способ обработки канифоли и ее производных
Использование: для производства лаков, эмалей, клеев, мыла, эмульгаторов и т.д. Сущность: канифоль (живичная, талловая, ее эфиры, аддукты с малеиновым ангидридом и др. производные) обрабатывают (модифицируют) алкилдисульфидфенолформальдегидным диэфиром малеиновой или фумаровой кислоты при 180-220°С при расходе этого модифицирующего (осветляющего) агента 0,04 0,25% от массы исходного продукта. Характеристики свойств: улучшается показатель цветности, получают светлую модифицированную канифоль марок N, WW, Wg, склонность к кристаллизации отсутствует.
Формула изобретения
СПОСОБ ОБРАБОТКИ КАНИФОЛИ И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫХ путем нагревания исходного продукта в присутствии осветляющего агента серосодержащего алкилфенолформальдегидного соединения, отличающийся тем, что в качестве серосодержащего алкилфенолформальдегидного соединения используют алкилдисульфидфенолформальдегидный диэфир малеиновой или фумаровой кислоты, а нагревание проводят при расходе указанного осветляющего агента 0,04 0,25% от массы исходного продукта при температуре 180 220 o С.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к переработке природных смол и может быть использовано на канифольно-терпентинных, канифольно-экстракционных и других предприятиях, производящих или перерабатывающих темные виды канифоли и ее производных.
Темная канифоль (экстракционная, талловая) и ее производные не могут быть использованы ни в одном производстве, выпускающем светлые виды продукции (лаки, эмали, клеи, мыла и т.д.) без их предварительного осветления.
Известен способ переработки канифоли и ее производных путем обработки исходного продукта при нагревании осветляющим агентом тиофентиолом или его производным общей формулы где R" алкил, циклоалкил, арил, галоген, а R" H, -S, -Ar, S-гетерил; Х=0-3 [1] Известным способом получают светлоокрашенный продукт, стабильный по цвету.
Недостатком данного способа является получение осветленной канифоли, склонной к кристаллизации, а также снижение кислотного числа целевого продукта.
Известен способ переработки канифоли и ее производных путем обработки исходного продукта при нагревании осветляющим агентом солью металла, выбранной из группы, включающей йодид лития, йодид натрия, йодид калия, йодид кальция [2] При этом обработку исходного продукта осуществляют при 220-240 о С, а осветляющий агент берут в количестве 0,1-0,2% от массы исходного продукта.
Однако известный способ позволяет получить осветленную канифоль, характеризующуюся сниженным кислотным числом на 3-4 единицы.
Наиболее близким аналогом предложенному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки канифоли и ее производных путем нагревания исходного продукта в присутствии осветляющего агента серосодержащего алкилфенолформальдегидного соединения [3] При этом способ осуществляют при температуре 220-320 о С, а соотношение смолы к фосфорной кислоте составляет от 1:0,01 до 1:0,1.
Однако и этот способ не лишен недостатков. Высокий температурный верхний предел (выше 220 о С) приводит к разложению канифоли, наличие свободной фосфорной кислоты может привести к коррозии оборудования. Способ не пригоден для переработки талловой канифоли.
Новым техническим результатом предлагаемого способа является получение осветленного продукта из живичной или талловой канифоли с высоким кислотным числом при одновременном повышении выхода, показателя цветности, а также отсутствие склонности к кристаллизации полученного продукта.
Это достигается тем, что в способе переработки канифоли и ее производных путем нагревания исходного продукта в присутствии осветляющего агента серосодержащего алкилфенолформальдегидного соединения, в качестве серосодержащего алкилфенолформальдегидного соединения используют алкилдисульфидфенолформальдегидный диэфир малеиновой или фумаровой кислоты, а нагревание проводят при расходе указанного осветляющего агента 0,04-0,25% от массы исходного продукта при температуре 180-220 о С.
Алкилдисульфидфенолформальдегид-ный диэфир малеиновой или фумаровой кислоты готовят следующим образом: 100 г алкилдисульфидфенолформальдегидной смолы (Октофор S) расплавляют, затем при 120-125 о С в расплав загружают 25 г ангидрида малеиновой или фумаровой кислоты. Процесс ведут в реакторе, снабженном обратным холодильником. По окончании загрузки смесь перемешивают при 120-125 о С в течение 30 мин. Затем температуру повышают до 140-145 о С и ведут перемешивание еще в течение 2 ч. По окончании процесса получают продукт, характеризующийся следующими показателями: кислотное число (к.ч. 200-210 мг КОН/г; температура размягчения (по кольцу и шару) (t р ) 80-100 о С.
Предлагаемым способом можно перерабатывать живичную или талловую канифоль, их эфиры, разнообразные аддукты, например, с малеиновым ангидридом, фумаровой или акриловой кислотами и другими продуктами.
Введение в процесс переработки канифоли и ее производных неполного алкилдисульфидфенолформальдегидного эфира малеиновой или фумаровой кислоты позволяет: снизить верхний температурный предел процесса переработки канифоли; исключить склонность канифольных продуктов и канифоли к кристаллизации, в том числе талловой канифоли.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
П р и м е р 1. Способ переработки живичной канифоли осуществляют следующим образом: 100 мас.ч. живичной канифоли марки К (к.ч.167, tр=68 о С, неомыляемых веществ 4,8 мас.) обрабатывают при 205 о С алкилдисульфидформальдегидным диэфиром малеиновой кислоты (АФЭМК), взятым в количестве 0,1 мас. к массе канифоли. Диэфир имеет следующие характеристики: к.ч.205, t р =88 о С. После обработки получают светлую канифоль марки N (к.ч.168, t р =69 о С, м. доля неомыляемых веществ 4,7 мас.) с выходом 100% П р и м е р 2. Способ переработки талловой канифоли осуществляют следующим образом: 100 мас. ч. закристаллизованной талловой канифоли марки М (после плавления к.ч.172, t р =65 о С, мас. доля неомыляемых веществ 4,0 мас.) при температуре 225 о С обрабатывают алкилсульфидформальдегидным диэфиром малеиновой кислоты, взятым в количестве 0,25 мас. к массе канифоли в течение 1 ч. Диэфир имеет следующие характеристики: к.ч.200, t р. =96 о С. После обработки получают канифоль марки WW по шкале цветности канифоли (к.ч.172, tр=66 о С, м. доля н/в 4,11 мас. склонность переработанной канифоли к кристаллизации отсутствует). Выход 100% П р и м е р 3. Способ переработки осуществляют следующим образом: 100 мас. ч. живичной канифоли марки N (к.ч.173, t р =68, массовая доля неомыляемых веществ 4,4 мас. кристаллизация сплошная ) при температуре 180 о С обрабатывают алкилдисульфидфенолформальдегидным эфиром фумаровой кислоты. Диэфир (характеристики диэфира: к.ч.202, t р =80 о С) взят в количество 0,04 мас. к массе канифоли. После обработки в течение 1 ч получают канифоль маpки Wg по шкале цветности (к. ч.173, t р =68 о С, массовая доля неомыляемых веществ 4,4 мас.). Выход 100% П р и м е р 4. Способ переработки канифоли осуществляют следующим образом: 100 мас.ч. талловой канифоли марки N (к.ч.172, t р =62 о С, массовая доля неомыляемых веществ 4,6 мас. кристаллизация близка к сплошной) при температуре 215 о С обрабатывают алкилдисульфидфенолформальдегиддималеатом в течение 1 ч.
Диэфир имеет следующие характеристики: к.ч.210, t р =80 о С. При этом массовая доля диэфира составила 0,2 мас. к массе канифоли. После обработки получают канифоль марки Х по шкале цветности (к.ч.173, t р =62 о С, массовая доля неомыляемых веществ 4,55 мас. склонность канифоли к кристаллизации отсутствует). Выход 100% П р и м е р 5. Способ переработки живичной канифоли осуществляют следующим образом: 100 мас.ч. живичной канифоли марки М (к.ч.170, t р =68 о С, м. доля неомыляемых веществ 2,8 мас. при температуре 210 о С обрабатывают алкилдисульфидфенолформальдегидным диэфиром фумаровой кислоты в течение 30 мин. При этом масса диэфира составила 0,15 мас. к канифоли. Диэфир имеет следующие характеристики: к.ч.210, t р =100 о С. После обработки получают осветленную канифоль марки WW по шкале цветности канифоли (к.ч.172; t р =62,5 о С, м. доля неомыляемых веществ 2,8 мас. выход 100%).
Склонность к кристаллизации канифоли отсутствует.
П р и м е р 6. Способ переработки живичной канифоли на глицериновый эфир канифоли осуществляют следующим образом: 100 мас.ч. живичной канифоли марки М (к.ч.170, t р =62 о С) смешивают с 12 мас.ч глицерина при 180 о С. Далее в смесь загружают алкилдисульфидфенолформальдегидный диэфир малеиновой кислоты из расчета 0,15 мас. к массе канифоли. Диэфир имеет следующие характеристики: к. ч.205, t р =88 о С. Затем смесь нагревают до температуры 205 о С и выдерживают при этой температуре в течение одного года. Далее полученный таким образом неполный глицериновый эфир осветленной канифоли нагревают до 270 о С, выдерживают при этой температуре до получения кислотного числа глицеринового эфира 12 или ниже. Полученный таким образом продукт имел цвет по шкале цветности WW (к.ч.10,8, t р =89 о С, выход 100%). Склонность к кристаллизации отсутствует.
П р и м е р 7. Способ переработки талловой канифоли на глицериновый эфир талловой канифоли осуществляют следующим образом: 100 мас.ч. талловой закристаллизованной канифоли марки М (к.ч.172, t р =65 о С, м. доля неомыляемых веществ, 4,0 мас. смешивают с 11,5 мас.ч. глицерина при 160-180 о С. По окончании загрузки глицерина в реактор загружают алкилсульфидфенолформальдегидный диэфир малеи- новой кислоты 0,75 мас. к массе канифоли. Диэфир имеет характеристики: к. ч.200, t р =96 о С. Затем смесь нагревают до 210 о С и перемешивают при этой температуре в течение 1 ч. Полученный таким образом неполный глицериновый эфир талловой канифоли нагревают до 270 о С и ведут процесс этерификации до получения кислотного числа продукта 12 или ниже. Полученный таким образом глицериновый эфир имеет очень светлую окраску (марка Х по канифольной шкале, к.ч.9,4, t р =69 о С, склонность к кристаллизации отсутствует).
П р и м е р 8 (Прототип). Способ переработки талловой канифоли осуществляют следующим образом: 100 мас.ч. канифоли марки Н с цветовым числом Н (к. ч. 160, t р =60 о С) нагревают в течение 120 мин при 230 о С с 0,3 мас. n-трет-бутил-фенолдисульфидформальдегидной смолой. Нагревание осуществляют в токе СО 2 . В результате обработки получают осветленную талловую канифоль марки Wg с цветовым числом 18 (на 5 марок выше исходной) с кислотным числом 161, t р = 62 о С. Выход продукта 96% Переработанная канифоль склонна к кристаллизации.
Приведенные примеры по предлагаемому способу показывают, что цвет продуктов переработки канифоли выше на 1-5 пунктов шкалы цветности, чем у исходного продукта. Наблюдается также в некоторых случаях увеличение кислотного числа и температуры размягчения конечного продукта. Склонность к кристаллизации конечных продуктов по предлагаемому способу во всех случаях отсутствует.
Восьмой пример (по способу-прототипу) показывает, что цвет осветленного продукта в этом случае на 5 пунктов выше, чем у исходного продукта. Однако переработанная канифоль склонна к кристаллизации.
Таким образом, данный способ позволяет получить осветленную живичную или талловую канифоль и продукты на их основе высокого качества и выхода.