Способ получения ацетоноформальдегидных олигомеров

 

Союз Советски к

Социалистическими

Ресмублим

О П И С А И И Е ()931723

ИЗЬВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Домолммтельмое х авт. свмд-ву (22) Заявлено 18.07.80 (21) 2957869/23-05 с мрисоедмменмем заявки М (23) Приоритет (5! )М. Кд.

С 08 G 6/02

9еуаарстюай катнпет

CCCP яв дамм взебрвтеввй в втввмтв11

Опубликовано 30.05.82. Ьюллетемь М 20

Дата омублмковаммя олмсяимм 30.05.82. (>3) УИК 678.68 .2 23 21.02. (088.8) промыпленности древесных плит (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТОНОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ

ОЛИГОИЕРОВ

Изобретение относится к технологии получения ацетоноформапьдегидюах олигомеров и может быть использовано в химической промьиаленности, а олигомеры — для модификации карбамидо- и меламиноформальдегидных смол при папучении бумалносмоляылх пленок полного и неполного отверидения.

Известно, что формальдегид и аце-.

19 тон легко вступают в реакцию альдоль. ной конденсации с получением олигомеров flj .

Однако получаемые продукты неоднородны по составу, что затрудниб 15 ет их практическое использование.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения ацетоноформальдегидаах олигомеров путем конденсации ацето20 на и формальдегида в водно-щелочной среде при нагревании.

11роцесс проводится при рН среды порядка 9,8 при постоянной темпера-

2 туре 40-50оС с непрерывным введением щелочного катализатора в формалин $2).

Недостатком зтого способа такие является неоднородность получаемых продуктов по химическому составу и степени конденсации.

Цель изобретения — повышение селективности превращения исходных компонентов и получение стабильных продуктов заданной степени поликонденсации, однородных по химическому составу .

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения ацетоноформальдегидных олигомеров путем конденсации ацетона и формальдегида в водно-щелочной среде при нагревании процесс осуществляют при постоянном рН среды !0,0-10,5, которьв! обеспечивается путем введения 0,006-0,02 моль на моль формаль/ дегида щелочного катализатора с раствором формалина, и непрерывной пода3 9317 че ацетона и щелочного РаствоРа ФоР малина в первую зону реакции с тем— пературой 40-60 С, повышением темо пературы реакционной массы во второй зоне до 70-120 С и с последу0 ющим охлаждением до 20-30 С. о

Способ осуществляют следуюцим образом.

Ацетоноформальдегидные олигомеры получают из ацетона и формальдеги- 1в ,да, взятых в мольных соотношениях

1:2 — 6 соответственно, в присутствии щелочного катализатора — гидроокиси или карбонатов натрия или калия s количествах 0,006-0,02 моль на моль формальдегида, которые раст" воряют в формалине, в реактор подают одновременно ацетон и щелочной раствор формалина. При таком способе подачи исходных компонентов в .зону реакции рН реакционной массы остается постоянной и корректировка ее значения в .процессе синтеза путем введения дополнительных количеств щелочного катализатора не

25 осуществляется. Сохранение постоянным значения рН без введения дополнительных количеств щелочного катализатора обеспечивает получение однородных продуктов, увеличивает селективность формальдегида за счет снижения возможности протекания реакции Канницаро и образования значительных коли.честв муравьиной кислоты.

Ъ ещ э свободного формальдегида, 7 2,1 метилольной группы 29,3

Пример 2. Конденсацию ацетона и формальдегида, взятых в мольном соотношении 1: 2 соотве > ств енно, проводят как в примере 1 (при количестве катализатора 0,006 моль на моль формальдегида) до достижения смешиваемости готового продукта с водой 1: 1, что соответствует степени поликонденсации 11=8, при следующем температурном режиме: зона подогрева 40-45 С, зона доконденсации 60-70 С с последующим повыО шением температуры по зоне до 8090" С. После прохождения эоны охлаждения с температурой 20-30оС полученный раствор ацетоноформальдегидного олигомера имеет следуюцие показатели:

Реактор представляет- собой ряд по-З следовательно соединеныах друг, с другом аппаратов — теплообменников.

Реакционная смесь движется по внутренним трубкам аппаратов, а межтрубное пространство заполнено теплоносителем; . зто обеспечивает хороший таплообмеи и предотвращает развитие экзотермы, 1

Реактор разделен на .несколько. реакционных зон: зону подогрева и начала конденсации, зону доконденсации и зону охлаждения, что обеспечивает высокую конверсию и селектив . ность исходных компонентов. Все необходимое количество катализатора подается сразу в расходную емкость формалина. Из расходных емкостей ацетон и щелочной раствор формалина подается дозировочными насосами в сме- 55 ситель, откуда реакционная масса поступает в зону подогрева, температура которой подцерживается в пределах

23 4

25-60 С. Далее смесь поступает в зоо ну доконденсации, температура которой

60-120 С ° На выходе из этой эоны процесс конденсации заканчивается, а готовый продукт, пройдя зону охлаждения, поступает в сборник.

Необходимая степень поликонденсации ацетоноформальдегидных олигомеров контролируется скоростью подачи исходных компонентов и температурным режимом в эоне подогрева и док онд енсаци.

Пример 1. Лцетон и щелочной раствор формальдегида подаются в реактор. Иолярное соотношение ацетона и формальдегида I:6 соответственно.

В качестве катализатора используется карбонат натрия или калия в виде кристаллогидратов или безводных продуктов в количестве 0,008 моль на моль формальдегида, который растворяют в формалиие. Конденсацию проводят

/ до получения продукта, .неограниченно смеаивающегося с водой, при следующем температурном .Режиме: подогрев реакционной массы до 40-45 С, конденсао ция при 60-80 С и охлаждение до 20О

30 С. Полученный раствор ацетонофоро мальдегидного олигомера имеет следующие показатели:

См дой ешиваемость с во- Полная, что сомл /мл ответствует степени поликонденСодержание . сации П =2 с -хих в еств Ж 32

931723

12,3

1,5

21,4

1,408

1 3 10

22,3

l,412

0,9

24,6

5

Смешиваемость с водой, мл/мп

Вязкость по ВЗ-4 при, 20оС, Показатель преломле ния

Содержанн е сухих веществ, % свободного формальдегида, % метилольных групп,%

Пример 3. Конденсацию ацетона и формальдегида, взятых в мольном соотношении 1:2 соответственно, проводят как в примере 1 (при количестве катализатора 0,02 моль на мапь формальдегида) до достижения смешиваемости реакционной мас-: сы с водой 1:1000, что соответствует степени поликогщенсации Il 4 при температуре в зоне подогрева

40-45 С, в зоне доконщенсации 600

70 С с посл едугщим повыш ени ем темо пературы по зоне до 80-90ОС. После охлаждения в зоне с температурой

20-30 С готовый продукт представля0 ет собой прозрачный раствор со следующими показателями:

Смешиваемость с водой, мп/мп l: 1000

Вязкость по В3-4, с 12,0

Показатель препомпения l, 406

Содержание сухих веществ, Х 38 свободного формапьдегида, Х Е 6 метилольных групп, Х 23,8

Содержани е сухих веществ, Х свободного формальдегида, Х глетилольги,гх групп, Х

Пример 5. Проводят конденсацию ацетона и формальдегида, взятых в мольном соотношении 1:2 соответственно, до получения продукта, имеющего смеаиваемость с водой. 1:0,5, что соответствует степени попиконденсации Il 10, при следующем температурном режиме: эона подогрева 50-60 С, зона докондеисации 80-90 C с последую- щим повышением температуры по зоне до 100-I20 C. Готовый продукт после охпаждения представляет собой прозрачный раствор со следующими показателямии .

Смеаиваемость с водой, мп/мл 1:0,5

Вязкость по В3-4, с 12,5

Показатель преломления

Содержание сухих веществ, Х 45 свободного формальдегида, Х метилопьных групп, Х

Как следует из примеров, предлагаемый способ позволяет получать стабильяге олигомеры с заданной степенью конденсации. формула изобретения

1:!

12,2

I 408

Пример 4. Конденсацию аце46 тона и формальдегида, взятых в мольном соотношении 1:2 соответственно, проводят как в примере 1, до получения продукта, имеющего смешиваемость с водой I:1, что соответствует степегггг поликонденсации11 8, при температурном режиме: зона по,догрева 40-45оС, зона доконденсации

75-80 С с посхгедующим повышением температуры по зоне до 90-!00 С. По0 лученгеггг .прозрачный раствор ацетоноформальдегидного олигомера имеет следующие показатели:

Смешиваемость с водой, мл/мп S5

Вязкость по В3-4, с

Показатель преломления

Способ получения ацетоноформальдегидных олигомеров путем конденсации ацетона и формальдегида в воднощелочной среде при нагревании, о тл и ч а ю ц и и с я тем,- что, с целью повышения селективности превращения исходных компонентов и получения стабильных продуктов заданной степени поликонденсации, однородных по химическому составу, процесс осуществляют при постоянном рН среды

10,0-10,5, который обеспечивается путем введения 0,006-0,02 моль иа

l моль формальдегида щелочного катализатора с раствором формалина, и непрерьЕвной подаче ацетона н щелочного раствора формалина в нерByQ зону реакции с температурой

40-60 С, повышением температуры ре0

7 акционной массы во второй зоне до

70-120 С и с последующим охпажде6 нием до 20-30 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

931723

1. Робертс Д., Касерио М. Основы. органической химии. М., "Мир", !

976, с. 315-340.

2. Авторское свидетельство СССР

5 В 366208, кл. С 08 G 6/02, 1973 (прототип).

Составитель А.Горячев

РедактоР А.Лежнина ТехРед M. Tenep Корр ектор Л. Бокшан

Заказ 3669/31 Тираж 512 Подписное

ЙНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4