способ получения водорастворимой ацетоноальдегидной смолы
Классы МПК: | C08G6/02 альдегидов с кетонами |
Автор(ы): | Бородкина Н.И., Махмутов Ф.А. |
Патентообладатель(и): | Махмутов Фаниль Ахатович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-08-09 публикация патента:
27.05.1998 |
Изобретение относится к способу получения водорастворимых ацетоноальдегидных смол, применяемых в качестве связующих составов при получении пластмасс, полимербетонов, форм для керамической промышленности, пенопластов и др. Процесс конденсации ацетона с параформом проводят при рН среды 11,3-12,5 в присутствии щелочного катализатора - 20 - 35%-ного водного раствора гидроксида щелочного металла, взятого в количестве 0,010-0,040 моль на 1 моль ацетона. Сокращается продолжительность синтеза, исключается стадия сушки смолы, снижается токсичность смол. 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Способ получения водорастворимой ацетоноальдегидной смолы конденсацией ацетона с альдегидным компонентом при их молярном соотношении 1 : 2 - 3 при нагревании, постоянном рН среды и непрерывном введении щелочного катализатора, отличающийся тем, что в качестве альдегидного компонента используют параформ, процесс проводят при рН среды 11,3 - 12,5, а в качестве щелочного катализатора используют 20 - 35%-ный водный раствор гидроксида щелочного металла в количестве 0,010 - 0,040 моля на 1 моль ацетона.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области синтетических полимеров, конкретно к способу получения водорастворимых ацетоноальдегидных смол, используемых, в частности, в качестве связующих составов при получении пластмасс, полимербетонов, форм для керамической промышленности, пенопластов и др. Известен способ получения ацетоноформальдегидных олигомеров с содержанием метоксигрупп от 1 до 4 конденсацией ацетона с формальдегидом в виде водного раствора с массовой долей 30% (формалина). Конденсацию проводят в две стадии:- при pH 8,0 - 9,0 и температуре ниже 20oC (первая стадия);
- при pH 10,0 - 12,0 и температуре, превышающей 60oC (вторая стадия), с последующей сушкой под вакуумом [1]. Эти продукты предназначены в качестве стабилизаторов в производстве резины, пластмасс, а также бумажной, текстильной и кожевенной промышленности. Недостатком этого способа является длительность основных стадий синтеза (7 - 8 часов), большой объем сточных вод 68,0 - 78,7% по отношению к объему исходной реакционной смеси, высокое содержание свободного формальдегида, что сдерживает или ограничивает промышленный выпуск и применение таких продуктов. Известен способ получения ацетоноальдегидных олигомеров путем конденсации ацетона и формальдегида в виде водного раствора с массовой долей 37% при постоянном значении pH среды, равном 10,0 - 10,5, который обеспечивается путем введения 0,006 - 0,02 моля едких щелочей на 1 моль формальдегида. Конденсацию проводят в две стадии: при температуре 40 - 60oC (первая стадия) и при температуре 70 -120oC (вторая стадия) без удаления воды из реакционной смеси [2]. Олигомерные соединения рекомендуются как промежуточные продукты для модификации карбамидо- и меламиноформальдегидных смол при получении бумажно-смоляных пленок полного и неполного отвердения. К недостаткам этого способа следует отнести:
- массовая доля сухих веществ в этих олигомерах не превышает 45%, массовая доля свободного формальдегида достигает 2,1%, а содержание ацетона не нормируется;
- олигомеры имеют ограниченную растворимость в воде; это в известной мере снижает качество конечных продуктов, ограничивает технологические возможности переработки их в готовые изделия. Известен способ получения водорастворимых ацетоноформальдегидных смол путем конденсации ацетона с водным раствором формальдегида с массовой долей 37,0% в присутствии двухзамещенного фосфорнокислого калия, который берут в количестве 0,02 - 0,03 моль на 1 моль формальдегида. Синтез ведут в три стадии при температурах соответственно 30
![способ получения водорастворимой ацетоноальдегидной смолы, патент № 2111977](/images/patents/360/2111001/177.gif)
![способ получения водорастворимой ацетоноальдегидной смолы, патент № 2111977](/images/patents/360/2111001/177.gif)
![способ получения водорастворимой ацетоноальдегидной смолы, патент № 2111977](/images/patents/360/2111001/177.gif)
- сначала непрерывно подают катализатор, поддерживая pH среды 11,3 - 12,5 и температуру 40
![способ получения водорастворимой ацетоноальдегидной смолы, патент № 2111977](/images/patents/360/2111001/177.gif)
- после подачи катализатора повышают температуру до 50
![способ получения водорастворимой ацетоноальдегидной смолы, патент № 2111977](/images/patents/360/2111001/177.gif)
![способ получения водорастворимой ацетоноальдегидной смолы, патент № 2111977](/images/patents/360/2111001/177.gif)
![способ получения водорастворимой ацетоноальдегидной смолы, патент № 2111977](/images/patents/360/2111001/177.gif)
![способ получения водорастворимой ацетоноальдегидной смолы, патент № 2111977](/images/patents/360/2111001/177.gif)
![способ получения водорастворимой ацетоноальдегидной смолы, патент № 2111977](/images/patents/360/2111001/177.gif)
![способ получения водорастворимой ацетоноальдегидной смолы, патент № 2111977](/images/patents/360/2111001/177.gif)
- отсутствуют надсмольные воды, т.е. исключается очень длительная операция - сушка смол;
- можно осуществить синтез при молярном соотношении ацетона к формальдегиду 1:2, т.е. получать смолы типа АЦФ-2 и тем самым расширить ассортимент смол;
- более чем в два раза сокращается продолжительность основных операций синтеза, а если учесть исключение операции сушки, которая необходима по прототипу и продолжается не менее 5 часов, то в целом продолжительность синтеза смол сокращается почти в 3 раза;
- смолы получаются с более низким содержанием свободного формальдегида. Кроме этого, следует учесть, что по прототипу выход смол не превышает 50%, а по предлагаемому способу он достигает 90 - 93%. Эти преимущества очень важны в экологическом отношении и впервые появятся реальные предпосылки широкого и более эффективного использования этих смол в разных областях народного хозяйства. Из таблицы 1 также следует, что оптимальное количество щелочного катализатора в зависимости от молярного соотношения ацетона и альдегида составляет 0,010 - 0,040 моль едкого натра (кали) на 1 моль ацетона. Отклонения от заявляемых пределов количества щелочного катализатора в сторону увеличения ведет к получению смол с ограниченной растворимостью или нерастворимых в воде, а в сторону уменьшения ведет к замедлению реакции взаимодействия ацетона с альдегидом, а следовательно, к увеличению продолжительности синтеза, а главное, возрастает содержание альдегида в реакционной смеси и в готовых смолах, т.е. практически реакция идет не до конца. Опытным путем найдено, что наиболее целесообразно использовать щелочной катализатор в виде водного раствора едкого кали или натра с массовой долей 20 - 35%. Снижение содержания активного вещества в водном растворе щелочного катализатора ниже 20% приводит к неоправданному разбавлению реакционной массы, а следовательно, к снижению массовой доли сухого остатка смол, к замедлению реакции взаимодействия ацетона с альдегидом и увеличению содержания свободного формальдегида в смоле. Увеличение содержания активного вещества в растворах щелочного катализатора выше 35% будет затруднять регулирование температурного режима и поддержания pH среды в заданных пределах. Использование предлагаемого способа получения ацетоноальдегидных смол позволяет по сравнению с известным:
- впервые стабильно получить смолы при исходном молярном соотношении ацетона к альдегиду 1: 2, т. е. смолы типа АЦФ-2 с линейной структурой и содержащих в своей молекуле не более 2 гидроксильных групп;
- исключить сушку АЦФ-смол, т. е. исключить при получении смол надсмольные воды, что позволяет улучшать экологическую безопасность процесса;
- сократить продолжительность основных стадий технологического процесса почти в два раза;
- обеспечить получение смол с неограниченной растворимостью в воде;
- снизить в готовых смолах содержание свободного формальдегида до менее 0,4%, считая на условно 100% продукт. Все эти преимущества заявляемого способа позволяют значительно расширить область применения ацетоноальдегидных смол.
Класс C08G6/02 альдегидов с кетонами