Способ получения эпоксидированныхэфиров жирных кислот

Способ получения эпоксидированныхэфиров жирных кислот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.ОПИСАпИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республнк.

It АВТОИЖЮМУ Св ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 180978 (21)2664362/23-04 (я)м. кл.з с присоединением заявки HP С 07 0 301/12

//С 08 К 5/15

Государстеениый коиитет

СССР оо делам изобретений и открыти Й (23) Приоритет (53) УДК66. 063. .726.07(088.8) Опубликовано 0701.81. Бюллетень М

Дата опубликования описания 0701„81

М.О. Лозинский, Б.И. Штейсельбейн, М.Г. Зубик,О.В.Вишневский, В.В. Маловик, А,П. Прокопенко, В.3. Караван, Т.М. Иванык, И.A Бандривская, И.К. Пахомова, P.Ø тдинов, С.К. Золотарев, A.З. Коковина и Б.Г ов (72) Авторы изобретения

Институт органической химии АН Украинс (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПОКСИДИРОВАННЫХ ЭФИРОВ

ЖИРНЫХ КИСЛОТ

В качестве пластификаторов используют диоктилфталат, дибутилфталат, трикрезилфосфат и др.

После завершения эпоксидирования отделяют водный слой, органический слой проьывают водой, нейтрализуют раствором соды,. отмывают водой от избытка щелочи, подвергают, вакуумной сушке при 100 С.

Готовые продукты представляют собой растворы эпоксидированных эфиров жирных кислот в пластификаторах,коПри этом в известном способЕ для эпоксидирования в качестве эфиров ненасыщенных жирных кислот используют 2З натуральные растительные масла (соевое, льняное, подсолнечное, жиры животного происхождения), а также синтетические эфиры ненасыщенных жирных кислот 30

Изобретение относится к химичес-. кой технологии получения эпоксисоеди" нений и может быть использовано при получении эпоксидированных эфиров жирных кислот, применяемых в полимерных композициях (преимущественно поливинилхлоридных) в качестве вторичных стабилизаторов, обладающих также . пластифицирующими свойствами.

Известен способ эпоксидироваиия эфиров ненасыщенных жирных кислот смесью органических кислот и перекисных соединений в среде летучих органических растворителей (бенэол, толуол и др.) в присутствии кислотных IS катализаторов при нагревании с после" дующим отделением водного слоя, нейтрафизацией кислого органического слоя, многократной его промывкой, от" гонкой органического растворителя, 20 фильтрацией (1).

Основными недостатками известиого способа являются присутствие в готовых продуктах примеси летучих растворителей, используемых в производстве, применение огнеопасных растворителей, многостадийность технологических процессов, большое количество сточных вод, образующихся на стадиях нейтрализации и промывки.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является способ эпоксидирования эфиров ненасыщенных жирных кислот в среде пластификаторов смесью муравьи- ной кислоты и 35%-ной перекиси водорода.при 25-30оС в течение 20 чаcos (21.

794009 торые применяют в полимерных композициях °

Однако эпоксидированные эфиры жирных кислот, согласно известного способа, получаются низкого качества.

Так при эпоксидировании растительного масла достигается максимальное эпоксидное число 5,85 и минимальное иодное число 8,4.

Продукты с приведенными показателями не могут быть использованы при производстве полимерных материалов высокого качества, так как присутствующие в эпоксипродуктах ненасыщенные соединения (об этом свидетельствует повышенное иодное число) в условиях высокотемпературной переработки полимерных композиций полимеризуются и вызывают окрашивание и частичную деструкцию полимера.

Кроме того, согласно литературным данным, повышенное содержание ненасыценных соединений приводит к снижению совместимости эпоксисоединений с поливинилхлоридом (ПВХ) и явлению быстрого выпотевания эпоксисоединений при старении изделий из ПВХ.

Кроме того, известный способ длителен во времени (стадия эпоксидирования протекает в течение 20 часов), включает шесть технологических стадий, при реализации способа на стадиях промывок и нейтрализации образуется значительное количество токсичных сточных вод.

Целью изобретения является повышение качества эпоксидированных эфиров жирных кислот, упрощение и интенсификация технологического процесса. Поставленная цель достигается способом получения эпоксидированных эфиров жирных кислот путем эпоксидирования эфиров ненасыщенных жирных кислот в среде пластификаторов смесью муравьиной кислоты и перекиси водорода, отличительной особенностью которого является то, что процесс ведут при температуре 70-75 С с поддержанием в процессе реакции кислотности водного слоя 70-110 мг КОН/r путем добавления муравьиной кислоты.

Общее время эпоксидирования составляет 11-12 часов.

По окончании эпоксидирования массе дают. отстояться, нижний водный слой отделяют, а органический слой, представляющий раствор эпоксидированных эфиров жирных кислот в пластификаторах и содержащий примеси влаги и муравьиной кислоты, подвергают непосредственно вакуумной сушке, фильтрации от механических примесей. По-лучают эпоксидированные эфиры жирных кислот в пластификаторах.

Процесс эпоксидирования непредельных соединений в пластификаторах протекает в гетерогенной среде (органический слой и водный слой).

Муравьиная кислота используется в нестехиометрических количествах и регенерируется в процессе.

Образовавшаяся из перекиси водорода и муравьиной кислоты надмуравьиная кислота расходует активный кислород в органическом слое на эпоксидирование, превращается в муравьиную кислоту, которая в водном слое реа гирует с перекисью водорода, образуя надмуравьиную кислоту и т.д.

Исследования процесса эпоксидирования ненасыщенных соединений при 7075 С показали, что скорость эпоксидирования и побочных реакций зависит от концентрации муравьиной кислоты в водном слое.

При кислотном числе ниже 70 мг

КОН/г скорость реакции эпоксидирования существенно понижается, протекает разложение .перекиси водорода,что

26 приводит к значительному перерасходу перекиси водорода, общее время эпоксидирования составляет 15-18 часов, иодное число 3-5.

При кислотном числе выше 110 мг

КОН/г увеличивается скорость побочной реакции гидроксилирования, образуется продукт с пониженным (менее

4,0Ъ) значением содержания оксиранового кислорода.

Предлагаемый способ обеспечивает получение продуктов высокого качества с содержанием оксиранового кислорода на 15Ъ выше, иодного числа в

4,9 раза ниже, сокращением времени на стадии эпоксидирования в 2,2 раза меньше, чем достигнутых в прототипе.

Сущность заявляемого способа поясняется следующими примерами.

Пример 1. Эпоксидирование соевого масла.

40 B эмалированный реактор емкостью

1,25 м, снабженный мешалкой, рубашкой для нагрева горячей водой или охлаждения водой, теплообменником,3агружают 300 кг соевого масла (иодное д число 130) и 150 кг диоктилфталата.

Смесь при перемешивании нагревают до 70-72 С затем строго при темперао туре 70-72 С в течение 6 часов из меро ников через смеситель строго синхронно приливают 380 кг перекиси водорода (концентрация 30%) и 60 кг муравьиной кислоты (концентрация 85Ъ).

Эпоксидирование проводят надмуравьиной кислотой, образующейся в смесителе из перекиси водорода и муравьиной кислоты.

Необходимую температуру обеспечивают подачей воды в рубашку реактора (автоматически) и изменением скорости прилива.

Я После окончания загрузки операционных количеств перекиси водорода и муравьиной кислоты реакционную массу при перемешивании выдерживают при

70-72 С в течение 3 часов, затем при

О ф5 73-75 С до содержания перекиси водоо

794009

Для р-ра ЭРМ в масле

B пересчете на эпоксиэфир

Наименование показателей примеры

1 1 примеры

1 1

1 2 3

1 2 3

Эпоксидное число в % оксиранового кислорода

4,5 4,7 4,8 6,.55 6,8 7,0

Иодное число в r иода, пересчитанного на

100 г продукта

1,3 1,5 1,4 1 9 2,25 2,1

Кислотное число,мг

КОН на 1 r продукта 0,3 0,3 0,3 . 0,5 0,5 0,5

Эпоксидное число в Ъ оксиранового кислорода после проведения испытания на термостабильность

4,4 4,4 4 6 6,4 6,4 6,7

Формула изобретения

Составитель В. Жестков

Редактор В.Смирягина Техред М.Рейвес Корректор. М. Коста.

Заказ 10693/74 Тираж 454, Подписное

8HHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

13.3035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 рода в пробе, отобранной из водной среды менее 4%.

В процессе выдержки для поддержания оптимальной кнслотности водного слоя (100-110 мг KOH/r) прибавляют б кг муравьиной кислоты.

Общее время эпоксидирования 2 часов.

Массу охлаждают до 45оС, останавливают перемешивание, массе дают отстоятся

Нижний водный слой отделяют, верхний органический слой представляет собой раствор эпоксидированного сое вого масла в пластификаторе, содержащий примеси воды и муравьиной кислоты.

Органический слой перегружают в вакуумвыпарной аппарат, .отгойяют примеси и фильтруют от механических примесей.

Способ получения эпоксидированиых эфиров жирных кислот путем эпоксидирования эфиров ненасыщенных жирных кислот в среде пластификаторов смесью муравьиной кислоты и перекиси водорода, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, интенсификации и упрощения технологии, процесс ведут

Готовый продукт представляет собой раствор эпоксидированного растворительного масла в пластификаторе в соотношении 2:1. Выход с операции

466 кг (99%).

Результаты анализа в таблице.

Пример 2. Эпоксидирование соевого масла.

Отличается от примера 1 тем,что вместо диоктилфталата в качестве пластификатора применяют диоктиладипинат, в процессе выдержки, для поддержания оптимальной кислотности водного слоя (70-80 мг КОН/r) прибавляют 5 кг муравьиной кислоты.

Пример 3. Эпоксидирование

1S подсолнечного масла.

Отличается от примера 1 тем, что вместо соевого масла используют подсолнечное масло (иодное число 133).

Результаты анализов

45 при 70-75"С с поддержанием в процессе реакции кислотного числа водного слоя 70-110 мг КОН/г путем добавления муравьиной кислоты.

50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США В 3351635, кл. 260-34&.5, опублик. 1967.

2. Патент Голландии Р 90753, у кл. С 07 С, опублик. 1959 (прототип)