Способ получения сложноэфирного отвердителя жидкостекольных формовочных смесей Советский патент 1991 года по МПК C07C67/08 C07C69/16 C08K5/11 

fe

Изобретение касается сложных эфиров, в частности получения сложноэфирного от- вердителя жидкостекольных формовочных смесей в линейном производстве. Цеть - повышение качества отвердителя. Процесс ведут этерификацией этиленгликоля уксусной кислотой в присутствии ортофосфорной кислоты при 100-180°С и атмосферном давлении в присутствии 5-15 мас.% пропионо- вой кислоты в расчете на исходный этиленгликоль с одновременной отгонкой воды из зоны реакции. Эфир обеспечивает сокращение времени процесса отверждения, увеличение начальной прочности формовочной смеси в 1,5-4 раза и уменьшение живучести формовочной смеси более чем в 10 раз по сравнению с известным отверди- телем. 1 табл.

Изобретение относится к технологии основного органического синтеза, в частности к получению сложных эфиров этиленгли- коля, применяемых при отверждении жидкостекольных смесей в линейном производстве.

Целью изобретения является повышение качества отвердителя, в результате чего достигаются сокращение времени отверждения и увеличение начальной прочности формовочных смесей.

Сущность предложенного способа поясняется примерами получения отвердителя и его использования по назначению.

Примеры 1-11. Для получения сложноэфирного отвердителя в стеклянную круг- лодонную колбу вместимостью 1 дм3 (куб-реактора) загружают 248 г этиленгликоля, 480 г уксусной, 16,5 г пропионовой и 2,5 г ортофосфорной кислот, Этерификацию проводят при температуре куба 170°С и атмосферном давлении. Одновременно из зоны реакции удаляют образовавшуюся воду путем отгонки в виде азеотропной смеси с уксусной и пропионовой кислотами с помощью ректификационной колонны (внутренний диаметр 12 мм, высота 100 см, насадка - стеклянные кольца диаметром 4 мм). Кубовый продукт является сложно- эфирным отвердителем в количестве 648 г, представляющим собой прозрачную однородную жидкость желтого цвета (допускается опалесценция). Физико-химические свойства продукта по примерам 1-11 приведены в таблице.

Для получения других образцов сложно- эфирного отвердителя процесс проводят в условиях, описанных выше, варьируя количество пропионовой кислоты по отношению к исходному этиленгликолю (см. таблицу).

О 00

ел ю

Примеры 12-14. Отвердитель получают в условиях известного способа ацетокси- лированием этиленгликоля уксусной кислотой в присутствии толуола с одновременным удалением реакционной воды из зоны реакции в виде азеотропной смеси с толуолом.

В таблице приведены сравнительные характеристики формовочной смеси с добавлением отвердителя, полученного по из- вестному способу.

Испытание свойств формовочной смеси. Полученные по примерам 1-14 сложно- эфирные отвердители используют для приготовления составов жидкостекольных формовочных смесей.

Для получения жидкостекольной формовочной смеси в аппарат-смеситель, пригодный для перемешивания сыпучих и пастообразных сред, загружают кварцевый песок (100 мае. ч.). Затем при работающей мешалке в него вливают сложноэфирный от- вердитель (0,35 мае. ч.), после перемешивания содержимого реактор в течении 1-3 мин масса R аппарате приобретает однородный сыпу- чий вид. в смеситель вводят жидкое стекло плотностью 1480 кг/м3 (3,5 мае.ч.). Через 40-45 с перемешивания смесь готова для заполнения форм. Далее смесь выпускают из смесителя и из нее изготавливают стан- дартные образцы диаметром 50 мм и высотой 50 мм для испытания прочности при сжатии на стандартном приборе. Живучесть смеси определяют на приборе, действие которого основано на измерении сопротивле- срзщающегося цилиндрического пптора в объеме смеси.

В таблице представлены результаты испытаний в идентичных условиях составов жидкостекольных формовочных смесей, которые были приготовлены с использованием сложноэфирного отвердителя, полученного по предлагаемому (примеры 1-14) и известному способам (примеры 15-17).

Из приведенных данных следует, что при изменении отношения пропионовая кислота : этиленгликоль в исходной реакционной смеси начальная прочность формовочной смеси существенно возрастает, в то время как живучесть скачкообразно падает. Однако при достижении указанного отношения более 15% начальная прочность формовочной смеси уменьшается с одновременным сокращением живучести, что делает невозможным практическое применение формовочных смесей.

Кроме того, представленные результаты показывают, что предлагаемый отверди- тель обеспечивает увеличение начальной прочности формовочной смеси более чем в 10 раз по сравнению с результатами применения известного отвердителя.

Формула изобретения

Способ получения сложноэфирного отвердителя жидкостекольных формовочных смесей этерификацией этиленгликоля уксусной кислотой в присутствии ортофосфор- ной кислоты при 100-180°С, атмосферном давлении с одновременной отгонкой воды из зоны реакции, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отвердителя, процесс проводят в присутствии 5-15 мас.% пропионовой кислоты в расчете на исходный этиленгликоль.

Примечание. В примерах 11-13 этерификацию проводят при изменении темпера- туры в зоне реакции: пример 11 при 100°С, пример 12 при 150°С и пример 13 при 180°С.

Примеры 15-17 даны для отвердителя, полученного по известному способу,

Продолжение таблицы