Способ получения алкилфенолформальдегидных смол для вулканизации каучука

Иллюстрации

Способ получения алкилфенолформальдегидных смол для вулканизации каучука (патент 899579)
Способ получения алкилфенолформальдегидных смол для вулканизации каучука (патент 899579)
Способ получения алкилфенолформальдегидных смол для вулканизации каучука (патент 899579)
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),