7 сентября, 2013 
admin Как уже упоминалось, в промышленности выпускают три группы карбамидо — и меламиноформальдегидных олигомеров: о р — ганорастворимые, водорастворимые и водоразбавляемые.
Группу органорастворимых карбамидо — и меламиноформальдегидных олигомеров составляют практически исключительно модифицированные н-бутанолом (бутанолизированные) олигомеры. К водорастворимым относятся немодифицирован — ные олигомеры. Олигомеры, модифицированные низшими спиртами (метанолом, этанолом) и этилцеллозольвом, составляют группу водоразбавляемых олигомеров.
Из этих трех групп олигомеров в лакокрасочной промышленности наибольшее применение находят органорастворимые и водоразбавляемые. Несмотря на то, что химические основы процессов получения и тех и других олигомеров одинаковы, в технологических процессах их производства имеются некоторые различия, поэтому их удобнее рассматривать в отдельности.
Производство органорастворимых бутанолизированных карбамидо — и меламиноформальдегидных олигомеров
Бутанолизированные карбамидо — и меламиноформальдегидные олигомеры обычно выпускаются в виде растворов в бута ноле, смесях бутанола с ксилолом или бутанола с сольвент-нафтой. Содержание основного вещества в них составляет от 40 до 80%- Выпускаются также смешанные карбамидомеламино — формальдегидные олигомеры.
Типовые рецептуры некоторых выпускаемых олигомеров приведены в табл. 3.4.
Принципиально возможна организация производства бутанолизированных карбамидо — и меламиноформальдегидных олигомеров по непрерывной и периодической схемам. Однако наибольшее распространение в промышленности находит периодический способ.
Аппаратурно-технологическая схема производства карбами — до — и меламиноформальдегидных олигомеров периодическим способом приведена на рис. 3.22.
В реакторе 8, снабженном паровой рубашкой, растворяют карбамид (меламин) в предварительно нейтрализованном аммиачной водой формалине
|
Таблица 3.4. Рецептуры (1—4) бутанолизированных карбамидо — и меламиноформальдегидных олигомеров*
|
|
* В числителе — моли, в знаменателе — % (масс.). |
(pH 7—7,5). При использовании меламина температуру поддерживают в пределах 46—60 °С, поскольку при более низкой температуре меламин не растворяется. В процессе растворения карбамида (меламина) образуются соответствующие метилольные производные. Далее при 50—60 °С под вакуумом (85—180 кПа) в приемник 9 отгоняют примерно половину воды, введенной в реакционную массу с формалином. Вместе с водой удаляется и метанол (из формалина). Поэтому эту воду часто называют метанольной. Затем вакуум снимают и в реактор 8 при работающей мешалке загружают н-бутанол и фталевый ангидрид, доводя pH до 4,5—6. При 90 °С проводят бутанолиза — цию и частичную поликонденсацию. Далее реакционную смесь шестеренчатым насосом 13 перекачивают в реактор 10, где при постепенном повышении температуры от 50 до 100 °С при вакууме 85—100 кПа проводят глубокую поликонденсацию с отгонкой воды азеотропным способом в разделительный сосуд 11; в случае необходимости проводят подпитку реакционной массы бутанолом. После обезвоживания избыточный бутанол частично отгоняют в приемник 12 при 90—94 °С и вакууме 53—73 кПа.
Затем полученный продукт сливают в смеситель 15, где его разбавляют ксилолом или сольвентом до получения раствора с заданным содержанием основного вещества (чаще всего 48—52%). Очистку раствора олигомера проводят на фильтре 18.
Производство водоразбавляемых карбамидо — и меламино-формальдегидных олигомеров
Промышленность выпускает карбамидо — и меламиноформаль — дегидные олигомеры, модифицированные метанолом и этанолом, а также этилцеллозольвом. Некоторые олигомеры, относящиеся к этой группе, получают с использованием смеси карбамида и меламина (так называемые смешанные карбамидо — меламиноформальдегидные олигомеры). Данные о рецептурах некоторых олигомеров приведены в табл. 3.5.
При производстве водоразбавляемых олигомеров особенно тщательно следят за величиной pH во избежание получения олигомеров, не способных разбавляться водой из-за относи-
|
Рис. 3.22. Технологическая схема производства меламино — и карбамидофор — мальдегидных олигомеров, модифицированных бутанолом: |
1 — весовой мерник; 2 — автоматические порционные весы; 3, 4, 14 — жидкостные счетчики; 5 — объемный мерник; б, 7, 16 — конденсаторы; 8, 10 — реакторы; 9, 12 — вакуум[6] приемники; 11 — разделительный сосуд; 13, 17, 19 — шестеренчатые насосы; 15 — смеситель; /8 — тарельчатый фильтр
|
Таблица 3.5. Рецептура (1—3) водоразбавляемых и водорастворимых карбамидо — и меламиноформальдегидных олигомеров*
|
Тельно высокой степени поликонденсации. Эти олигомеры должны представлять собой лишь ди — и тримеры. Так, например, водоразбавляемый меламиноформальдегидный олигомер, модифицированный метанолом или этанолом, представляет собой димер, в котором на одно ядро мел амина приходится две — три метилольные и одна алкоксигруппа:
ЯОН2С—Ы—СН2ОН ЯОН2С—N —СН2ОН
TOC o "1-5" h z I I
С с
NN NN
НОНаС—Ш—С С—ЫН—СН8— О—СН*—N11—С С—ЫН—СН2ОН,
Ч / V /
N N —
Водоразбавляемый карбамидоформальдегидный олигомер», модифицированный этилцеллозольвом — тример следующего — строения:
НОСН2—Ы—СН2—Ы—СН2—————- ЫН
I TOC o "1-5" h z I I
С=о с=о С-0
I I I
НОН2С—ЫН HN—СН2ОН НЫ—СН20(СН2)20С2Н5
Производство этих олигомеров может быть осуществлено по схеме, которая представлена на рис. 3.23. Разберем технологию их производства на примере водоразбавляемого мелами — ноформальдегидного олигомера, модифицированного метанолом (рецептура 2 в табл. 3.6).
В реактор 14, снабженный пароводяной рубашкой, загружают формалин и доводят pH среды триэтиламином до 8,1—8,5. Затем в реактор загружают меламин и нагревают смесь до 60 °С. По окончании растворения меламина, когда в основном завершается образование метилольных производных, в реактор загружают метанол, предварительно подкисленный до pH 3,4—3,9 щавелевой кислотой в аппарате 18. Процесс этерификации метилольных производных ведут при 60—65 °С до растворимости пробы в дистиллированной воде в соотношении 1 : 5—1 : 10, причем во время этерификации pH среды не должно быть выше 5,4—5,6. По окончании этой стадии процесса реакционную массу охлаждают до 30—35 °С, нейтрализуют триэтиламином до pH 7,0—7,5 и фильтруют на тарельчатом фильтре 22. Отфильтрованный раствор перекачивают в реактор 15, также снабженный пароводяной рубашкой. В этом реакторе проводят отгонку воды и спирта в приемник 16 при 50—60 °С и вакууме 80—85 кПа. Отгонку ведут до определенной вязкости (2—3 мин по ВЗ-4). При отгоике тщательно следят за величиной pH, которая должна быть в пределах 7,0—7,5. Полученный олигомер разбавляют до необходимой вязкости спиртами (этанолом или изопропанолом) или смесью — одного из них с водой. Проверяют pH полученного раствора и в случае необходимости снова доводят его триэтиламином. до величины 7,0—7,5.
Производство водорастворимых карбамидо — и меламиноформальдегидных олигомеров
Как уже упоминалось, к этой группе относятся ^модифицированные олигомеры, имеющие низкую молекулярную массу. При их производстве, так же как и при производстве водоразбавляемых олигомеров, особенно тщательно следят за величиной pH, не допуская его снижения ниже заданного значения. Учитывая необходимость тонкой регулировки величины pH, конденсацию метилольных производных часто проводят в присутствии моноуреида фталевой кислоты. Как и водоразбавляемые, водорастворимые олигомеры могут выпускаться и смешанными с одновременным введением в рецептуру и карбамида, и меламина. Рецептура одного из таких олигомеров приведена в табл. 3.6 (рецептура 3), а схема его производства — на рис. 3.24.
Производство этих олигомеров осуществляется одноаппаратным способом, поэтому все операции технологического Про-
|
Рис. 3.23. Технологическая схема производства меламиноформальдегидного олигомера, модифицированного метанолом: |
1—3, 17 — жидкостные счетчики; 4, 10 — весовые мерники; 5—7; 11, 13 — объемные мерники; 8 — автоматические порционные весы; 9, 12, 19 — конденсаторы; 14, 15 — реакторы; 16 — вакуум-приемник; 18 — аппарат для подкисления метанола; 20— центробежный насос; 21, 23, 24 — шестеренчатые насосы; 22 — тарельчатый фильтр
|
Харбаылд, |
|
^ Фор малин / Аммиачная Бода |
|
Уонс^реид- ‘гпалеЁой |
|
7-Ь$у-^гга/!еб0і Иооггсог’іи |
 |
|
|
|
|
Опубликовано в рубрике 