimu temperaturowego i za¬ pobiegania stratom paraformaldehydu do otoczenia.Wady znanych i podanych wyzej metod usuwa sposób wedlug wynalazku, pozwalajacy na otrzymy¬ wanie fenolowych zywic nowolakowych o zmniej¬ szonej ilosci wód pokondensacyjnych zawierajacych minimalne ilosci wolnych fenoli, jezeli jako surow¬ ce zawierajace aldehyd mrówkowy stosuje sie stala lub stopiona formaline 60%-owa lub równorzedna mieszanine formaliny 37%-owej z paraformalde- hydem albo 60% -owa wodna zawiesine paraform¬ aldehydu i paraformaldehyd staly, a ich kondensa¬ cje z fenolami wobec katalizatora kwasowego pro¬ wadzi sie dwustopniowo, najpierw kondensujac fe¬ nole z formalina 60%-owa lub równorzedna mie¬ szanine formaliny 37%-owej z paraformaldehydem lub z 60%-owa wodna zawiesina paraformaldehydu i paraformaldehydem stalym w stosunku molowym 1 :0,1 — 0,3 :0,2 — 0,4 w temperaturze 90—110°C przez okres 1—3 godzin, a nastepnie po obnizeniu temperatury masy reakcyjnej do 80—70°C i zdozo- waniu drugiego namiaru paraformaldehydu stalego w takiej ilosci, by stosunek molowy fenoli do suma¬ rycznego wsadu aldehydu mrówkowego wynosil 1 :0,7 — 0,98 prowadzi sie drugi etap kondensacji w temperaturze 90—110 °C przez okres 2—& godzin* 641053 oddestylowuje wody poreakcyjne. Proces produkcji prowadzi sie w sposób nastepujacy: Do reaktora dozuje sie kolejno namiar fenolu, kwasu fosforowego 80%-owego, formaliny 60%-owej lub równorzednej mieszaniny formaliny 37%-owej z paraformaldehydem lub 60%-owej wodnej zawie¬ siny paraformaldehydu i pierwszego wsadu para- formaldehydu stalego. Mase reakcyjna podgrzewa sie do temperatury 90—110°C i w tej temperaturze prowadzi pierwszy etap kondensacji przez okres 1—3 godzin. Nastepnie zawartosc reaktora ochladza sie do temperatury 80—70°C i dozuje drugi namiar pa¬ raformaldehydu stalego, po czym mase reakcyjna ponownie podgrzewa sie do temperatury 90—110°C i w tej temperaturze prowadzi drugi etap konden¬ sacji przez okres 2—5 godzin. Po zakonczeniu kon¬ densacji oddestylowuje sie niewielka ilosc wód po¬ reakcyjnych pod cisnieniem otoczenia lub cisnie¬ niem zmniejszonym w temperaturze 140—170°C.Koncowy stosunek molowy reagentów oraz czas trwania obydwu etapów kondensacji ustala sie in¬ dywidualnie dla danego asortymentu zywicy w za¬ leznosci od zadanej zawartosci w niej wolnych fe¬ noli i jej temperatury topnienia.Sposób wytwarzania fenolowych zywic nowola- kowych wedlug wynalazku zapewnia lagodny prze¬ bieg procesu kondensacji, 100%-we przereagowanie surowców, nieznaczna ilosc wód pokondensacyjnych z minimalna zawartoscia wolnych fenoli co ma istot¬ ne znaczenie przy ich dalszej obróbce na drodze biologicznej. Laczny czas produkcji jednej tony zy¬ wicy wytworzonej sposobem wedlug wynalazku nie przekracza 50% czasu produkcji zywicy o analo¬ gicznych wlasnosciach, wytworzonej wedlug dotych¬ czas znanych sposobów. Zwieksza sie równiez o ca 40% wsad surowcowy do reaktora oraz znacznie zmniejsza zuzycie czynników energetycznych i ro¬ bocizny na jedna tone wytworzonej zywicy nowola- kowej. Najistotniejszym jest to, ze na jedna tone zywicy wytworzonej sposobem wedlug wynalazku otrzymuje sie co najwyzej do 0,2 m* wód poreak¬ cyjnych zawierajacych wolne fenole w ilosci nie wiekszej jak 10 g/l co ma zasadnicze znaczenie dla dalszej ich obróbki chemicznej i biologicznej. Wie¬ lokrotnie mniejszym niz dotychczas nakladem ro¬ bocizny, urzadzen i materialów uzyskuje sie znacz¬ nie wyzszy stopien odfenolowania wód pokonden¬ sacyjnych co ma zasadnicze znaczenie dla zycia bio¬ logicznego wód otwartych.Przyklady wytwarzania fenolowych zywic nowo- lakowych.Przyklad I. Do aparatu zaopatrzonego w mie¬ szadlo, termometr i chlodnice zwrotna dozuje sie 1000 czesci wagowych fenolu, 10 czesci wagowych 80%-owego kwasu fosforowego, 100 czesci wago¬ wych formaliny 60%-owej i 100 czesci wagowych paraformaldehydu, po czym calosc mieszajac pod¬ grzewa sie do temperatury 100—110°C (wrzenia) i w tej temperaturze prowadzi sie kondensacje wstepna przez okres 1 godziny. Nastepnie zawar¬ tosc reaktora ochladza sie do temperatury 80—70°C i poprzez wlaz dozuje 140 czesci wagowych para¬ formaldehydu stalego. Wlaz reaktora zamyka sie i podgrzewa mieszanine reakcyjna do temperatury 100—11Ó°C. W temperaturze 100—110°C prowadzi sie 64105 4 kondensacje przez okres 3 godzin. Po kondensacjE chlodnice nastawia sie na bieg destylacyjny i w tem¬ peraturze 150—170°C oddestylowuje sie 150 litrów wody poreakcyjnej. Odwodniona zywice spuszcza 5 sie z reaktora na tace, chlodzi, rozdrabnia i pakuje- do beczek drewnianych lub worków.Otrzymana w powyzszy sposób zywica zawiera nie wiecej niz 3% substancji ulegajacych bromo¬ waniu i ma temperature mieknienia powyzej 100°C. io Znajduje ona zastosowanie w przemysle odlewni¬ czym do produkcji rdzeni, w przemysle farb i lakie¬ rów oraz do produkcji tarcz sciernych.Przyklad II. Do aparatu jak w przykladzie I dozuje sie 500 czesci wagowych fenolu, 500 czesci 15 wagowych metakrezolu, 8 czesci wagowych 80%- -owego kwasu fosforowego, 100 czesci wagowych formaliny 60%-owej i 100 czesci wagowych para¬ formaldehydu. Nastepnie w warunkach analogicz¬ nych jak w przykladzie I prowadzi sie kondensacje- 20 wstepna, po czym zawartosc reaktora chlodzi sie do- temperatury 80—70°C i poprzez wlaz dozuje 70 cze¬ sci wagowych paraformaldehydu. Po wykonaniu tej czynnosci zawartosc reaktora podgrzewa sie do temperatury 90—100°C i prowadzi kondensacje przez 25 okres 2 godzin. Po kondensacji oddestylowuje sie w sposób analogiczny jak w przykladzie I 150 1 wo¬ dy poreakcyjnej. Dalej postepuje sie w sposób iden¬ tyczny jak w przykladzie I. Otrzymana w powyzszy sposób zywica zawiera nie wiecej niz 5% substancji 30 ulegajacych bromowaniu i ma temperature mieknie¬ nia w granicach 75—85°C. Znajduje ona zastosowa¬ nie do produkcji tloczyw fenolowych, farb drukar¬ skich itp.Przyklad III. Do aparatu jak w przykladzie I 35 dozuje sie 1000 czesci wagowych fenolu, 10 czesci wagowych 80%-owego kwasu fosforowego, 120 cze¬ sci wagowych formaliny 60%-owej lub 120 czesci wagowych mieszaniny formaliny 37%-owej z para- f ormaldehy dem lub 120 czesci wagowych 60%-owej 40 wodnej zawiesiny paraformaldehydu i 100 czesci wa¬ gowych stalego paraformaldehydu. Nastepnie w wa¬ runkach analogicznych jak w przykladzie I prowadzi sie kondensacje wstepna, po czym zawartosc reakto¬ ra chlodzi sie do temperatury 80—70°C i poprzez 45 wlaz dozuje 80 czesci wagowych paraformaldehydu stalego. Po wykonaniu tej czynnosci zawartosc re¬ aktora podgrzewa sie do temperatury 90—100°CT i prowadzi kondensacje przez okres 2 godzin. Po kondensacji oddestylowuje sie 160 litrów wody po- 50 reakcyjnej w sposób analogiczny jak w przykladzie- I. Równiez dalszy tok postepowania jest analogicz¬ ny jak w przykladzie I. Otrzymana zywica zawiera nie wiecej niz 4% substancji bromujacych, posiada temperature mieknienia w granicach 80—85 °CT 55 i znajduje zastosowanie do produkcji farb drukar¬ skich itp. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 60 1. Sposób wytwarzania fenolowych zywic nowo— lakowych o zmniejszonej ilosci wód pokondensa¬ cyjnych zawierajacych nieznaczne ilosci wolnych, fenoli, przez kondensacje fenoli: fenolu, krezoli: 85 i ksylenoli oddzielnie lub w mieszaninie z aldehy-64105 6 dem mrówkowym w srodowisku kwasnym, zna¬ mienny tym, ze kondensacje prowadzi sie dwustop¬ niowo najpierw fenoli z formalina 60%-owa lub równorzedna mieszanina formaliny 37%-owej z pa¬ raf ormaldehydem albo 60% wodna zawiesina pa- raformaldehydu i paraformaldehydem stalym w sto¬ sunku molowym 1 :0,1 — 0,3 :0,2 — 0,4 w tempera¬ turze 80—110°C w ciagu 1—3 godzin w obecnosci co najmniej 2 czesci wagowych 100% katalizatora kwasowego na 1000 czesci wagowych fenoli, a na¬ stepnie po obnizeniu temperatury masy reakcyjnej do temperatury 80—50°C, zdozowaniu drugiej porcji paraformaldehydu stalego i ponownym podgrzaniu zawartosci reaktora do temperatury 80—110°C, z pa¬ raformaldehydem stalym w stosunku molowym fe¬ noli do sumarycznego wsadu aldehydu mrówkowego 1 :0,7 — 0,98 w ciagu 2—5 godzin w temperaturze 80—110°C.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pierwszy etap kondensacji kwasnej fenoli z aldehy¬ dem mrówkowym rozpoczyna i prowadzi sie w obec¬ nosci wody doprowadzonej do mieszaniny reakcyj¬ nej z zewnatrz wraz z surowcami, a drugi etap kondensacji z paraformaldehydem stalym zdozo- 5 wanym do mieszaniny reakcyjnej zawierajacy juz wode z pierwszego etapu kondensacji.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze w pierwszym etapie kondensacji na 1000 czesci wa- 10 gowych fenoli przypada co najwyzej 160 czesci wago¬ wych formaliny 60%-owej lub równorzednej mie¬ szaniny formaliny 37%-owej z paraformaldehydem albo 60%-owej wodnej zawiesiny paraformaldehydu. 15

4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze obydwa etapy kondensacji prowadzone sa w obec¬ nosci co najmniej 2 czesci wagowych 100% katali¬ zatora kwasowego, najkorzystniej kwasu fosforowe¬ go lub kwasu szczawiowego na 1000 czesci wago- 20 wy eh fenoli. PL PL