193378. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2-etil-hexil-glicidil-éter előállítására
193378 2 1 A találmány tárgya eljárás epoxigyanták aktív hígítójaként használható 2-etil-hexil-glicidil-éter előállítására szinergetikus hatású katalizátor rendszer alkalmazásával. Az epoxigyantákhoz alkalmazható úgynevezett aktív hígítók általában kis viszkozitású epoxivegyületek, amelyek az epoxigyantához keverve annak tulajdonságait módosítják. Közös jellemzőjük, hogy a gyantarendszer keményedése során kialakuló térhálóba kémiailag is beépülnek. A gyantarendszerek tulajdonságait módosító hatásuk szempontjából legalapvetőbb az, hogy azok viszkozitását csökkentik. Ez természetesen egyéb tulajdonságok megváltozását is maga után vonja: megváltozhat a feldolgozhatóság ideje, a nedvesítési tulajdonságok, a kikeményedett rendszer mechanikai tulajdonságai, a kikeményedett rendszer hőállósága és különféle vegyületekkel szembeni ellenálló képessége is. A molekulánként egyetlen epoxicsoportot tartalmazó aktív hígítók a térhálóban mindig lazító hatású, lánczáró vegyületek. Bevitelük fő célja a rendszerek viszkozitásának csökkentése és a nedvesítő képesség növelése. Az alapgyanta tömegére vonatkoztatott 5—25 tömeg%-ban való alkalmazásuk lehetővé teszi az epoxigyanta rendszerek nagyobb mérvű töltését ásványi töltőanyagokkal. Az aktív hígítót tartalmazó rendszerek kötésideje általában hosszabb, mint a módosítatlan epoxigyantáé. Ez előnyös lehet olyan esetekben, amikor a feldolgozás művelete viszonylag hosszú időt igényel. Az aktív hígítót is tartalmazó kikeményedett rendszer általában lágyabb, kevésbé rideg, mint a módosítás nélküli epoxigyanta alapú rendszer. Ismertek a molekulánként kettő, vagy több epoxicsoportot tartalmazó aktív hígítók is, ezek hatása még több irányú, s jellemzőjük, hogy bizonyos esetekben még fokozhatják is a rendszer reakcióképességét. Az epoxigyantáknál alkalmazott aktív hígítók általában technikai tisztaságú termékek, amelyeknek anyagi jellemzői nagy mértékben függenek előállításuk módjától. A jellemzésükre használt legfontosabb paraméterek az epoxitartalom, a viszkozitás és a hidrolizálható klórtartalom. Ezek a tulajdonságok egymástól rendszerint nem teljesen függetlenek, értéküket döntően befolyásolja az előállításukra alkalmazott technológia. Az aktív hígítók fontos csoportját alkotják azok a vegyületek, amelyek kémiailag alkoholok glicidil-éterei. Alkoholok glicidil-étereinek előállítására számos eljárás ismeretes. Az ipari jelentőségű eljárások két alapvető módszerre választhatók szét. 1. ) Az alkoholból egyetlen technológiai lépésben képzik a glicidil-étert erős lúg és bázikus katalizátor jelenlétében. 2. ) Az alkoholt először savas katalizátor jelenlétében epiklórhidrinnel reagáltatják, ekkor addíciós reakcióban klórhidrin-éter kép-2 ződik. A klórhidrin-éterből az oxirángyűrűt sósav lehasításával alakítják ki; ez lúgos közegben könnyen végbemenő folyamat. A kétlépéses eljárásban az első, addíciós lépéshez alkalmazott katalizátor lehet kénsav, p-toluol-szulfonsav, bór-trifluorid, ón-tetraklorid, titán-tetraklorid, alumínium-triklorid, vagy egyéb Lewis-féle sav. Lewis-féle savval katalizált eljárást ismertet a 4 110 354 számú amerikai egyesült államok-beli leírás és az 505 084 számú svájci szabadalmi leírás. Ezekben az eljárásokban mindig csak egyetlen Lewis-sav vegyületet használnak katalizátorként — leginkább bór-trifluoridot. Ezeknél az eljárásoknál az egyértékű alkoholok klórhidrin-éterének előállításakor az alkoholból az epiklórhidrinhez képest mólfelesleget visznek be, majd az alkoholfeleslegét a klórhidrin-éterből desztillációval távolítják el. A klórhidrin-éterből az epoxivegyületet vizes nátrium-hidroxid, kálium-hidroxid vagy alkáliföldfém-hidroxid oldattal alakítják ki, de többértékű alkohol kiindulási anyag esetében igen gyakran alkalmaznak finoman porított alkáli-aluminátot, -cinkátot vagy szilikátot is vízmentes oldószeres közegben. Ez tűnik ki a 2 538 072 számú amerikai egyesült államok-beli szabadalmi leírásból is. A dehidroklórozás oldószer nélkül vagy vízzel nem elegyedő oldószeres közegben is végezhető, pl. halogénezetet szénhidrogénekben, benzolban, toluolban. A vizes lúgoldatokat .felhasználó technológiáknál a nyers végtermék vagy annak oldata a vizes, lúgos sólétől fázisszétválasztással elkülöníthető. A szerves fázist ezután semlegesítik, vízmentesítik, majd szűréssel vagy desztillációval tisztítják. A 2-etil-hexil-glicidil-éter a 2-etil-hexanol és az l,2-epoxi-3-klór-propán reakciójával állítható elő. A két lépésben történő előállítás kémiai sémáját az 1. reakcióegyenlet írja le. E mellett a fő reakció mellett azonban megindul egy vele konkurens másik reakció is, amely a már képződött klórhidrin-éter hidroxilcsoportja és a frissen beadagolt 1,2-epoxi-3-klór-propán közötti éterképzés. Ebben a reakcióban tehát olyan polimer klórhidrin-éterek keletkeznek, amelyeknek csak egyetlen láncvégi klórhidrin-csoportja dehidroklórozható. Ezt a mellékreakciót a 2. reakcióegyenlet ismerteti. Az így előállított végtermék az 1. reakcióegyenlet szerinti végterméknél roszszabb minőségű, mert a. ) alacsonyabb epoxitartalmú, b. ) nagyobb viszkozitású, c. ) magasabb klórtartalmú. Az alacsonyabb epoxitartalom nyilvánvaló hátrány, hiszen a reakció célja egy epoxivegyület előállítása. A nagyobb viszkozitás azért hátrány, mert az aktív hígító alapvető hivatása a gyantarendszer viszkozitásának csökkentése. A nagyobb viszkozitású hígító viszkozitást csökkentő hatása nyilvánvalóan kisebb, mint a kisebb viszkozitású hígítóé. A magasabb klórtartalom azért 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
