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.

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^оС, 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^оС, 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^оС) 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^оС.

Алкилдисульфидфенолформальдегид-ный диэфир малеиновой или фумаровой кислоты готовят следующим образом: 100 г алкилдисульфидфенолформальдегидной смолы (Октофор S) расплавляют, затем при 120-125^оС 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^оС в течение 30 мин. Затем температуру повышают до 140-145^оС 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^оС.

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^оС, неомыляемых веществ 4,8 мас.) обрабатывают при 205^оС алкилдисульфидформальдегидным диэфиром малеиновой кислоты (АФЭМК), взятым в количестве 0,1 мас. к массе канифоли. Диэфир имеет следующие характеристики: к.ч.205, t_р=88^оС. После обработки получают светлую канифоль марки N (к.ч.168, t_р=69^оС, 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^оС, мас. доля неомыляемых веществ 4,0 мас.) при температуре 225^оС 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^оС. После обработки получают канифоль марки WW по шкале цветности канифоли (к.ч.172, tр=66^оС, 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^оС обрабатывают алкилдисульфидфенолформальдегидным эфиром фумаровой кислоты. Диэфир (характеристики диэфира: к.ч.202, t_р=80^оС) 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^оС, 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^оС, массовая доля неомыляемых веществ 4,6 мас. кристаллизация близка к сплошной) при температуре 215^оС обрабатывают алкилдисульфидфенолформальдегиддималеатом в течение 1 ч.

Диэфир имеет следующие характеристики: к.ч.210, t_р=80^оС. 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^оС, 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^оС, м. доля неомыляемых веществ 2,8 мас. при температуре 210^оС 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^оС. После обработки получают осветленную канифоль марки WW по шкале цветности канифоли (к.ч.172; t_р=62,5^оС, 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^оС) смешивают с 12 мас.ч глицерина при 180^оС. 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^оС. Затем смесь нагревают до температуры 205^оС и выдерживают при этой температуре в течение одного года. Далее полученный таким образом неполный глицериновый эфир осветленной канифоли нагревают до 270^оС, 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^оС, 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^оС, м. доля неомыляемых веществ, 4,0 мас. смешивают с 11,5 мас.ч. глицерина при 160-180^оС. 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^оС. Затем смесь нагревают до 210^оС и перемешивают при этой температуре в течение 1 ч. Полученный таким образом неполный глицериновый эфир талловой канифоли нагревают до 270^оС 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^оС, 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^оС) нагревают в течение 120 мин при 230^оС с 0,3 мас. n-трет-бутил-фенолдисульфидформальдегидной смолой. Нагревание осуществляют в токе СО₂. 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^оС. 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.

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^oС.