180769. lajstromszámú szabadalom • Eljárás epoxigyanta előállítására
3 180769 4 50% lúgot vezetünk be és a polikondenzációt keverés mellett 70—90° hőmérsékleten végezzük, amíg a végterméket meg nem kapjuk. Az említett homogén massza a difenilpropánnak az epiklórhidrinre történő primer addíciós termékét az ún. klórhidrinésztert tartalmazza. Az át nem alakult difenilolpropán, amennyiben az a homogén masszában jelen van, igen jól oldódik benne és lehűléskor nem válik ki szilárd fázis formájában. Ezen túlmenően ez a difenilolpropán mennyiség elegendő ahhoz, hogy gyakorlatilag elhagyható legyen az alkáli jelenlétében végbemenő epiklórhidrin-hidrolízis. A csekély alkálimennyiség teljes egészében részt vesz a difenilolpropán-alkáli közötti sav-lúgegyensúlyban a nukleofilek egyidejű képződése mellett, amelyek az epoxidgyűrűhöz kapcsolódnak. A további alkálimennyiségnek a homogén masszához való hozzáadása nem a kiindulási monomernek az epiklórhidrinnel való reagálását idézi elő, hanem annak kötött alakjával, a klórhidrinészterrel, amelynek hidrolízise lényegesen nehezebben megy végbe. Tekintettel arra, hogy nagy mértékben koncentrált homogén reakciómassza áll rendelkezésre, a polikondenzáció alacsony hőmérsékleten foganatosítható, ami az eljárást gazdaságosabbá teszi. Az epiklórhidrin- és oldószerfelhasználás csökkentése és a berendezések teljesítményének fokozása céljából a polikondenzációt egy kolonnatípusú, desztilláló feltéttel ellátott készülékben végezzük el a lúg és a homogén massza folyamatos adagolásával és összekeverésével. A polikondenzációs folyamat teljesítményének fokozása érdekében az összekeverést a hidrodinamikus pulzálási tartományban végezzük 50— 300/perc frekvenciával és 5 és 400 mm közötti amplitúdóval, mikoris az epiklórhidrint és difenilpropánt 1:1, ill. 2:1 mólarányban használjuk. Az epiklórhidrin felhasználás csökkentése érdekében célszerűen 8—20%-os vizes alkálioldatot alkalmazunk. Tekintettel arra, hogy a különböző molekulasúlyú epoxigyanták a szerves oldószerekben különféleképpen oldódnak, az adott folyamatnál feltétlenül figyelembe kell venni az oldószer fajtáját. Célczerűen oldószerként ketont, alkoholt, pl. butanolt vagy izobutanolt, vagy alkohol és egy aromás szénhidrogén, pl. butanol vagy toluol keverékét használjuk. A találmány szerinti eljárást az epoxigyanta előállítására a következőképpen foganatosítjuk: A reakciókészülékbe monomer-epiklórhidrint és difenilpropánt, oldószert és lúgot vezetünk be, mely utóbbi mennyisége 0,5—4% a bevitt epiklórhidrin súlyára vonatkoztatva. 45 és 70 °C közötti hőmérsékleten és a keverék állandó keverése mellett homogén massza jön létre. A homogenizálódás az epiklórhidrin és difenilolpropán közötti reakció alatt megy végbe, mikoris difenilolpropánklórhidrinészter keletkezik. Az eljárás során viszonylag kis mennyiségű oldószer kerül felhasználásra és mellékreakciók nem lépnek fel. Ez lehetővé teszi, hogy az epiklórhidrin veszteségeket csökkentsük. Az ily módon kapott homogén massza stabil, a szilárd fázis még hűtésnél sem válik ki. Ezt követően a kapott homogén masszához a bevitt epiklórhidrin súlyára vonatkoztatva 40— 50°/o-os mennyiségben vizes lúgoldatot adunk, majd a polikondenzációt keverés mellett 70—90 °C hőmérsékleten lefolytatjuk. Az adott eljárást akár periodikusan, akár folyamatosan működő reakciókészülékben végezhetjük. A folyamatos eljárást a kolonna típusú, desztilláló feltéttel ellátott készülékekben folytathatjuk le. A reakciókészülékbe folyamatosan vezetjük be az előbb leírt eljárással előre homogenizált masszát és a vizes lúgoldatot. A folyamatot keveréssel, hidrodinamikus pulzálással, 50—300,' perc frekvenciával és 50—40 mm amplitúdóval végezzük el. Ez lehetővé teszi, hogy viszonylag alacsony hőmérsékleten menjen végbe a folyamat, ami jelentős energiamegtakarítást eredményez. A kompakt reakciókészülék alkalmazásával az üzemelési és specifikus beruházási költségek csökkenthetők. Az ismert eljárásokhoz képest a találmány szerinti eljárás az alábbi előnyökkel rendelkezik: 1. A kiindulási monomerek előzetes homogenizálása katalitikus alkálimennyiségek jelenlétében lehetővé teszi, hogy csekély mennyiségű oldószerrel nagykoncentrációjú homogén masszát kapjunk, a reakciótérfogatot jobban kihasználjuk és az epiklórhidrin veszteségeket csökkentsük. 2. A folyamatos polikondenzációs eljárásnak a kolonnában történő megvalósítása leegyszerűsíti a technológiai folyamatot, csökkenti az energiára fordított költségeket, az üzemi és beruházási költségeket. Az alábbiakban néhány konkrét példát adunk meg a találmány szerinti eljárásra: 1. példa Egy készülékbe 12,1 súlyrész epiklórhidrin, 24,3 súlyrész difenilolpropán, 16,8 súlyrész toluol, 8,4 súlyrész n-butanol és az epiklórhidrin mennyiségére vonatkoztatva 0,5% és 20% vizes nátriumhidroxidoldat keverékét adagoljuk, keverés mellett 70° hőmérsékletre hevítjük és ezen a hőmérsékleten hagyjuk állni, míg homogén masszát nem kapunk. Ezt követően a kapott masszához az epiklórhidrin súlyára vonatkoztatva 45% nátriumhidroxidot adunk, majd 80° hőmérsékleten folytatjuk le a polikondenzációt és epoxigyantát kapunk. A fázisszétválasztás, a szerves fázisok semlegesítése és azoknak konyhasótól való megtisztítása után az oldószert lepároljuk. A kapott epoxigyanta az alábbi jellemzőkkel rendelkezik : 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
