Спосіб отримання епоксидних смол

Изобретение относится к синтезу низкомолекулярных смол, имеющих разнообразное широкое применение в различных отраслях промышленности, в частности в электро- и радиотехнике, в лакокрасочной промышленности. В качестве прототипа выбран способ получения эпоксидных смол марок ЭД-22 и ЭД-20, заключающийся в следующем. Эпихлоргидрин обрабатывают водным раствором гипохлорита натрия с последующим отделением нижнего водно-солевого слоя. В обработанный эпихлоргидрин загружают дифенилолпропан и водный раствор хлорида калия и в течение 2 ч при 80-85°С и вакууме не более 0,3 атм проводят конденсацию. После окончания конденсации при 85-90°С и вакууме не менее 0,4 атм при постоянном отгоне воды в виде азеотропа с эпихлоргидрином и подпитке соответствующим количеством свежего эпихлоргидрина проводят дегидрохлорирование порционной подачей водного раствора едкого натра. В первый час подают непрерывно и равномерно 100-200 л раствора щелочи, а в последующие 3 часа оставшийся раствор едкого натра. Количество щелочи на дегидрохлорирование берут из расчета 1,95-2 моль на 1 моль дифенилолпропана для смолы марки ЭД-22 и 1,85-2 моль на 1 моль дифенилолпропана для смолы марки ЭД-20. После окончания дегидрохлорирования отгоняют избыток эпихлоргидрина при температуре до 115°С и вакууме 0,5 атм. Повышение температуры ведут постоянно. Для отмывки получившегося продукта от солей в охлажденную до 80°С смолу добавляют толуол и воду. Промывку проводят 3-4 порциями воды по 100-150 л. После этого толуольный раствор смолы обезвоживают, нагревая до 115—120°С и выдержкой при этой температуре 0,5 ч. Охлажденный до 80°С толуольный раствор смолы фильтруют для удаления остатков хлорида натрия и твердых полимерных частиц и затем отгоняют толуол при постепенном повышении температуры до 125-130°С и вакууме 0,6 атм. Для получения смолы с минимальным содержанием летучих веществ отгонку толуола в последние 1-2 ч ведут с поддувкой азота. Основными недостатками этого способа являются: а) процесс конденсации дифенилолпропана и зпихлоргидрина проводится при относительно высоких температурных условиях (80-85°С) и вакууме не более 0,3 атм., что при использовании способа в крупнотоннажном производстве приводит к значительному расходу тепловой энергии, электричества, а также усложняет технологию и оборудование; б) наличие операций, связанных с предварительной подготовкой эпихлоргидрина и поддувкой азота, также приводит к усложнению технологии и оборудования, выбросу ЭХГ в составе абгазов; в)"относительно большая продолжительность технологии (не менее 11 ч.). Все вышеизложенное снижает эффективность использования способа. Задача изобретения - усовершенствовать способ получения эпоксидных смол путем внесения изменений в условия осуществления части операций, обеспечивающего снижение температурного режима конденсации и упрощение технологии и оборудования, уменьшения энергоемкости и продолжительности процесса. Поставленная задача решается тем, что в способе получения эпоксидных смол, включающем конденсацию эпихлоргидрина с дифенилолпропаном в щелочной среде в присутствии сокатализатора, отгонку из реакционной массы непрореагировавшего зпихлоргидрина, растворение полученного продукта о толуоле и его дегидрохлорирование, промывку от примесей в толуольном растворе с последующей отгонкой толуола, предусмотрены следующие технологические отличия: 1) в качестве сокатализатора конденсации используют оксиэтилированный алкилфенол типа ОП-7 и ОП10; 2) катализатор вводят в реакционную смесь в виде его водного раствора; 3) катализатор в количестве 3-4% от массы дифенилпропана; 4) водный раствор катализатора вводят одновременно с подачей дифенилолпропана; 5) конденсацию эпихлоргидрина с дифенилолпропаном осуществляют при 65-67°С; 6) дегидрохлорирование полученного продукта осуществляют в две стадии: - при 40-45°С при непрерывном перемешивании в течение 1-2 ч; - при 45-50°С при непрерывном перемешивании в течение 0,5-1,0 ч. Сущность предложенного способа заключается в следующем. В реактор, снабженный мешалкой, холодильником, термометром, капельной воронкой и нижним спуском, загружают эпихлоргидрин, отвечающий требованиям ГОСТ 12844-74, одновременно вводят дифенилолпропан, соответствующий ГОСТ 12138-86, и водный раствор оксиэтилированного алкилфенола марки ОП-7 или ОП-10, соответствующий ГОСТ 8433-81. При этом соотношение количеств эпихлоргидрина, дифенилолпропана и оксиэтилированного алкилфенола составляет (4,06...4,87):1:(0,04...0,03). Образовавшуюся смесь нагревают до 65-67°С при перемешивании и в нее вводят при постоянном перемешивании 45...48%-ный водный раствор едкого натра со скоростью 1,18...1,26 г/мин в количестве 1,7 м на моль дифенилолпропана. После окончания введения раствора едкого натра реакционную массу отстаивают d течение 0,5 ч и сливают водную фазу. После этого из органической фазы отгоняют непрореагировавший эпихлоргидрин при 130...14О°С до остаточного содержания летучих 0,10,5%. Полученную смолу растворяют в толуоле, взятом в соотношении 1:(1,1...1,5). Толуольный раствор смолы нагревают до 40-42°С и в него вводят при непрерывном перемешивании 45-48%-ный водный раствор едкого натра d количестве 200% от количества омыляемого хлора в смоле. Массу перемешивают при 40-45°С в течение 1-2 ч, затем поднимают температуру до 45-50°С и при этой температуре перемешивают 0,5-1,0 ч. После этого в раствор вводят воду в соотношении 0,5:1,0 к смоле и перемешивают в течение 0,1-0,3 ч. Полученную массу отстаивают в течение 0,5-1 ч, а образующуюся при этом водную фазу сливают. Оставшийся толуольный раствор смолы промывают водой в два приема, взятой порциями 1:2 по отношению к смоле. Промытый толуольный раствор подвергают упариванию при 140-160°С и пониженном давлении. Предложенный способ может быть проиллюстрирован следующими примерами его осуществления. Пример 1. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой, загружали 36.51 г (39,5 м) эпихлоргидрина и одновременно 750 г (3,29 м) дифенилолпропана, 810 г воды и 30 г оксиэтилированного алкилфенола ОП-7 в виде предварительно подготовленного раствора. Смесь при перемешивании нагревали до 65°С и в течение 3 часов в нее вводили 224,7 г (5,6 м) едкого натра в виде 48%-ного водного раствора со скоростью 1,26 г/мин. Реакционную массу отстаивали в течение 30 мин. При этом образовались две фазы: сверху органическая, а снизу водная. Водную фазу удаляли из колбы. Органическую фазу нагревали до 120°С и при вакуумировании (остаточное давление 40 мм рт.ст.) отгоняли эпихлоргидрин до содержания остаточных летучих 0,5% за 3 часа с получением 1215 г эпоксидной смолы, содержащей 15,5% эпоксидных групп и 4,9% омыляемого хлора. Полученную смолу растворяли в 1820 г толуола, раствор нагревали до 40°С и при перемешивании в него вводили 134,2 г едкого натра в виде 48%-ного водного раствора. Смесь перемешивали при температуре 40°С в течение одного часа, затем температуру смеси довели до 50°С и перемешивали при этой температуре еще 1 час, после чего в смесь ввели 270 г воды и перемешивали в течение 0,1 часа. Реакционную смесь отстаивали в течение 30 мин. Образовавшуюся при этом водную фазу, содержащую хлорид натрия, отделяли. Толуольный раствор смолы (органическая фаза) дважды промывали водой (в количестве по 50 г) и упаривали при 150°С и остаточном давлении 50 мм рт.ст. в течение 3 ч. Получено 1110 г эпоксидной смолы со следующими показателями: Пример 2. В условиях примерз 1 вместо оксиэтилированного алкилфенола ОП-7 оксиалкилированный алкилфенол ОП-10, Получено 1115 г эпоксидной смолы, характеризующейся следующими показателями: загружали Пример 3. В условиях примера 1 загружали 810 г воды и 22,5 г оксиэтилированного алкилфенола ОП-7, а смесь нагревали до 67°С. Получено 1095 г эпоксидной смолы со следующими показателями: Пример 4, В условиях примера 1 использовали 45%-ный водный раствор едкого натра. Получено 1108 г эпоксидной смолы со следующими показателями: Пример 5. В условиях примера 1 дегидрохлорирование осуществляли по стадиям соответственно при 45°С и 45°С. Получено 1103 г эпоксидной смолы с показателями: Предложенный способ предназначен для использования на предприятиях по производству низкомолекулярных эпоксидиановых смол, используемых в самых разных областях промышленности.