CS243881B1

CS243881B1 - Process for preparing water-soluble cresol condensation products with ligninsulfonate and sodium sulfite with formaldehyde

Info

Publication number: CS243881B1
Application number: CS1045484A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Vanc; Zdenek Thorovsky; Karel Smetana
Original assignee: Vaclav Vanc; Zdenek Thorovsky; Karel Smetana
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1986-07-17

Abstract

Zjednodušeni technologického postupu přípravy a zlepšení rozšíření aplikačních vlastností kondenzačních produktů, kresolových isomerů a siřičitanu sodného s formaldehydem ve vodném prostředí tím, že vznikající kondenzát je modifikován v alkalickém prostředí ligninéulfonovou kyselinou, případně jejími solemi.Simplification of the technological process of preparation and improvement of the application properties of condensation products, cresol isomers and sodium sulfite with formaldehyde in an aqueous medium by modifying the resulting condensate in an alkaline medium with lignin sulfonic acid or its salts.

Description

(54) Způsob přípravy vodorozpustných kondenzačních produktů kresolů s ligninsulfonanem a siřičitanem sodným pomocí formaldehydu(54) Process for the preparation of water-soluble condensation products of cresols with lignin sulphonate and sodium sulphite by means of formaldehyde

Zjednodušeni technologického postupu přípravy a zlepšení rozšíření aplikačních vlastností kondenzačních produktů, kresolových isomerů a siřičitanu sodného s formaldehydem ve vodném prostředí tím, že vznikající kondenzát je modifikován v alkalickém prostředí ligninéulfonovou kyselinou, případně jejími solemi.Simplification of the technological process of preparation and improvement of the application properties of condensation products, cresol isomers and sodium sulfite with formaldehyde in aqueous medium by modifying the resulting condensate in alkaline medium with lignin sulfonic acid or its salts.

Vynález se týká způsobu přípravy vodorozpustných kondenzačních produktů kresolu s ligninsulfonanem a siřičitanem sodným pomocí formaldehydu, vhodných zejména pro dispergaci organických barviv a pigmentů mletím za mokra a pro stabilizaci jemných disperzí ve vodném alkalickém, neutrálním, nebo kyselém prostřed! při teplotách 10 až 130 °C.The invention relates to a process for the preparation of water-soluble condensation products of cresol with lignin sulphonate and sodium sulphite by means of formaldehyde, particularly suitable for dispersing organic dyes and pigments by wet grinding and for stabilizing fine dispersions in aqueous alkaline, neutral or acidic media. at temperatures of 10 to 130 ° C.

Pro dispergaci barviv téměř nebo zcela nerozpustných ve vodě je v současnosti používána dlouhá řada dispergačních činidel. Doposud nejběžněji používané přípravky řadíme bud mezi kondenzační produkty aromatických sloučenin obsahujících sulfoskupiny, nebo mezi různým způsobem upravované ligninsulfonany.A long range of dispersants is currently used to disperse colorants that are almost or totally insoluble in water. So far, the most commonly used formulations are classified either as condensation products of aromatic compounds containing sulpho groups or in differently treated lignin sulphonates.

Řada ligninsulfonanů zpravidla népropůjčuje disperzím dostatečnou stabilitu disperze za tepla. Jiná dispergační činidla jsou účinná pouze v alkalické oblasti a zabarvují nebo špiní vlákno, což je překážkou k dosažení jasných barevných odstínů. Konečně značný počet dispergačních prostředků nedosahuje pro silnou pěnivost dostatečnou dispergační a egalizační účinnost při barvení.Typically, many ligninsulfonates do not impart sufficient dispersion stability to hot dispersions. Other dispersing agents are effective only in the alkaline range and stain or stain the fiber, which is an obstacle to achieving bright shades. Finally, a considerable number of dispersants do not achieve sufficient dispersing and leveling effectiveness in dyeing due to the high sudsing properties.

Postup přípravy, jednoho z dosud nejpoužlvanějšíoh klasických přípravků spočívá ve dvoufázové kondenzaci krezolu, sodné soli l-naftol-6-sulfonové kyseliny a siřičitanu sodného s formaldehydem (FIAT report 1013). Jeho dobré dispergační vlastnosti a stabilizační vlastnosti zůstávají však zachovány pouze v alkalickém prostředí. V kyselém prostředí dochází snadno ke gelovitému vylučování produktu z roztoku a zhoršují omak textilního vlákna.The preparation process, one of the most widely used conventional formulations so far, consists in the two-phase condensation of cresol, sodium 1-naphthol-6-sulfonic acid and sodium sulfite with formaldehyde (FIAT report 1013). However, its good dispersing and stabilizing properties remain only in an alkaline environment. In an acidic environment, the product exits easily from the solution and exacerbates the feel of the textile fiber.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob přípravy vodorozpustných kondenzačních produktů vzniklých kondenzací směsi tří kresolových isomerů a siřičitanu sodného s formaldehydem ve vodném prostředí podle vynálezu tím, že se vznikající kondenzát nechává reagovat v alkalickém prostředí, při teplotě 80 až 180 °C s ligninsulfonovou kyselinou a/nebo ligninsulfonanem sodným a/nebo draselným a/nebo amonným, přičemž hmotnostní poměr trikresol : siřičitan sodný:The aforementioned drawbacks are eliminated by a process for the preparation of water-soluble condensation products formed by the condensation of a mixture of three cresol isomers and sodium sulfite with formaldehyde in an aqueous medium according to the invention by reacting the resulting condensate in an alkaline medium at 80 to 180 ° C with ligninsulfonic acid and / or ligninsulfonate sodium and / or potassium and / or ammonium, the tricresol: sodium sulfite:

: formaldehyd : ligninsulfonová kyselina nebo její sodná sůl spadá do rozmezí 1:0,24 až 1,05: :0,3 až 0,78:0,05 až 1,0. S výhodou lze použít ligninsulfonovou kyselinu různým způsobem přečištovanou, nebo i jinak upravovanou, představující sulfitový výluh ze dřeva jehličnatých stromů, získaný vařením ligninu s roztokem kyselého siřičitanu sodného.Formaldehyde: ligninsulfonic acid or its sodium salt falls within the range of 1: 0.24 to 1.05: 0.3 to 0.78: 0.05 to 1.0. Preferably, ligninsulfonic acid purified or otherwise treated, representing a sulphite leach from coniferous wood obtained by boiling lignin with a sodium bisulfite solution, may be used.

Vhodnost použití ligninsulfonanu pro uvedené kondenzace závisí na jeho čistotě, stupni sulfonace, počtu hydroxylových skupin a distribuci různých velikostí molekulových vah. Dle jakosti použitého ligninsulfonanu mohou potom být reakční podmínky ve shora uvedeném rozsahu variabilní, a to zejména s ohledem na požadované aplikační vlastnosti připravovaného produktu.The suitability of using lignin sulfonate for said condensation depends on its purity, the degree of sulfonation, the number of hydroxyl groups, and the distribution of different molecular weight sizes. Depending on the quality of the ligninsulphonate used, the reaction conditions may then be varied within the aforementioned range, particularly with respect to the desired application properties of the product to be prepared.

Preparáty připravené dle vynálezu vykazuji především tyto přednosti:The preparations prepared according to the invention exhibit in particular the following advantages:

a) Kondenzaci kresolu, ligninsulfonanu a siřičitanu sodného s formaldehydem lze provésti v jednofázovém výrobním oyklu.a) Condensation of cresol, lignin sulphonate and sodium sulphite with formaldehyde can be carried out in a single phase production loop.

b) Přítomnost většího množství ligninsulfonanu s vyšším stupněm sulfonace zvyšuje mlecí účinnost dispergačního produktu, zatímco vyšší obsah kresolové složky ovlivňuje v kladném smyslu stabilizační a egalizační účinnost disperze za horka. Vhodným poměrem jednotlivých složek se stupněm kondenzace lze měnit v širokém rozsahu specifické vlastnosti připravovaného produktu.b) The presence of more ligninsulfonate with a higher degree of sulfonation increases the grinding efficiency of the dispersing product, while a higher content of cresol component affects in a positive way the stabilizing and leveling efficiency of the hot dispersion. By suitably mixing the components with the degree of condensation, the specific properties of the product to be prepared can be varied over a wide range.

c) Preparáty s nekondenzovaným ligninsulfonanem vykazují v běžných koncentracích dobrou rozpustnost i v silně kyselém prostředí bez tendence ke gelovatění.c) Preparations with non-condensed ligninsulfonate exhibit good solubility at normal concentrations even in strongly acidic environments without the tendency to gel.

d) V neutrálním a slabě kyselém prostředí je produkt relativně světlejší a nepodléhá tmavnutí.d) In a neutral and weakly acidic environment, the product is relatively lighter and does not become dark.

e) V alkalickém, neutrálním a kyselém prostředí vykazuje obecně dobré mlecí, stabilizační a egalizační vlastnosti.e) In general, it has good grinding, stabilizing and leveling properties in alkaline, neutral and acidic environments.

Přikladl.He did.

Ve 150 dílech vody se rozpustí při 34 °C 50 dilů bezvodého siřičitanu sodného, přidá 114 '-.S ;* dílů 37% formaldehydu a dále za míchání se přidá 108 dílů technicky čisté frakce trikresolu s obsahem 35 až 45 % m-kresolu a 20 dílů 50% roztoku ligninsulfonanu sodného. Reakční směs se v uzavřeném reaktoru vyhřeje během 1 hodiny zvolna z 80 na 100 °C a při teplotě. 100 až 105 °C se udržuje 11 hodin. Po vychladnutí na 80 až 90 °C se zředí 46 díly vody a za horka neutralizuje 50% kyselinou sírovou do neutrální reakce desetinásobně vodou zředěného vzorku.50 parts of anhydrous sodium sulphite are dissolved in 150 parts of water at 34 DEG C., 114 parts by weight of 37% formaldehyde are added, and 108 parts of technically pure tricresol fraction containing 35 to 45% m-cresol are added under stirring. 20 parts of a 50% sodium lignin sulphonate solution. The reaction mixture was warmed slowly from 80 to 100 ° C and at a temperature in a sealed reactor over 1 hour. 100-105 ° C was maintained for 11 hours. After cooling to 80-90 ° C, it is diluted with 46 parts of water and neutralized hot with 50% sulfuric acid until neutral with a 10-fold diluted water sample.

Výtěžek 512 dílů cca 40% roztoku s obsahem 205 dílů sušiny.Yield 512 parts of approx. 40% solution containing 205 parts dry matter.

Příklad 2Example 2

Ve 200 dílech vody se rozpustí při 34 °C 76 dílů bezvodého siřičitanu sodného, přidá 203 dílů 37% formaldehydu a dále za mícháni 108 dílů technicky čisté frakce trikresolu s obsahem 35 až 45% m-kresolu a 100 dílů 50% roztoku ligninsulfonanu sodného. Reakční směs se za míchání vyhřeje zvolna během dvou hodin z 80 na 120 °C v uzavřeném tlakovém reaktoru a při této teplotě udržuje 10 hodin. Po vychladnuti na 80 až 90 °C se zředí 40 díly vody a za horka neutralizuje 50% kyselinou sírovou do neutrální reakce desateronásobně vodou zředěného vzorku.76 parts of anhydrous sodium sulphite are dissolved in 200 parts of water at 34 ° C, 203 parts of 37% formaldehyde are added, and 108 parts of technically pure tricresol fraction containing 35 to 45% m-cresol and 100 parts of 50% sodium ligninsulfonate solution are stirred. The reaction mixture is heated slowly with stirring from 80 to 120 ° C in a closed pressure reactor over two hours and maintained at this temperature for 10 hours. After cooling to 80-90 ° C, it is diluted with 40 parts of water and neutralized hot with 50% sulfuric acid until neutral with a ten-fold diluted water sample.

Výtěžek 690 dílů cca 40% produktu s obsahem 276 dílů sušiny.Yield 690 parts approx. 40% of the product containing 276 parts solids.

Příklad 3Example 3

Ve 225 dílech vody se rozpustí při 34 °C 76 dílů bezvodého siřičitanu sodného, přidá 146 dílů 37% formaldehydu a za míchání 108 dílů technicky čisté frakce trikrezolu s obsahem 35 až 45% m-kresolu a 25 g 40% roztoku kyselých sulfitových výluhů ligninu, neutralizovaných za horka uhličitanem draselným nebo amonným, po odstranění případně vyloučení usazeniny uhličitanu vápenatého. Reakční směs se za míchání vyhřeje během 4 hodin z 80 na 140 °Č v uzavřeném tlakovém reaktoru a při této teplotě udržuje 4 hodiny. Po vychladnutí pod 90 °C se za horka neutralizuje 50% kyselinou sírovou do neutrální reakce odebraného desateronásobně vodou zředěného vzorku.76 parts of anhydrous sodium sulphite are dissolved in 225 parts of water at 34 ° C, 146 parts of 37% formaldehyde are added and 108 parts of technically pure tricresol fraction containing 35 to 45% m-cresol and 25 g of 40% lignin acid sulphite solution are stirred. , neutralized by hot potassium or ammonium carbonate, after removal or exclusion of calcium carbonate. The reaction mixture is heated with stirring from 80 to 140 ° C in a closed pressure reactor for 4 hours and kept at this temperature for 4 hours. After cooling below 90 ° C, it is neutralized hot with 50% sulfuric acid until a neutral reaction is taken ten-fold with a water-diluted sample.

Výtěžek 580 dílů cca 40% produktu s obsahem 232 dílů sušiny. Produkty se použijí k dispergaci mokrým mletím obvyklým způsobem.Yield 580 parts approx. 40% of the product with 232 parts solids. The products are used to disperse by wet milling in a conventional manner.

Claims

Process for the preparation of water-soluble cresol condensation products with lignisulphonate and sodium sulphite by means of formaldehyde, characterized in that the mixture of three cresol isomers of lignin sulphonic acid and / or sodium and / or potassium and / or ammonium lignin sulphonate and sodium sulphite is condensed in aqueous alkaline medium to 180 ° C, wherein the weight ratio tricresol: sodium sulfite: formaldehyde: ligninsulfonic acid or its sodium salt falls within the range of 1: 0.24 to 1.05: 0.3 to 0.78: 0.05 to 1.0,