166748. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alkidgyanták katalitikus előállítására

5 166748 6 annál több olajat tartalmazó gyantát) azeotrópos gyártása során — szemben az olvadékos technológiával — azt tapasztalták, hogy a műgyanta viszkozitásnövekedésének sebessége csökken. Az említett hátrány csökkentésére a különböző eljárásoknál a technológusok főleg két módszerrel próbálkoztak. Az egyik a gyártási hőmérséklet növelése, a másik a sav-alkohol mólaránynak a sztöchiometriai arányhoz (1 :1) közel eső értékre való beállítása. Mind a gyártási hőmérséklet növelése (például 280 °C), mind pedig a viszonylag nagy (10—15%) alkoholfölösleg csökkentése gyorsítja a folyamatok lefutását, de nem elhanyagolható nehézséget jelent, hogy a műgyantagyártás utolsó fázisában a viszkozitás növekedésének sebessége igen nagy lesz, sőt számolni kell a termék gélesedésének veszélyével is. A gyártási hőmérséklet növelésének másik kellemetlen hatása a végtermék színszámának jelentős romlása. Összefoglalva tehát a fentiekben elmondottakat, megállapítható, hogy az alkidgyanták gyártásához alkalmazott homogén katalizátorok döntő hátránya az, hogy a termékben maradva annak felhasználhatósági tulajdonságait rontják, az ismert heterogén katalizátorok döntő hátránya pedig az, hogy a terméktől elkülönítésük nehézkes és járulékos műveletek alkalmazását teszi szükségessé. Az alkidgyanták előállításánál ugyanakkor a gyártási hőmérséklet és az alkoholfelesleg növelésének gátat szab egyrészt a termék minőségének romlása, másrészt az egyáltalán nem elhanyagolható gazdaságosság. Kísérleteket folytattunk a fenti hátrányoktól mentes katalizátorkompozíció kidolgozására, és meglepő módon azt találtuk, hogy az olyan katalizátorkompozíció, amelyet 50—94 súlyrész alumínium-oxid és adott esetben 1—30 súlyrész szilícium-oxid és/vagy 1—30 súlyrész titán-dioxid mint hordozóanyag 0,1—8 súlyrész wolfrámsavval és/vagy wolframoxiddal, 0,01—1 súlyrész vanádium-oxiddal és adott esetben 0,01—1 súlyrész foszfor (V)-oxiddal mint promotorral végzett homogenizálása, majd az így kapott keveréknél egy vagy több alkálifém-hidroxid vizes oldatából 1,0—6,0 súlyrész mennyiséggel végzett átitatása útján állítunk elő, heterogén katalizátorként hatva képes komplex gyorsító hatást kifejteni a gyantafőzésnél végbemenő folyamatokra, így az észterezésre, dehidratációra, polikondenzációra stb. anélkül, hogy a végtermékkel keveredve annak felhasználhatósági tulajdonságait rontaná. A fentiek alapján a találmány tárgya eljárás alkidgyanták előállítására 2—6 szénatomot tartalmazó többértékű alkoholok, 2—12 szénatomot tartalmazó dikarbonsavak és/vagy ezek anhidridjei, valamint növényi olajok és/vagy telített vagy telítetlen, 7— 18 szénatomot tartalmazó zsírsavak katalizátor jelenlétében végzett reagáltatás útján, ahol a katalizátorkompozíció hordozóanyagaként egy vagy több alkálifémhidroxid vizes oldtával átitatott alumíniumoxidot és adott esetben titán-dioxidot és/vagy szilícium-dioxidot használunk. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a reagáltatáshoz az alkidgyanta súlyára vonatkoztatva 0,1—2%-os mennyiségben 50—94 súlyrész alumínium-oxid és adott esetben 1—30 súlyrész szilícium-dioxid és/vagy 1—30 súlyrész titán-dioxid 0,1—8 súlyrész wolfrámsavval és/vagy wolfram-oxiddal, 0,01—1 súlyrész vanádium-oxiddal és adott esetben 0,01—1 súlyrész foszfor (V)-oxiddal mint promontorral végzett homogenizálása, majd az így kapott keveréknek egy vagy 5 több alkálifém-hidroxid vizes oldatából 1,0—6,0 súlyrész mennyiséggel végzett átitatása útján állítottunk elő. A találmány szerinti katalizátorkompozíció regenerálás nélkül is többször felhasználható, a kime-10 rült katalizátorkompozíció pedig mosással és egyszerű termikus kezeléssel (mintegy 400—-500 °C-on történő hevítés útján) regenerálható. A találmány szerinti katalizátor kompozíció előállítására célszerűen golyósmalmot vagy hengerszé-15 ket használhatunk. A katalitikus hatás szempontjából kedvezően nagy aktív felülettel rendelkező hordozóanyagokat a promotorok jelenlétében folyékony lúgoldattal sűrű péppé keverjük, majd az anyagot megfelelő méretű golyósmalomban vagy hengerszé-20 ken homogenizáljuk. A katalizátorkompozícóit ezután előnyösen olyan üvegszálból készült szövetbe burkoljuk, mely kémiai vagy fizikai szempontból a gyantafőzési reakció hőmérsékletének (260—300 °C) ellenáll. 25 A találmány szerinti katalizátorkompozíció alkalmazásával az alkidgyanta előállítását bármely ismert módon végezhetjük. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során szükségtelen a katalizátorkompozíció utólagos elválasztása (szűrése) a vég-30 terméktől. A katalizátort előnyösen üvegszövetből készült burokba helyezzük el, amelyet a gyantafőzéshez használt reaktor belsejében egy vagy több belül üreges perforált acélidomba tettünk. Az idom, illetve az idomok elhelyezése áramlástani szempont-35 ból a reaktortér optimális pontján vagy pontjain történik, ahol az anyagok érintkezése a legintenzívebb. Ily módon az idom, illetve az idomok nyílásain, illetve az alkalmazott tartó burok pórusain keresztül a reakciópartnerek érintkezése a nagy aktív 40 felületű katalizátorral kellőképpen biztosítva van, a nem kívánt keveredés egyidejű kizárása mellett. A találmány szerinti eljárással kapcsolatban kísérletekkel sikerült igazolnunk azt az előnyös tényt is, hogy a savszámváltozás — gyártási idő diagram-45 mok lefutása az általunk kidolgozott katalitikus eljárás esetében lényegesen meredekebb, azaz a savszámcsökkentő (észterezési és kondenzációs) reakciók a szokottnál gyorsabban végbemennek. Előnyösnek találtuk továbbá, hogy bár a hetero-50 gén katalizátorok csökkentik a gyártási időt, és gyorsítják a reakcióelegyben a rendszer savszámának csökkentését, a termék végviszkozításának növekedési sebességét — még az alkoholfelesleg minimális értékre való csökkentése esetén is — oly 55 módon szabályozzák, hogy a folyamatok kézben tarthatók és a technológus szempontjából is biztonságosan vezethetők. Előnyösnek találtuk továbbá, hogy a végtermék színszáma a katalitikus gyártás esetében lényegesen 60 kisebb volt (max. 25 mg J2/IOO ml), mint azt a hagyományos technológiák során kapott termékeknél (max. 70 mg J2/IOO ml) tapasztaltuk. A találmány szerinti eljárás további fontosabb előnyei a következők: 65 a) a katalizátorok alkalmazásával a műgyanták 3