Способ получения эпоксидиановых смол Советский патент 1992 года по МПК C08G59/06 

Изобретение относится к технологии получения эпоксидиановых смол (ЭС) щелочной конденсацией эпихлоргидрина (ЭХГ) с дифенилолпропаном (ДФП) в среде органического растворителя.

Известны способы получения ЭС методом щелочной конденсации в органическом растворителе в аппаратах периодического действия 1 и в каскадах реакторов непрерывного действия 2. Однако полученные такими способами ЭС имеют высокое содержание органического хлора (0,15- 0.20%), а сами способы характеризуются невысокими выходами конечного продукта.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ получения ЭС в аппаратах периодического действия путем двухстадийной щелочной конденсации ЭХГ с ДФП в смеси толуола с бутанолом и в присутствии четвертичных аммониевых солей, который был выбран за прототип 3. Способ по прототипу включает следующую последовательность операций, представленных на фиг.1, где 1 - двухстадийная щелочная конденсация ЭХГ с ДФП в присутствии 0,0023-0,0066 моль на 1 моль ДФП четвертичных аммониевых солей в растворе толуола с бутанолом при их массовом соотношении (3-8): 1; процесс проводят в реакторе периодического действия с механической мешалкой; 2 - стадия растворения полученного продукта в оргаО

Ov

о,

ю

нических растворителях, нейтрализации реакционного раствора (РР), отстоя и слива маточника; 3 - азеотропная сушка раствора смолы (PC); 4 - фильтрация раствора смолы; 5 - вакуум-оггонка растворителей из рас- твора смолы; слив, охлаждение и фасовка смолы.

К недостаткам указанного способа следует отнести высокое содержание органического хлора (0,08-0.13); достаточно большие потери готового продукта при отстаивании реакционной смеси в связи с образованием так называемого промежуточного слоя, достигающие 30% от выхода смолы.

Целью изобретения является снижение

содержания органического хлора в ЭС и повышение выхода смолы за счет предотвращения образования промежуточного слоя. Реализация предлагаемого способа позво- лит:

-полностью ликвидировать промежуточный слой при отстаивании реакционной массы, что дает возможность увеличить выход конечного продукта на 25-30%;

-стабильно получать смолы, имеющие низкое содержание органического слоя (менее 0,001%).

Указанная цель достигается тем, что в способе получения ЭС, включающем щелочную конденсацию ЭХГ с ДФП с последующим де- гидрохлорированием и поликонденсацией в среде органического растворителя в реакторе периодического действия с механической мешалкой, растворение полученной смолы, ней- трализацию реакционного раствора, отстой и слив маточника, азеотропную сушку раствора смолы, фильтрацию раствора смолы с последующей вакуум-отгонкой растворителей и выделение готовой смолы, при завер- шении процессов дегидрохлорирования и поликонденсации реакционную смесь пропускают через выносной контур, который состоит из циркулярного насоса (ЦП) и капиллярно-пористого элемента (КПЗ) с за- держивающей способностью 5-2200мкм, при кратности циркуляции реакционной смеси в системе, равной 1-5. Применентие выносного контура рассматриваемого типа при производстве ЭС периодическим спо- собом не известно.

Использование элемента в диаметром пор менее 5 мкм не позволяет пропускать вязкую органическую фазу через капилляры указанного размера. Использование КПЗ с диаметром пор элемента более 2200 мкм не позволяет полностью достичь целей изобретения.

Диапазон значений кратности циркуляции реакционной смеси в системе обусловлен следующим. Если вся реакционная масса не успевает хотя бы однократно пройти через фильтрующий элемент (т.е. при кратности циркуляции реакционной смеси менее 1), не удается полностью достичь целей заявленного изобретения. Если кратность циркуляции реакционной смеси выше 5, то такал организация процесса уже не приводит к существенному улучшению показателей процесса.

Процесс согласно изобретению можно проводить в присутствии ониевых соединений в количестве 0,001-0,010 моль на 1 моль ДФП. В качестве ониевых соединений применяются соединения общей формулы R/lNHal и RsRNHal, где R.R -метил-, этил-; R -бутил-, бензил-; Иа1-С -, В г-, I-.

В качестве растворителя используются толуол, смесь толуола с бутанолом, в весовом соотношении 2:1, ксилол.

Схема проведения процесса по предлагаемому способу представлена на фиг,2, где 1 - многостадийная щелочная конденсация ЭХГ с ДФП в среде органических растворителей в реакторе периодического действия, снабженным выносным контуром, который состоит из циркуляционного насоса с регулируемой производительностью и капиллярно-пористого элемента; 2-5 - соответствует позициям на фиг.1.

Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами.

Пример 1. В смесь 17,7 г ЭХГ, 23,58 г ДФП, 31,53 гтолуола, 3,94 г бутанола вводят 0,06 г тетраэтиламмоний бромистого, 1,43 г 40%-ного водного раствора NaOH и ведут конденсацию при 57°С в течение 2 ч. Затем в течение 2 ч добавляют 50 г 15%-ного водного раствора NaOH и проводят поликонденсацию в течение 2 ч при 70°С. После этого включают циркуляционный насос и производят циркуляцию реакционной смеси через капиллярно-пористый элемент (патронный фильтр с пористостью 125 мкм) с кратностью, равной 3, в течение 1 часа, поддерживая температуру з системе на уровне 70°С. Затем нейтрализуют реакционную массу 20%-ной с-фосфорной кислотой, отстаивают, сливают маточник, проводят азеотропную сушку до содержания остаточной влаги в растворе смоле 0,10%. Фильтруют реакционный раствор и отгоняют растворитель при 20 мм рт.ст. и 60°С, Получают 46,28 г светло-желтой смолы, характеристики которой приведены в таблице.

Примеры 2-7 Проводят аналогично примеру 1.

Параметры процесса получения ЭС и их характеристики представлены в табл.1 и 2

Формула изобретения

Способ получения эпоксидиановых смол щелочной конденсацией эпихлоргид- рина с дифенилолпропаном в среде органического растворителя в присутствии четвертичной аммониевой соли с последующим дегидрохлорированием, поликонденсацией, растворением полученного продукта, нейтрализацией реакционной смеси, отстоем и сливом маточника, азеот0

ропной сушкой, фильтрацией, отгонкой растворителей и выделением смолы, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания органического хлора в смоле и повышения выхода смолы, после стадии поликонденсации реакционную смесь пропускают через выносной контур, состоящий из капиллярно-пористого элемента с задерживающей способностью 5-2200 мкм и циркуляционного насоса, при кратности циркуляции реакционной смеси, равной 1-5.

Использование: в производстве эпоксидных смол, применяемых в лакокрасочной промышленности. Сущность: дифенилолпропан и эпихлоргидрин в присутствии четвертичной аммониевой соли и щелочи конденсируют в среде органического растворителя с последующими дегидрохлорированием и поликонденсацией. Затем реакционную смесь пропускают через выносной контур, состоящий из капиллярно-пористого элемента с задерживающей способностью 5-2200 мкм и циркуляционного насоса, при кратности циркуляции реакционной смеси, равной 1-5. Полученный продукт растворяют в органическом растворителе, нейтрализуют смесь, отстаивают и сливают ыаточник, осуществляют азеот- ропную сушку, фильтруют, отгоняют растворители и выделяют смолу. 2 табл., 2ил. (/ С

Таблица 1

Таблица 1

Реагенты

Маточник

Щелочь

РеагентаРР

Маточник

ЭДО

PC

PC

эдс