193181. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aromás szénhidrogén-formaldehid gyanrák módosítására
193181 A találmány aromás szénhidrogén-formaltehid gyanták módosítására alkalmas eljárásra vonatkozik. Az acetál- és éter-hidakat tartalmazó aromás szénhidrogéníormaldehid gyanták, mint a 182.312. sz. magyar szabadalmi leírás szerinti xilol-formaldehid gyanták — ellentétben a csak metilén-hidas aromás szénhidrogéniormaldehid gyantákkal, mint a 2 958 676. sz. USA szabadalmi leírás szerinti naftaliníormaldehid gyanták — önmagukban korlátozott felhasználhatóságú termékek. Hő hatására, vagy savnyomok jelenlétében formaldehid kilépése közben bomlanak vagy víz kilépése közben önmagukban kis szilárdságú termékké térhálósodnak. Ez az egyébként nagyon jelentős tulajdonságúak lakk-, festék-, papír- és gumiipari, préspor, útépítési és egyéb kompozíciókban való felhasználásukat nem teszi lehetővé. Az acetál- és éter-hidakat tartalmazó aromás szénhidrogén-formaldehid gyanták ugyanakkor számos vegyülettel reagáltathatök. A 2 825 712. sz. USA szabadalmi leírás olyan vegyületekkel való reakciók lehetőségeit tárja íel, amelyekkel értékes végtermékekhez juthatunk. A reaktív — oxigéntartalmú — aromás szénhidrogén-formaldehid gyantákat például fenollal reagáltatva a hagyományos novolakokhoz hasonló, ugyanakkor jobb fizikai-kémiai és dielektromos tulajdonságú termékek állíthatók elő. Ez a reakció azonban, mint az a fenti szabadalmi leírásból is kitűnik, ipari méretben csak nehézséggel valósítható meg. A reakció rendkívül heves és nagyobb adagok reagáltatásakor jelentős hőmennyiség szabadul fel, amelynek az elvonása hőátviteli okokból hagyományos gyantafőzö üstökben nem valósítható meg. Ezen túlmenően, ha a fenol az aromás szénhidrogén-gyantában lévő oxigén moláris mennyiségével azonos vagy annál kisebb mennyiségben \;m jelen, nagy az öntérhálósodás veszélye. Az aromás szénhidrogén-feltol-forma Ideit id hármas polikondenzáiamok kedvező tulajdonságai miatt azonban jelentős kutatásokat végeztek ipari méretben is megvalósítható eljárások kidolgozására. A 2 732 180. sz. NSZK szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint egy lépésben állítanak elő antracén-fenol-íormaldehid gyantát úgy, hogy a három komponenst egy folyamatosan üzemelő kolonnában egyidejűleg reagáltatják. Ezt a fenolnak és az antracénnek a formaldehiddel szembeni, savas közegben mutatkozó hasonló nagyságrendű reakcióképessége teszi lehetővé. Az eljárás a fenolnál sokkal kevésbé reakcióképes xilol izomerekkel már nein valósítható meg. Ugyanakkor ismeretesek olyan eljárások is. amelyekkel xilol-íenol-tormaldehid gyanták biztonságosan állíthatók elő úgy. hogy a xilol-formaldehid gyantákat utólag fenollal reagáltatják. Az egyik ilyen jól ismert és legtöbbször alkalmazott eljárás abban áll, hogy 1 a xilol-formaldehid gyantát oxigén tartalmánál nagyobb moláris mennyiségben jelenlévő fenollal reagáltatnak, prolondonor katalizátorok, például m-xilol-szulfonsav, p-toluolszulfonsav, kénsav jelenlétében. Az aromás szénhidrogén-formaldehid gyantába beépíthető fenolmennyiség reagáltatása után a már stabilis, novolakszerű termékről a fenolfelesleget desztillációval eltávolítják. Ezt az eljárást alkalmazzák például a 865 332. sz. brit szabadalmi leírás VII. példájában is. Az eljárásnak a nagy fenoltartalmú szennyvízképződés mellett jelentős hátránya, hogy az így előállított termékek lágyak, nem őrclhetőek vagy nem pikkelyezhetöek, így csak örömökben szerelhetők ki és porgyanták gyártására sem alkalmazhatóak. Ez a hátrány kiküszöbölhető akkor, ha a reakció teljes ideje alatt a fenolfelesleget úgy biztosítják, hogy a reakció folyamán az aromás szénhidrogén-formaldehid gyantát az előre betáplált fenolhoz fokozatosan, megfelelő sebességgel adagolják. Ezáltal a reakcióhő az adagolás során fokozatosan szabadul fel és intenzív hűtéssel elvonható. Az eljárás ipari kivitelezéséhez azonban speciális — célszerűen automatizált és fűthető — adagoló készülékre van szükség, amely megnöveli az üzemeltetés költségeit. A reakcióidő hosszú és automatizált adagoló készülék nélkül jelentős munkaerőráfordítást és a szokásosnál nagyobb fokú technológiai fegyelme! igényel. Az aromás szénhidrogén-formaldehid gyanták és a fenol ismert eljárásokkal megvalósított reakcióját tanulmányozva olyan eljárást dolgoztunk ki, amellyel lehetőség nyílik az aromás szénhidrogén-formaldehid gyantának fenollal, krezollal vagy további alkil-fenolokkal való módosítását úgy irányítani, hogy a lágyuláspont és a fenol-, krezol-, illetve más a 1 ki ! - fenol tartalom szempontjából tetszőleges tulajdonságú termékeket állítsunk elő. Ezzel az eljárással termelékennyé és meglepően egyszerűvé válik a módosított aromás szénhidrogén-formaldehid gyanták ipari méretű, biztonságos gyártása. Azt találtuk, hogy az alumínium-alkoholát vagy az alumínium-fenolát típusú vegyüietek az aromás szénhidrogén-formaldehid gyanták és a fenol, krezol, vagy más alkil-fenol protondonorokkal katalizált reakcióját meglepő módon szabályozzák. Az őrölhető minőségű, fenollal, m-krezollal, vagy más, (2—10 szénatomos)-alkil-íenollal módosított, aromás szénhidrogén-formaldehid gyanták biztonságos gyártástechnológiájának kidolgozására irányult széleskörű kutatómunkánk eredményeképpen, azt találtuk, hogy amennyiben a reakciuelegvben a láncindító protondonor katalizátor beadagolása előtt alumínium-alkoholát vagy alumínium-fenolát típusú vegyületet adalékul un k, az aromás szénhidrogén-formaldehid gyanta reakciója a fenollal, m-krezollal. vagy 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
