201343. lajstromszámú szabadalom • Eljárás legfeljebb 2 tömegszázalék észtertartalmú alumínium-oxid-karboxilát polimerek előállítására
3 HU 201343 A 4 gáltatás esetén saját kísérleti munkánkban is a fenti problémákba ütköztünk (1. példa). A 2 979 497 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint aromás oldószerben oldják az alumínium-alkoholátot, majd visszafolyatás közben lassan hozzáengedik a víznek és a megfelelő karbonsavnak az alkoholos oldatát. A reakció lejátszódása után alkoholmentesítenek magas 140-180 °C hőmérsékleten. Az eljárás nem tudja elkerülni a szilárd fázisú aluminiumvegyületek kiválását, és a melléktermékként keletkező észter mennyisége eléri a 10 t%-ot. A 3 054 816 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ciklusos aluminium-alkoxi- és -fenoxi-vegyületek előállításával foglalkozik. Az alumínium-alkoholát kondenzációs reakciójához vízgőzt, illetve vízgőznek alkoholgőzben hígított elegyét használják, a reakció során víz mólonként felszabaduló két mól alkoholt, és a hígításra használt alkoholt folyamatosan, vagy a reakció végén ledesztillálják. Gőzfázisú alkoholátot vízgőzzel reagáltatva szilárd terméket nyernek. A reakcióhoz oldószerként aromás oldószereket vagy alkoholokat használnak. A szabadalmi leírás ismerteti a ciklusos aluminium-oxid-acetát előállítását, melyet a ciklusos alumínium-oxid-izopropilát oldatából állítanak elő ecetsav hozzáadásával. A 4 069 236 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint alumínium-oxid-karboxilát polimereket alumínium-alkoholátból ekvimolóris víz és karbonsav felhasználáséval állítanak elő. Az alumínium-alkoholétot olajban oldják, majd 130 °C-on hozzáengedik a víznek és karbonsavnak az alkoholos oldatát. Mint a példákból kiderül, nem tudják elkerülni a szilárd alumínium-vegyületek kiválásét melyektől szűréssel különítik el a terméket. Reprodukciós méréseink szerint a leírt módon a keletkező észter mennyisége 5 t% fölött van. A 192 257 számú magyar szabadalmi leírás ciklusos alumínium-oxid-karboxilét-trimerek folyamatos előállítását ismerteti. Az eljárás szerint inert vivógézzal fluidizált fázisban együttesen játszatják le az alumínium-alkoholét reakcióját vízzel és karbonsavakkal. Az eljárás a fent ismertetett eljárásokhoz képest alkalmas viszonylag kis, 2-5 t% észtertartalmú termékek előállítására. A folyamatos eljárás során esetenként bekövetkező adagolási arányeltolódások miatt problémát jelent az alumínium-alkoholát-víz-karbonsav ekvimoláris reagáltatása, mivel gélképződés indulhat meg a reaktorban, mely az üzemvitelt és a termék stabilitását veszélyezteti. A technika állása szerint ismert eljárások közös sajátsága, hogy nem tudják kiküszöbölni, vagy éppen jellegükből következően szükségessé teszik az RX észterképződést - a képletben R jelentése a megadott - a céltermék képződése mellett. J. Rinse a Paint Technology Vol. 28.No.4. számában közölt cikkében ezt a reakciót a következő sémán keresztül ismerteti: ^ AlOR+XAlC—> ÍAl-0-A< +RX- ahol R és X jelentése a megadott. Ez az észterképződés különösen magasabb hőmérsékleten gyorsul fel. Ezt a saját tapasztalataink is igazolják. (4. példa összevetve a 3. példával). Ez az oka az 1 558 831 számú francia, a 2 744 074 számú amerikai egyesült államokbeli és a 806 113 számú nagy-britanniai szabadalmi leírások szerint kapott magas észterhozamoknak. Természetesen alacsony hőmérsékleteken is jelentős észterképződéssel kell számolni, ha szabad alkohol karbonsav reakció játszódhat le. Valószínűleg az utóbbi ok is szerepet játszik abban, hogy az ismertetett eljárásoknál magas a melléktermékként nyert észter mennyisége, mivel ezek az eljárások hosszú reakcióidővel járnak. Az észter mennyiségének lecsökkentésére azért törekszünk, mivel a karbonsav ekvimoláris adagolása esetén a karboxilcsoport mint funkciós csoport részben hiányozni fog az alumínium-oxid-karboxilát polimer termékekből, pótlása pedig újabb műveleti lépést tesz szükségessé, és csökkenti a gyártás gördülékenységét. A karbonsav és az alkohol észterként történő kiesése emellett önmagában is gazdasági veszteséget okoz. A találmányunk tárgya tehát eljárás legfeljebb 2 t% észtertartalmú alumínium-oxid-karboxilát polimerek előállítására Al(OR)3 általános képletü alumínium-alkoholát- a képletben R jelentése 2-5 szénatomos alkilcsoport - aromás vagy alifás szénhidrogénben készített oldatának 2-5 szénatomos alkoholban oldott 8-22 szénatomos alifás vagy aliciklusos monokarbonsavval vagy karbonsaveleggyel és vízzel való reagáltatásával, majd az alkohol(ok) eltávolításával. A találmány szerinti eljárást az 1. ábrán bemutatott berendezésben végezzük. A találmány szerint az aluminium-alkoholátnak a 7 oldatát 0,2-0,7405 Pa nyomás alatt lévő 1 tankreaktorba visszük, majd az alumínium-alkoholát alkoholkomponensének megfelelő alkohol és az oldószerként alkalmazott alkohol közül a magasabb forráspontú alkohol forráspontját 15-50 °C-kal meghaladó hőmérsékleten keringetett áramként a 1 tankreaktorhoz csatolt 10-200 közötti 1/d viszonyú - 1 a csőreaktor hossza és d a csőreaktor átmérője - 2 csóreaktorba visszük, ennek belépési pontjánál egyidejűleg folyamatosan beadagoljuk a monokarbonsavat és vizet tartalmazó 6 alkoholos oldatot, amelynek alkoholtartalma legalább 35 t%, amikor is az aluminium/monokarbonsav mólarány legalább 10:1 és az alumínium/víz mólarány legalább 10:1, a kapott habfázist folyadékfázisként 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
