Способ получения алкилфенолформальдегидных смол для вулканизации каучука

Способ получения алкилфенолформальдегидных смол для вулканизации каучука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтскмв

Соцмаямстмчвскмх

Рвспубнмм

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АЗТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ (iii 8995? 9 (о! ) Дояолмнтельмое к авт. свмд-ву (22) Заявлено 240680 (2l } 2944789/23 05 с ярмсоедмнеммеш заявкм М (23 } П рморнтет

Ояублмковамо 230182- бкмлетень М 3

Дата ояублмковамня оямсанмя 2301.82 (5l)M. Кл.

С 08 G 8/12

9муаарствеай кепитет

CCCP ае аалам втвбрвтеввЯ м еткрмтвЯ (53) УД К 678. 632 (088,8) (72} Авторы мзобретенмя

В.N.Êîñòþ÷åíêo, В.В.Иволин, H,È.Шапченко, А.Г.Шварц и Л.Т.Гончарова (7l } Заявмтель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНЬИ

СМОЛ ДЛЯ ВУЛКАНИЗАЦИИ КАУЧУКА

Изобретение относится к получению. смоляных вулканизующих агентов для высокотемпературной вулканиэации резины на основе синтетических каучуков (полииэобутиленовый, этиленпропиленовый и т.п.) и может нрименяться в химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Известен способ получения смоляных вулканиэующих агентов алкилфенолформальдегидных резольных смол конденсацией и-третбутилфенола с формальдегидом (I ).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения алкилфенолформальдегидных смол, включающий конденсацию и-третоктилфенола с формальдегидом при нагревании. Смолы из п-третоктилфенола хорошо совмещаются с резиной и обладают высокой вулканизу10щей активностью I 2).

Однако известные смолы имеют ниэо кую температуру размягчения (6Q-70 С)„ они слеживаются при хранении и не могут выпускаться в гранулированном виде. При повышении температуры размягчения в смолах снижается содержание метилольных групп, что приводит к падению их вулканиэующей способности.

Смолы иэ п-третбутилфенола имеют высокую температуру размягчения (80100 С) и большое содержание метилольных групп (до 15-203). Но эти смолы обладают пониженной вулканизующей активностью вследствие их плохой совместимости с резиной.

Цель изобретения — получение неслеживающихся при транспортировке, хранении и дозировке и хорошо распределяющихся в резиновой смеси фенолформальдегидных смол.

Поставленная цель достигается

20 тем, что согласно способу, включающему конденсацию алкилфенола с формальдегидом, в качестве алкилфенола берут смесь алкилфенолов с

9579

3 89 алкилом С -С,, являющихся продуктом алкилирования фенола димером бутанбутиленовой фракции или диизобутиленом, содержащую 1-25Х алкилфенолов с алкилом С, 69-93Х с алкилом

С -С„ и 1-б диалкилфенолов с алкилами

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале осуществляют конденсацию алкилфенола с формалином в присутст вии раствора едкого натра, нейтрализацию резола кислотой, отделение подсмольной воды, а затем термообработку и гранулирование.

Конденсация проводится при 7095 С и времени пребывания продуктов в зоне реакции соответственно 3 ч и 20 мин. Отношение алкилфенол— формальдегид — NaOH составляет

1:2,2:1 моль/моль. Конденсация может проходить в растворе толуола, бензина и т,д.

Нейтрализация полученного на первой стадии резола проводится при

40-60 С минеральными кислотами (серо ная,. соляная) до рН 2-4.

Для отстоя от резола подсмольной воды продукты нейтрализации разбавляют растворителем, ecsm oa был подан на стадии конденсации в недостаточном количестве. Отношение резола к растворителю составляет от l:(23) вес.ч.

Термообработка резола проводится при 110-170 С и остаточном давлении

500-100 мм рт.ст. При термообработке отгоняется растворитель, одновременно диспирты, образовавшиеся на первой стадии, конденсируются B сиолу с метиленэфирными мостиками.

Время термообработки с повышением температуры уменьшается с 3-4 ч до 30 мин.

Процесс может быть осуществлен периодически или непрерывно. Более однородный гранулированный продукт получают по непрерывной схеме.

Пример 1. В аппарат с мешалкой емкостью 900 л загружают 130 кг алкилфенола, 112 кг 37Х-ного формалина, 125 кг 20Х-ного раствора едкого натра и 100 кг толуола.

Алкилфенол имеет следукиций состав, мас.Х: п-третбутилфенол 12,7; п-третоктилфенол 78,4; нонилфеыол

2,6; додецилфенол 3,2 и диалкилфенолы 3,1.

13

39

33

39

46

4

Реакционную массу нагревают до

70 С и перемешивают при этой темпео ратуре в течение 2,5 ч. Далее ее разбавляют толуолом в количестве

200 кг и нейтрализуют при 50 С ЗОЖным раствором серной кислоты до рН 3. Отделяют отстаиванием подсмольную воду (нижний слой), резол промывают деминерализованной водой до

ff отсутствия ионов SO< в промывной воде.

Отгоняют от промытого резола толуол, остаток подвергают термообработке прн 130 С и остаточном давлео нии 500 мм рт.ст. в течение 1,5 ч.

Смолу гранулируют из расплава на металлической ленте.

Получают 153 шг смолы с темпераЬ турой размягчения 87 С и содержанием метиленэфирных групп 4,6Х (в пересчете на метилольные группы 9,2 ), молекулярный вес 975. Смола растворима в толуоле, бензине и минеральном масле. Пластинки смолы не слеживаются при 35 С и продолжительном хранении.

Пример 2. В колбу на 2 л загружают 250 г алкилфенола, полученного алкилированием фенола диизобутиленом, 220 г 37 -ного формалина;

260 r 20 -ного раствора едкого натра и 400 мл толуола.

Алкилфенол имеет следующий состав, мас. : и-третбутилфенол 25,0, и-третоктилфенол 50,4; п-l,1,2,3-тетраметилбутилфенол 17,0; додецилфенол .

1,6 и диалкилфенолы 6,0.

Реакционную массу перемешивают при 90 С в течение 30 мин, далее нейтрализуют ее 30 -ной серной кислотой до рН 2,5, отделяют подсмольную воду, отгоняют растворитель и о термообрабатывают резол при 150 С и остаточном давлении 700 мм рт.ст ° в течение 40 мин.

Получают 248 г смолы с температурой размягчения 93 С и содержанием метиленэфирных групп 5,0IX (в пересчете на метилольные группы 10 lX), молекулярный вес 1100, Смола раство-рима в бензоле, бензине, толуоле и минеральном масле . Плас тинки смолы не слеживаются при 35 С и продолжио тельном хранении.

Пример 3. В колбу на 2 л загружают 300 г алкилфенола, 255 г

37Х-ного раствора формалина, 285 r

20Х-ного водного раствора едкого натра и 350 мл толуола.

8995

Алкилфенол имеет следующий состав, мас.Х: и-третбутилфенол 1,0". и-третоктилфенол 89,7; гептилфенол 1,2; додецилфенол 2,1 и диалкилфенол 6,0.

Реакционную массу обрабатывают аналогично примеру l. Получают

365 г смолы с температурой размягчения 83 С, содержащей 10,6Х метилольных групп. Пластинки смолы толщиной .1-2 мм не слеживаются при 35 С и, 1© длительном хранении.

Пример 4. В колбу с мешалкой загружают 300 г алкилфенола, 250 r 377-ного раствора формалина, 280 г 20Х-ного водного раствора едко- 15 го натра и 350 мл толуола.

Смола затели предлагае- п-изооктилмая фенольная

-третбутиленолькая

Температура размягчения, С 87

6,9

4 6

3,9

7,8

9,2

13,7

Напряжение вулканизата при

3007-ном удлинении, кгс/см

47

Смолы, получаемые предлагаемым способом, имеют температуру размягчения на 20-30 С выше, чем у известных смол (85-100 С), а также содержат на 1-2Х больше метиленэфирных групп (4,5-5,5X). Кроме того,они обладают высокой вулканизующей способностью.

Получение смол (основано на доступном сырье), расчетная себестоимость которых составляет 700 руб,/т позволяет при замене импортных смол получить экономический эффект в размере 1500 руб./т, Формула изобретения

Способ получеиия алкилфенолформальдегидных смол для вулканизации каучука, включающий конденсацию алкилфенола с формальдегидом, о т л иВНИИПИ Заказ 12055/31 Тираж 511 Подписное

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

Физико-химические покаСодержание метиленэфирных групп, Х в пересчете на метилольные группы, Х

79 4

Алкилфенол имеет следующий состав, мас.Х: и-третбутчлфенол 8,0; и-октилфенол 87,0; нонилфенол 1,2; доде цилфенол 2,8 и дйалкялфенол 1,0.

Реакционную массу обрабатывают аналогично примеру 2..Получают 355 г смолы с температурой размягчения

88 С, содержащей !1,2Х метилольных групп.

В таблице приведены физико-химические показатели смола, полученной в примере 1, смол из и-третбутилфенола (фенофор-Б) и й-третоктилфекола (амберол St-137) и их вулканиэующая активность, ч а ю шийся тем, что, с целью о получения неслеживающихся при транспортировке, хранении и дозировке и хорошо раснределяющихся в резиновой смеси фенолформальдегидных смол, в качестве алкилфенола берут смесь алкилфенолов с алкилом С -С2, являющихся продуктом алкилирования фенола димером .бутанбутиленовой фракции или диизобутилеиом, содержащую

1-25Х алкилфенолов с алкилом С4, 69-93Х алкилфенолов с алкилом

С -С <и 1-6Х диалкилфенолов с алкиламй С4-С .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент США В 2985608, кл. 260-53, опублик. 1961.

2. Патент Англии М 727953, кл. 2/5/, опублик. 1953 (прототип),