174236. lajstromszámú szabadalom • Eljárás az olvadékos technológia szerinti alkidgyantagyártásnál a ftálsavanhidrid veszteségének csökkentésére
3 174236 4 lógia lényege az, hogy a gyantagyártásnál végbemenő reakcióban képződő víz és egyéb melléktermékek eltávolítása inertgáz vagy vákuum segítségével vagy a kettő kombinációjával megy végbe (Bidlack és Farig: „Paint and Vamish Production Manual” 67.o., a könyv a John Wiley and Sons, Inc. New-York-i kiadó gondozásában 1951-ben jelent meg, valamint Taylor és Marks „Paint Technology Manual” című könyvében a „Convertible Coatings” (3. fejezet) 102. oldala, a könyv a Chapman and Hall londoni kiadó gondozásában 1962-ben jelent meg). Az olvadékos technológián belül két alaptípust különböztetünk meg, éspedig a nedves eljárást és a száraz eljárást [Lakokraszocsnüje Matyerialü, 6, 86-89 (1967)]. A nedves eljárás esetében a gyantagyártáskor képződő melléktermékeket (így például a ftálsavanhidridet és az akroleint) a készüléket elhagyó gázelegyből vízzel mossuk ki erre alkalmas egyen- és ellenáramú mosótomyokban. E megoldásnak a szakirodalomból is ismert (lásd Bidlack és Farig korábban említett könyvében) számos hátránya van, így többek között a mosótomyokban képződő, viszonylag nagy mennyiségű savas kémhatású szennyvíz elhelyezése, illetve tisztítása környezetvédelmi szempontból komoly nehézséget jelent, továbbá költséges is. Még nagyobb hátrány azonban az, hogy a gyantagyártáshoz beadagolt ftálsavanhidrid 7—15%-a nem vesz részt a reakcióban, hanem eltávozik (szublimál) a gyártás folyamán, méghozzá nem egyenletesen. A gyantagyártás első fázisában — amikor a víz 80—85%-a is képződik — szublimál a ftálsavanhidrid veszteségének 85—90%-a, ami a mosórendszer tervezésénél, illetve kialakításánál jelent komoly nehézségeket. A teljesség kedvéért megjegyezzük, hogy további hátránya az, hogy a mosórendszert szinte teljes egészében (a szivattyúkat is beleértve) saválló acélból kell gyártani. Végül megemlítjük a már teljesen elavultnak tekinthető száraz eljárást, amelynek esetében a gyantagyártáskor képződő gázt — amely a melléktermékeket, illetve a szublimált ftálsavanhidridet tartalmazza — kondenzálják. Ekkor kapják az úgynevezett „kaparék ftálsavanhidrid”-et, amelynek összegyűjtése újrafelhasználás céljából rendkívül egészségtelen és nehéz fizikai munka. Célul tűztük ki az olvadékos technológián belül a nedves eljárás esetében a ftálsavanhidrid veszteségének minimalizálását, illetve a gyantagyártásnál reakcióba nem lépő ftálsavanhidrid és ftálsav olyan formában való elkülönítését, hogy újra fel lehessen őket használni a gyantagyártáshoz. Felismertük, hogy ha a gyantagyártásnál a készüléket elhagyó, lényegében vízgőzből, ftálsavanhidridből és inertgázból álló keveréket glicerinmonoészteren vagy glicerinen mint mosófolyadékon buborékoltatjuk át, akkor a kapott, ftálsavanhidridet és adott esetben ftálsavat tartalmazó mosófolyadékot visszavezethetjük a gyantagyártáshoz és ott egyik kiindulási komponensként hasznosíthatjuk egy következő sarzs feldolgozása során. A fentiek dapján a találmány tárgya eljárás az olvadékos technológia szerinti alkidgyantagyártásnál a ftálsavanhidrid veszteségének csökkentésére mosófolyadék alkalmazásával. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy az alkidgyantagyártásnál képződő, ftálsavanhidridre számítva összesen 50—1000 g/m3 2 ftálsavanhidridet és adott esetben ftálsavat tartalmazó gáz-gőz elegyet 90-120 °C hőmérsékletű glicerinmonoészteren vagy glicerinen mint mosófolyadékon vezetjük át, és a legfeljebb 2 g/m3 ftálsavanhidridet tartalmazó gáz-gőz elegyet a rendszerből elvezetjük, majd a mosófolyadékot a gyantagyártási folyamatba visszavezetjük. A találmány szerinti eljárással tehát ftálsavanhidridre számítva 50-1000 g/m3 ftálsavanhidridet és adott esetben ftálsavat tartalmazó gáz-gőz elegyet tudunk tisztítani. Rendszerint az említett két vegyület összmennyisége 80—100 g/m3, de elérheti a 700—1000 g/m3 -es csúcsértéket is. A találmány szerinti eljárásban mosófolyadékként felhasználható anyagok közül a glicerin az A reakcióvázlatban látható módon lép reakcióba ftálsavanhidriddel, míg a glicerin C12-C25 zsírsavakkal alkotott monoészterei a B reakcióvázlatban látható módon lépnek reakcióba ftálsavanhidriddel (a B reakcióvázlatban R jelentése 11—24 szénatomos alkilcsoport). A mosófolyadék és az alkidgyantagyártásnál reagálatlanul maradt ftálsavanhidrid tehát például az A reakcióvázlatban ábrázolt módon reagálhat egymással, és ebben az esetben (vagyis ha mosófolyadékként glicerint használunk) glicerin-monoftálészter képződik. Az utóbbi vegyület ezután például glicerinnel alkotott elegye formájában (hiszen rendszerint a reagálatlan ftálsavanhidrid mennyisége nem olyan nagy, hogy a mosófolyadékként alkalmazott glicerin teljes mennyisége reakcióba lépjen) felhasználható alkidgyantagyártásra, például a C reakcióvázlatban ábrázolt reakció értelmében (a C reakcióvázlatban R jelentése a B reakcióvázlatnál megadott). A B reakcióvázlat szerint képződött termék is felhasználható alkidgyantagyártásra, például a D reakcióvázlatban ábrázolt reakció értelmében (a D reakcióvázlatban is R jelentése a B reakcióváltozatnál megadott). A találmány értelmében alkalmazott mosófolyadékot úgy választjuk meg, hogy az alkidgyantagyártásnál olyan technológiai paramétereket tudjunk biztosítani, amelyek esetében meggátolható a víz-gőz és a melléktermékként legtöbbször képződő akrolein lecsapódása a mosófolyadékban. Ha ugyanis ezek az anyagok a mosófolyadékban lecsapódnak, akkor a mosófolyadék nem vezethető közvetlenül vissza az alkidgyantagyártáshoz. További szempont a mosófolyadék megfelelő megválasztásához az, hogy a konkrét esetben alkalmazott mosófolyadékban az alkidgyantagyártás során a ftálsav és a ftálsavanhidrid mennyisége folyamatosan pontosan nyomon követhető legyen, illetve egyszerű gyártásközi vizsgálattal e mennyiségeket ellenőrizni lehessen. A találmány szerinti eljárás előnyeit az alábbi pontokban foglalhatjuk össze: a) Az alkidgyantagyártás folyamán a kiindulási anyagként beadagolt ftálsavanhidrid 7—14%-ának megfelelő szublimátum gyakorlatilag teljes mennyisége a találmány értelmében alkalmazott mosófolyadékban megköthető és így visszanyerhető, vagyis újrafelhasználható. b) Az ismert azeotrópos és olvadékos technológiák hátrányai elmaradnak. c) A ftálsavanhidridet, illetve a belőle adott esetben képződő ftálsavat oldat formájában kötjük meg, így 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
