144339. lajstromszámú szabadalom • Eljárás középerős anioncserélő gyanta előállítására

Megjelent: 1958. szeptember 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.339. SZÁM 39. c. OSZTÁLY — MI-140. ALAPSZÁM Eljárás középerős anioncserélő gyanta előállítására A Magyar Állam, mint feltaláló: Dr. Mikes János vegyészmérnök, jogutódja, Budapest. A bejelentés napja: 1955. április 4. . Ismeretesek az irodalomban polietilénpoliamin kondenzátumok, melyek több-kevesebb sikerrel anioncserélőkként alkalmazhatók. A 2,341.907, 2,442.989, (210—24 Cl), a 2,336.151, 2,354.671, (260—45 Cl) USP-k, a 621 sz. BIOS riport és más irodalmi helyek egész sereg kondenzátumot írnak le, melyeket difenilolpropánnal, többgyűrűs fenolokkal, metafeniléndiaminnal, aminókkal ko-koendenzált formaldehides, furfurolos, epikórhidronens, glükózos stb. gyantákká alakítanak. Mindezek a termékek és a forgalomban levő gyanták is (Amberlite IR4B, Wofatit M és MD) csakis erős, szabad savakat kötnek meg, neutrális sóhasítóképességük nincs. A találmány szerinti eljárással a mennyiségek és a technológiai állandók pontos kidolgozásával olyan kondenzátumot készíthetünk, amelynek neutrálsóbontó képessége is van: 1 g gyanta 2 mekv neutrális ammóniumsót hasít NH4

OH-vá, ami az erős bázis gyöngyalakú készítmények kapacitásával egyenértékű. A termék ezen felül 2—2,5-szörös mennyiségű aniont köt meg erős savból. Ugyancsak alkalmas a gyanta gyenge savak, pl. ciánhidrogén megkötésére is, amit az eddig ismert polietilénpoliaminos gyantákkal nem lehetett elérni. Abból a célból, hogy polietilénpoliamin alapú gyantákkal igen gyenge savakat kössenek meg, vagy neutrális sóhasítást érjenek el, a kész gyantát utólagosan alkilezték, amivel kvaterner csoportokat alakítottak ki rajta. Ezek a termékek az előállítás költségessége és bonyolultsága miatt nem terjedtek el. A találmány szerinti középerős anioncserélő előállításához az etiléndiamin gyártásánál keletkező utópárlatot alkalmazzuk kiindulási anyagul, melynek forrponttartománya 200—500 C° között van atm. nyomáson. Az erősítő gyantakomponens fenolés difenilolmetán keveréke^ amit az eljárás során állítunk elő. A találmány értelmében a fenol-formaldehid-polietilén-poliamid kondenzációját több lépcsőben, a mennyiségek és technológiai állandók szabályozásával a következő módon hajtjuk végre: A fenol-formaldehid kondenzálását novolaktípusú, majd ezt követően rezol-típusú reakcióval hét lépcsőben végezzük, mégpedig a novolak-típusú reakciót 1 :1,5 és 1 : 1,65 fenol-forrnaldehid mólarányú kondenzációs eleggyel, az előbbit 0,2—0,4% közötti sósav, az utóbbit 8—10% közötti nátriumhidroxid katalizátorral. A novolak-típusú reakciót 60—80 C° hőmérsékleti tartományban, a rezol-típusút 65 C°-ot meg nem haladó hőmérsékleten folytatjuk le. A polietilénpoliamin mennyiségét úgy választjuk meg, hogy a bekondenzált fenolmagok száma a poliamidmennyiség nitrogénatomszámának 15—25%-a között legyen, a polietilénpoliamin adagolása után a reakciós elegybe formaldehidet táplálunk olyan arányban, hogy az a már előzőleg adagolt mennyiségekkel együtt a poliaminnitrogénjeivel +10% pontossággal egyenértékű legyen. A találmány szerinti eljárást az alábbi példa szemlélteti: Keverős duplikátorban 113 kg fenolt és 50 lit. 38%-os formaldehidet 2. kg 18%-os sósav jelenlétében 60 percig 70 C°-ra melegítünk, majd kissé lehűtve 129 kg 15%-os nátronlúgot keverünk bele és 100 lit. 36—38%-os formaiinnal további 20 percig kondenzáljuk 60 C°-on. Ezután 20 C°-ra hűtve az elegyet, erős hűtés és keverés közben beadagolunk 240 kg poliamint úgy, hogy a hőmérséklet közben ne érje el a 30 C°-ot, és hirtelen, a keverést és hűtést fenntartva 360 lit. 38%-os formaiint engedünk az anyagba. Az egész masszát egy billentős üstbe engedjük, ahol átkeverés után az anyag kocsonyásodik. A gélt felaprítás és szárítás után 145 C°-on bakelizáljuk. Az anyag 2 mekv/g NH4 sóbontó, ill. 7 mekv/g savmegkötő kapacitású. * Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás középerős anioncserélő gyanta előállítására fenol, formaldehid és polietilénpoliamin több lépcsőben történő kondenzálásával, azzal jellemezve, hogy a fenol és a formaldehid kondenzációját először 1 : 0,45—1 : 0,6 mólarányú novolak-típusú, majd 1 : 1,5—1 : 1,65 mólarányú rezol-típusú reakcióval végezzük, az