Способ получения циклогексанонформальдегидной смолы

 

Описывается способ получения циклогексанонформальдегидной смолы поликонденсацией циклогексанонсодержащего компонента и формальдегида при мольном соотношении циклогексанона и формальдегида 1 : 1,4 в присутствии щелочного катализатора при 90 - 95°С с последующей азеотропной отгонкой спиртов. Он отличается тем, что в качестве циклогексанонсодержащего компонента используют смесь спиртовой фракции - побочного продукта получения капролактама по окислительной схеме и Х-масла - побочного продукта окисления и дегидрирования циклогексанона в производстве капролактама при массовом соотношении циклогексанона спиртовой фракции и Х-масла 1 : (0,1 - 1). Технический результат - расширение сырьевой базы исходных продуктов, а также снижение себестоимости целевой смолы.

Изобретение относится к способам получения циклогексанонформальдегидной смолы поликондексацией циклогексанонсодержащего компонента с водным раствором формальдегида в присутствии щелочного катализатора и может быть использовано в химической промышленности или в производстве лакокрасочных материалов, а также в качестве модифицирующей добавки к индустриальным маслам и консистентным смазкам.

Циклогексанонформальдегидную смолу получают поликондексацией циклогексанонсодержащего компонента с водным раствором формальдегида при мольном соотношении циклогексанона и формальдегида 1:1,4. В качестве циклогексанонсодержащего компонента используют смесь спиртовой фракции - побочного продукта получения капролактама по окислительной схеме и X-масла - побочного продукта окисления и дегидрирования циклогексанона в производстве капролактама.

Процесс осуществляют при 90-95^oC в течение 1-2 ч в присутствии гидроксида натрия при массовом соотношении гидроксида натрия и циклогексанонсодержащего компонента (1-2):100.

По окончании реакции в реакционную смесь вводят 30-100% от массы спиртовой фракции воды и азеотропно отгоняют смесь спиртов при атмосферном давлении и температуре не выше 100^oC. После полной отгонки растворителя полученную смолу промывают горячей водой, охлаждают и сушат при 80^oC и 50 мм рт. ст. Получают прозрачную бесцветную или слегка окрашенную смолу с температурой размягчения 30-95^o.

Известен способ получения циклогексанонформальдегидной смолы поликонденсацией X-масла с водным раствором в присутствии кислого катализатора (а.с. N 979385). Процесс проводят при 98-100^oC в течение 15-20 ч. Недостатками данного способа являются высокие энергозатраты на осуществление способа и необходимость использования антикоррозионного оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения циклогексанонформальдегидной смолы конденсацией формальдегида с циклогексанонсодержащей смесью - спиртовой фракцией производства капролактама в присутствии щелочного катализатора с последующей азеотропной отгонкой спиртов (патент N 2100380 RU).

Недостатком данного способа является использование в качестве сырья сравнительно дорогостоящего малотоннажного продукта - спиртовой фракции производства капролактама и ограниченная область применения получаемых смол.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение сырьевой базы и ассортимента получаемых смол, а также упрощение технологии и снижение энергозатрат.

Способ получения циклогексанонформальдегидной смолы осуществляется путем поликонденсации циклогексанонсодержащей смеси, состоящей из спиртовой фракции производства капролактама по окислительной схеме и X-масла с водным раствором формальдегида в присутствии щелочного катализатора.

X-масло по ТУ 6-03-476-82 - это смесь высококипящих продуктов процессов окисления и дегидрирования циклогексана, а также конденсации циклогексанона, содержащая, %: Циклогексанон - 1-3 Димеры циклогексанона - 40-60 Олигомеры циклогексанона и сложные эфиры моно- и дикарбоновых кислот - Остальное Массовое соотношение циклогексанона спиртовой фракции к X-маслу составляет 1: (0,1-1). Увеличение содержания X-масла в реакционной смеси приводит к образованию циклогексанонформальдегидной смолы, характеризующейся более низкой температурой размягчения, слабоокрашенной и с более выраженными водоотталкивающими свойствами.

Способ получения циклогексанонформальдегидной смолы осуществляют следующим образом: Пример 1. В колбу, снабженную термометром, обратным холодильником, механической мешалкой и капельной воронкой, загружают 254 г спиртовой фракции (состав в мас.%: циклогексанон - 35,37; амиловый спирт - 35,08; изоамиловый спирт - 11,39; циклопентанол - 7,08; циклопентанон - 0,62; изобутиловый спирт - 0,54; циклогексан - 0,09; бутиловый спирт - 0,08; пропиловый спирт - 0,05; изопропиловый спирт - 0,007; остальное - не идентифицированные примеси), 10 г X-масла (массовое соотношение циклогексанона спиртовой фракции к X-маслу составляет 0,9:0,1) и 143 г 30%-ного водного раствора формальдегида к смеси прибавляют 10 г 20%-ного гидроксида натрия с такой скоростью, чтобы температура не поднималась выше 90^o. Затем смесь нагревают на кипящей водяной бане в течение одного часа, добавляют 90 г воды (55 мас.% по отношению к растворителю) и азеотропно отгоняют смесь спиртов. После полной отгонки растворителя полученную смолу промывают небольшим количеством горячей воды, охлаждают и сушат при 80^oC и 50 мм рт. ст. Получают 102 г прозрачной бесцветной смолы с температурой размягчения 93-95^oC.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1 с использованием X-масла при массовом соотношении циклогексанона спиртовой фракции и X-масла 1:0,4, т. е. к 198 г спиртовой фракции добавляют 30 г X-масла. К полученной смеси добавляют 143 г 30%-ного формальдегида, при перемешивании прикапывают 10 г 20%-ного раствора NaOH. Выделяют 103 г слабоокрашенной смолы, температура размягчения 90-95^oC.

Пример 3. Процесс проводят аналогично примеру 1 с массовым соотношением циклогексанона спиртовой фракции и X-масла 1:1. К 140 г спиртовой фракции и 50 г X-масла прибавляют 143 г 30%-ного водного формальдегида и прикапывают 10 г 20%-ного раствора NaOH. Получают 100 г светло-коричневой смолы с температурой размягчения 85-93^oC.

Предлагаемый способ получения циклогексанонформальдегидной смолы по сравнению с (а. с. N 979385) более технологичен, экономичен, т.к. не требует дорогостоящего оборудования и протекает сравнительно быстро в мягких условиях. Выход целевого продукта высокий, качество смолы регулируется массовым соотношением циклогексанона спиртовой фракции и X-масла. Азеотропная отгонка позволяет смесь спиртов возвращать в технологический цикл, что значительно сокращает количество отходов. Используемое сырье и предлагаемый способ позволяют получать циклогексанонформальдегидные смолы с низкой себестоимостью.

Формула изобретения

Способ получения циклогексанонформальдегидной смолы поликонденсацией циклогексанонсодержащего компонента и формальдегида при мольном соотношении циклогексанона и формальдегида 1:1,4 в присутствии щелочного катализатора при 90 - 95^oC с последующей азеотропной отгонкой спиртов, отличающийся тем, что в качестве циклогексанонсодержащего компонента используют смесь спиртовой фракции - побочного продукта получения капролактама по окислительной схеме и Х-масла - побочного продукта окисления и дегидрирования циклогексанона в производстве капролактама при массовом соотношении циклогексанона спиртовой фракции и Х-масла 1:(0,1 - 1).