Способ получения окрашенного мочевино-формальдегидного олигомера

Способ получения окрашенного мочевино-формальдегидного олигомера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 7!7093 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.10.77 (21) 2537656/23-05 с присоединением заявки М (23) П риоритет— (51)М. Кл.

С 08 Х 3/20

С 08 G 8/10

6кудврвтввниыМ кемнтет

СССР аа делам изобретений и вткрыткк (53) УД К678.029. .82(088.8) Опубликовано 25.02.80. Бюллетень РЙ 7

Дата опубликования описания 28.02.80

Л. N. Литвиненко, B. 3. Маслош„A. М. Кузнецов, В. Т. Мякухина, Л. В. Белоусова, А. Ф. Попов, Я. Н. Смаль, П. С. Мищенко и В. П. Сыворотка ! (72) Авторы изобретения

Рубежанский филиал Ворошиловградского машиностроительного института (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКРАШЕННОГО

МОЧЕ ВИНО-ФОРМАЛ ЬДЕ ГИДНОГО

ОЛИГОМЕРА

Данное изобретение относится к об ласти переработки пластических масс,, а именно, к способу получения окрашенного мочевинно-формальдегидного олигомера.

Известен способ получения окрап1енного мочевинно-формальдегидного олиго-, мера взаимодействием мочевины с апьдегидом с использованием активного водорастворимого азокрасителя, обработкой м» 10 реакционной массы хлористым металло хлористым натрием при повышенной температуре - 40 - 80 С.

Полученный в процессе конденсации

15 продукт, выделяют в виде водонерастворимого, пригодного для получения формовочных изделий и используемого в качестве пигмента(1) .

Недостатком данного способа являет» ся получение нерастворимого в воде продукта, нестабильного при хранении, а

/. также сложность и длительность техйологического процесса.

Цель изобретения - получение водорастворимого. продукта с повышенной стабильностью при хранении, а также уп рощение и интенсификация технологического процесса.

Данная цель достигается за счет того, что в известном способе в процессе взаимодействия мочевины с альдегидом вводят азо- или антрахиноновый краситель, с содержащий незамещенные аминогруппы, с последующей обработкой реакционной массы 50 ным хлористым цинком при рН=4,8-5,2 и 50-70 С повышением о температуры до 96-98 С нейтрализацией продукта реакции с вязкостью 1316 сек, 8 -ным раствором едкого патра до оН=7,5-8,5 и вакуум»сушкой при

70-80 С с последующей дополнительной обработкой его мочевиной при той же температуре и перемешиванием при о

50-60 С в течение 30 мин.

Данное изобретение иллюстрировано нижеследующими примерами.

717093

F,X В

3

Пример 1, В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратйым холодильником, термометром, рН-метром, загружают раствор формалина

744 r (9,17 г-моль); мочевины259,8 г (4,33 г-моль) и перемешивают цо полного растворения последнего. Путем добавления 8/ ного ратвора едкого натра доводят рН реакционной массы до 7,5-8,5. Загружают 68 r to (0,146 г-моль) красителя (динатриевая соль — 2-азо-(4-аминофенилен)-4,8дисульфокислота нафталина ) и после растворения его в реакционной массе начи,нают подогрев раствора. Реакционную о массу подогревак-т до 50-70 С и приливают 50/ ный раствор хлористого цинка в количестве 0,545 г (0,004 г-моль).

PH раствора должно быть 4,8-5,2. После загрузки хлористого цинка реакционную смесь при непрерывном перемешивао нии подогревают до 96-98 С. Конденсацйю в этих условиях ведут до достижения вязкости 13-16 сек. При дости;:"„ енин вязкости 1 3-16 сек, реакционную смесь нейтрализуют 8% раствором едкого натра до рН 7,5-8,5%. В процессе нейтрализации раствор охлаждают до тем о пературы 70-80 С и холодильник включают в работу как йрямой. зв

Сушку смолы. ведут при температуре

70-80 С и вакууме при давлении йе ме нее 500 мм рт. ст. Через каждый час в течение всей сушки смолы, а к концу сушки через каждые 30 мин. отбирают пробу для определения рН и вязкости.

Процесс вакуум-сушки смолы ведут до достижения вязкости 25-90 сек, рН

6,5-8,5. При цостижении этих показателей вакуум отключают, реакционную масо су охлаждают до температупы 60-65 С.

При температуре 65-70 С грузят вторую порцию мочевины 139,8 г (2,33 t.-моль). При загрузке второй порции мочевины температура реакционной массы почижается до температуры о

50-60 С и при этой температуре после .перемещения в течение 30 мин. опредеЯ) ляют время отвердевания, условную вязкость, содержание свободного формальдегида, сухой остаток, рН среды.

Количество красителя в реакционной смеси - 10% от веса загружаемых ком55 понентов.

Получают 673,8 г (выход 90%) моче. вино-формальдегидного олигомера темнооранжевого цвета, 4

Методом фракционирования синтезиро-.

Йанный олигомер разделяют на неокрашенную и окрашенную части и выделяют структурно«окрашенный олигомер формулы с

ЯбН2 W-eO-Мн- Н21Щ

МН- СО-WH CH2 "- ОН (I)

В - монофункциональный краситель формулы где А — -МН; В --ОН; g СН К, М,,Г

-So>No; Я = 1; Z. = 2 в количестве

103,98 г или 15,43% веса синтезированного ол игом ера.

Во всех последующих примерах разделение окрашенных макромолекул от неокрашенных проводят методом фракционирования. Молекулярная масса полученного соединения составляет 740. Вычисленный молекулярный вес такого соединения ра вен 711,64.

Молекулярную массу определяли методом криометрии. Во всех последующих примерах молекулярная масса окрашенных олигомеров определялась этим же мето- . дом.

Элементный состав полученного соединения, %:

С Н И 8 вычислено: 40,53, 3,82: 17,71 9,01 6,4G найдено:,40, 26 3,8 1 7,81 9,0 6,36

Пример 2. Опыт проводят аналогично изложенному в примере 1. Загрузки компонентов следующие: формальдегид

- 275,3 г (9,17 г-моль), краситель динатриевая(соль — 1-окси-2-азобензол-8 амино-3,6-дисульфокислота нафталина - 68 г (0,145 г-моль), мочевина

399,6 г (6,66 г-моль), хлористый цинк0,545 г (0,004 г--мольг).

Количество красителя в реакционной смеси» 10% от веса загружаемых ком» понентов.

Получают 673,75 (выхоц 90%) мочевино-формальдегидного олигомера темноарасного цвета. Был выцелен структурно окрашенный олигомер формулы (1), гце

93

Количество красителя в реакционной смеси 0,1% от веса всей загружаемых компонентов.

Получают 613,2 г (выход 90%) мочевинно-формальдегидного олигомера красного цвета. Выделяют структурно-окрашенный олигомер формулы (1), где К - краситель формулы

О в,котором А =-N Н, В = ОН; g = 1ю

2 = 2 в количестве 1,38 г или 0,26% от веса синтезированного олигомера. Молекулярная масса полученного соединения

510. Вычисленная молекулярная масса гакого соединения 485,46.

Элементный состав полученного сое»» динения, %: вычислено: 52,06 4,99 23,1 3 найдено: 52,69 5,31 22,65

Пример 5. Опыт проводят аналогично изложенному в примере 1. Загрузки компонентов следующие: формальдегид - 275,3 г (9,17г-моль), краситель (1,4-диамино-Z-метоксиантрахинон) -3,4 r (0,012 г-моль), мочевина

399,6 г (6,66 г-моль), хлористый цинк-0,545 г (0,004 г;моль).

Количество красителя в реакционной смеси составляет 0,5% or веса всех загружаемых компонентов.

Получают 615,6 г (выход 90%). мочевино-формальдегидного олигомера красного цвета. Был выделен структурноокрашенный олигомер формулы (I!I) 5

35 в котором МД P = ««SOMa А - NH = 1, Я -" 2 в количестве 93,99 r или 13,95% от веса синтезированного олигомера. Молекулярная масса полученного соединения составляет 915. Вы- 4о

1 численная молекулярная масса такого соединения 893,19.

Элементный состав полученного соеди« нения в %:

Н fIIH-CO-МН-CHg j„—

5 7170

P, — монофункциональный краситель фор- мулы (11), где х — МН В-ОН, У,К-SO Nc. 1, Ъ= 2, в количестве i й.03,82 г или 15,410% от веса синтезированного олигомера. Молекулярная масса полученного соединения - 750.

Вычисленная молекулярная масса тако- ,го, соединения - 713,1 3.

С Н и 5 h}a вычислено: 38,71 3,53 17,66 6,44 8,98 найдено: 38,5 3,74 17,35 6,6 9,14

П р и м ер 3. Опыт проводят ана логично изложенному в примере 1. Загрузки компонентов следующие: формальдегид — 275,3 г (9,17 г-моль) краситель (медный комплекс продукта сочетания Аш-кислоты с 2-аминофенол-4-сульфокислотой) - 68 г (0,105 г-моль), мочевина - 399,6 г (6,66 г-моль), хло ристый цинк 0,545 г (0,004 г-моль), Количество красителя в реакционной смеси — 10% от веса всех загруженных компонентов.

Получают 673,75 r мочевино-фор25 мальде гидного олигомера фиолетового цвета. Был выделен структурно-окрашенный олигомер формулы (1), где Я - монофункциональный краситель формулы

Π— См О А зо

Я О Э,А

К) g (y) 55

С Н N 8 ча См вычис»

/ лено: 30,93 2,4814,1110,777,277,1 найдено. 30,44 2,29 14,06 11,23 7,677,03

Пример 4. Опыт проводит аналогично изложенному в примере 1. Загрузки компонентов следующие: формальдегид — 275,3 г (9.17 г-моль), краситель (1-амино-4- оксиантрахинон) -0,68r, (0,003 г-моль), мочевина - 399,6 r

6,66 г-моль), хлористы цинк - 0,545 г

0,004 г-моль), NH- C0 — NH — CH g H -- i1

СН -ИН-бО-NH — СН2 ОН к где "Й, — краситель формулы

22,48

6,38

ЦНИИПИ Заказ 515/49 Тираж 549

Подписное

Филиал ППП "Патейт, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 71709 в котором А, A,— -NH ; Q.= ОСН;

tl 1; щ = 1; к = 1 в количестве

6,32 r или 1,02% от веса синтезиро» ванного олигомера. Молекулярная масса полученного соединения 520. Вычислен5 ная молекулярная масса такого соединения составляет 498,$.

Элементарный состав полученного соединения, %

И вычислено; 5 31 00 5i 26 найдено, 52,58 6,02 22,15 ! с

Пример 6. Опыт проводят аналогично изложенному в примере 1. Заг15 рузки компонентов следующие: формаль» дегид - 275,31 (9,17 г-моль), краси тель (динатриевая соль 1,5-диоксидиамино-2,6-дисульфокислота антрахино:на)»68 r (0,143 г-моль), мочевина

399,6 г (6,66 г-моль), хлористый

20 цинк 0,545 г (0,004 г-моль).

Количество красителя в реакционной смеси составляет 10% от веса всех за гружаемых компонентов.

Получают 673,8 г (выход 90%) мочевино-формальдегидного олигомера темно-синего цвета. Был выделен структурно окрашенный олигомер формулы (Ч ) где: и 1,ти =.1, к=l, Р-краситель общей формулы (Vl), в которому,Д=ОН, А. E = Н23 K K =SO hie в коли;честве 104 г или 15,44% от веса синтезированного олигомера. Молекулярная масса полученного методом криометрии соединения 740. Вычисленная молекуляр ная масса такого соединения 720,6.

Элементный состав полученного соединения, %: вычис» лено; 35,01 3,07 15,55 8>9 найдеао: 35,64 3,71 15,13 8,48 5,96

Все окрашенные мочевино-формальдегидные олигомеры представляют собой

45 водорастворимые вещества, имеющие цвет, соответствующий цвету исходного хромофорсодержащего соединения, исполь

° зуемого при синтезе данного мочевиноформальдегидного олигомера. Интенсив50 ность окраски синтезированных продук- тов зависит от содержания красящего компонента. Доказательством структурного окрашивания олигомеров является сдвиг максимальной волны поглощения раствора смол по сравнению с раствором красителя, что обусловлено наличием химической связи красителя со смолой, изменяющей электронную плотность хромофорной группы. При применении дисперсных водонерастворимых красителей образуются водорастворимые цветные смолы, да1ошие раствор без осадка красителя, что также подтверждает вступление пос леднего в химическую связь с олигомером.

При использовании таких смол в качестве цветных красителей для стеклопластиков, получены иэделия, обладающие повышенной прочностью и теплостойкостью, гладкой однородной и яркой поверхностью при полном отсутствии миграции красителя. Кроме того, окрашенный мочевино-формальдегидный олигомер стабилен при хранении.

Формула изобретения

Способ получения окрашенного мочеи вино-формальдегидного олигомера взаимодействием мочевины с альдегидом с использованием красителя, обработки реакционной массы хлористым металлом при повышенной температуре, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения водорастворимого продукта с повышенной стабильностью при хранении, а также упрощения и интенсификации технологического процесса, в процессе взаимодействия мочевины с альдегидом вводят азо-или антрахиноновый краситель, содержащий незамеченные аминогруппы, с после. дуюшей обработкой реакционной массы

50%-ным хлористым цинком при рН-4,8, -5,2 и 50-70 С, повышением температуры до 96-98 С, нейтрализацией продукта о реакции с вязкостью 13-16 сек, 8/ ным раствором едкого натра до рН-7,5-8,5 и вакуум-сушкой при 70-80 С с после0 дующей дополнительной обработкой его мочевиной при той же температуре и пео ремешиванием при 50-60 С в течение

30 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

% 874369, кл, 2 (5)А,, опубл., 1961 (прототип) .