165522. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alifás vagy aromás mono- vagy dikarbonsavak észterezésére
3 165522 4 nem teszik lehetővé kábelipari célra való felhasználás esetén is (megfelelő elektromos tulajdonságokkal, így nagy fajlagos ellenállással rendelkező, észter-típusú lágyítók előállítását utólagos desztilláció vagy utólagos derítő-művelet beiktatása nélkül. így például magnézium-szilikátos derítést ismertet az 1270 029 számú német szabadalmi leírás a konverzió növelése és a reakcióidő, valamint a reakció-hőmérséklet csökkentése mellett. A találmány célja az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölésével olyan eljárás kidolgozása, amely utólagos semlegesítés, valamint az alkoholmentesített termék desztülációja vagy derítése nélkül is egyszerű és olcsó módon teszi lehetővé kitűnő tulajdonságú, így kábelipari célra is felhasználható észterek előállítását. A találmány alapja az a felismerés, hogy alifás vagy aromás mono- vagy dikarbonsavak észterezése jobb konverzióval, ill. rövidebb reakcióidővel és alacsonyabb hőmérsékleten lefolytatható alkoxi-titanátot és alkoxi^aluminátot együtt tartalmazó katalizátorrendszer felhasználásával. Ez a felismerés azért meglepő, mert az alkoxi-aluiminátok kondenzációs reakciókban semmiféle katalitikus hatást nem mutatnak. A találmány további alapja az a felismerés, hogy az alkoxi-titanátot és alkoxi-aluminátot együtt tartalmazó katalizátorrendszer az észterezést követően az alkohol-felesleg eltávolítása céljából végzett vízgőzdesztilláció közben olyan nagyfelületű csapadékká alakul, amely megköti a termék elektromos tulajdonságait, színét és hőstabilitását károsan befolyásoló szennyezéseket, és így feleslegessé válik nagy fajlagos ellenállású lágyítót igénylő kábelipari célokra gyártott termékek utólagos tisztítása desztilláció vagy derítés útján. A találmány eljárás C6 — Cis alifás vagy Cg— Ci2 aromás mono- vagy dikarbonsavak vagy ilyen savak anhidridjeinek észterezésére, ahol a savat vagy savanhidridet és az alkoholt katalizátor jelenlétében reagáltatjuk, azonban savanhidrid észterezése esetén a katalizátort előnyösen csak a félészterképzés után adjuk a rendszerhez, az alkdholfelesleget ledesztilláljuk és a képződött észtert elkülönítjük. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy katalizátorként Ci—Cin alkoxi-titanátot és C3—C4 alkoxi-aluminátot tartalmazó katalizátor-rendszert használunk az észterezendő sav vagy savanhidrid súlyára vonatkoztatva 0,2—3 súly%, célszerűen 0,4—>1 súly% mennyiségben, és a reakció befejeződése után, előnyösen 0,1 ing KOH/g savszám elérése után a katalizátort víznek vagy vízgőznek a reakcióelegyhez való adagolásával csapadékká alakítjuk, és e csapadékkal a képződött észter színét és elektromos tulajdonságait rontó szennyezéseket megkötjük. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint az alkoxi-titanát és az alkoxi-ialuminát súlyaránya legalább 1,5, előnyösen 2—6. Alkoxi-titanátként tetra-izopropoxi- vagy tetra-ibutoxi-titanátot, alkoxi-aluminátként pedig tri-izopropoxi vagy tri-butoxi^aluminátot célszerű használni. A találmány értelmében célszerűen úgy já-6 runk el, hogy az észterezni kívánt karbonsavat vagy annak anhidridjét az alkohollal elegyítjük, ill. a szilárd halmazállapotú savat vagy savanhidridet melegítés és keverés közben feloldjuk az észterezésre használt alkoholban. Ez-10 után beadagoljuk a keverék-katalizátort, majd forraljuk a rendszert, miközben a reakciótermékként képződött vizet az alkohollal képzett azeotrop elegyként kidesztilláljuk. A desztülátumból az alkoholt elkülönítjük és a rendszerit be visszavezetjük. A reakció 90—120 perc alatt olyan mértékben végbemegy, hogy a kapott termék savszáma 0,10 alá csökken, aminek következtében az észterezés befejezése után nincs szükség lúgos 20 kezelésre. A találmány szerinti eljárás főbb előnyei a következők: a) Azonos hőmérsékleten rövidebb reakcióidő alatt és az elérhető maximális konverzió mel-25 lett teszi lehetővé további tisztítást nem igénylő észter előállítását. b) Azonos hőmérséklet és reakcióidő mellett magasabb konverziót biztosít. c) Meghatározott mértékű konverzió elérését 30 alacsonyabb hőmérsékleten és fajlagosan kisebb katalizátor-mennyiséggel teszi lehetővé. Így a találmány szerinti eljárással 200 C° alatti hőmérsékleten is előállítható további tisztítást nem igénylő észter, szemben az alkoxi-titanátokkal 35 végzett észterezés 220—250 C° hőmérsékletével. d) A viszonylag alacsony reakcióhőmérséklet következtében az alkohol gyakorlatilag nem dehidratálódik, és így a visszanyert alkohol a kiindulási alkohol minőségével egyenértékű. 40 e) A találmány értelmében felhasználásra kerülő katalizátor-rendszerből a vízgőzdesztilláció alatt keletkező nagyfelületű csapadék megköti a termék minőségét károsan befolyásoló szennyezéseket, aminek következtében a kapott észter 45 kábelipari célra való felhasználás szempontjából 1 is megfelelő elektromos tulajdonságokkal rendelkezik. f) Az alacsonyabb reakcióhőmérséklet és/vagy rövidebb reakcióidő következtében a fajlagos 50 energia- és munkaidő-ráfordítás kisebb, a gyártó kapacitás pedig nagyobb, mint az ismert eljárások esetében. g) A katalizátor-rendszer kedvezően visszaszorítja a kitermelést és a készáru minőségét rontó reakciókat, ami szintén javítja a termék minőségét. h) A termék rendkívül nagy termo oxi-stabilitással rendelkezik, és így lágyítóként való fel-60 használás esetén a polimerbe való bedolgozás során alkalmazott magas hőmérsékleten sem károsodik. i) Feleslegessé teszi az alkoxi-titanát katalizátorral végzett észterezést követő alkalikus ke-65 zelést, valamint a kábelipari és/vagy elektromos 2
