SU433150A1 - Способ получения гексаметоксиметилмеламина - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к улучшенному способу получени  гексаметоксиметилмеламина,  вл ющегос  нромел уточным продуктом дл  иснользовани  в лакокрасочной и текстильной промышленности.

Известны способы получени  гексаметоксиметилмеламина иутем обработки меламина формальдегидом в водной среде с последуюш ,ей обработкой полученного гексаметилолмеламина метиловым спиртом.

Однако образующа с  плотна  комообразна  масса гексаметилолмеламина плохо иоддаетс  обработке спиртом.

Дл  предотвращени  комковани  используютс  различные приемы: разбавление смеси водой или одним из реагентов - метанолом или проведение процесса в специальных анпаратах . Однако онерации по выделению гексаметилолмеламина перед обработкой его метанолом длительны и трудоемки, а применение значительных избытков формальдегида вызывает загр знение им целевого продукта.

С целью упрощени  процесса предлагаетс  способ получени  гексаметоксиметилмеламнна , заключающийс  в том, что коиденсацию меламипа с формальдегидом провод т в присутствии несмешивающегос  с водой растворител  и поверхпостно-активного вещества, обеспечивающего эмульсию растворител  в водном формальдегиде.

Инертный растворитель эмульгируетс  в реакционной массе, благодар  чему реакционна  масса представл ет собой систему тонких пленок, раздел ющих капли инертного растворител .

Кристаллизаци гексаметилолмеламина

имеет место не в монолите, что  вл етс  основным недостатком 1звестных способов, а в тонких сло х, которые легко разрушаютс  при перемешивании, образу  по мере кристаочлизации суспензию мелкодисперсиого гидратироваиного гексаметилолмеламипа в инертном растворителе.

Полученный таким способом мелкодисперсный гексаметилолмеламин обрабатываетс  метанолом непосредственно или после азеотроииой отгонки воды.

Весь процесс обычио провод т в универсальном реакторе прн соотношени х исходных продуктов, близких к расчетному (соотношени  меламииа к формальдегиду 1 : 6,0-1 : 6,5) и без разбавлени  массы водой или метанолом .

В качестве органических растворителей могут примеи тьс  растворители, не вступаюшие в реакцию с компонентами реакщюниой массы и не смешивающиес  с водой, например алифатические и ароматические углеводороды , например керосин, уайт-спирит, толуол, ксилол.

3

Наиболее подход щими  вл ютс  растворител -; , образующие с водой нераздельио кип щие смеси. lix можно иоиользовать о/иювремсиио и дл  азеотропиой сушки гексамстклолмела: .миаа, что сокраи1,ает количество метанола , исобходимого дл  этерификации гексаметнлолмеламина .

Количество растворител  может колебатьс  в пределах 0,85: 1 -1,5 (по весу) от () веса меламина и 37%-иого формальдегида.

Более высокие еоотиоидеии  снижают выход целевого продукта, более низкие---увеличивают в зкость массы.

В качестве поверхностно-активных веществ можно использовать поверхностно-активные вещества неноииого или анионного тина, образуюгцие стабнльиые эмульсии {типа «масло в воде) растворител  в водной реакнионной массе и не вступающне в химическое взанлюдействне с компонентамн реакционной массы.

Наиболее удобны анионные эмульгаторы, особенно Na-соли непредельных жирных кислот , иапример Г а-солн олеиновой, лннолевой, рнцннолевой кислот или их смесей; Na-соли жирных кислот льи ного, касторового или дегидратированного касторового масла. Соли кнслот получать непосредственно в реакционной массе, нснользу  смесн соответствующей кнслоты и едкого натра.

Удал ть соли кнслот из готового продукта можно фильтрацией.

Количество иоверхностио-актиБИОго вещества может колебатьс  в зависимости от характера растворител  и новерхностно-активного вещества в пределах 0,3-5,0% {по весу) от общего веса меламнна и 37%-иого формальдегида .

Пример I. (нллюстрнрует комбинацию толуол-олеат Na с полученнем некристаллизующегос  гексаметоксиметилмеламина).

К 156,8 г (1,91 мол ) технического формалина с содержанием формальдегида 36,5%, помещенного в колбу, оборудованную мешалкой , термометром и обратным холодильником, добавл ют 0,9 г олеата натри  и устанавливают рН раствора 7,8-8,1 но потенциометру. К полученному раствору прибавл ют 165,0 г толуола, который нрн неремешивании эмульгируетс  в формалине. В образовавшуюс  эмульсию загружают 37,7 г (0,296 мол ) меламнна и поднимают температуру массы до 50-55°С. Через час в массу добавл ют 0,9 г 10,0%-иого раствора NaOH; через 2 час прибавл ют 0,25 г бикарбоната натри , а через 3 час массу охлаждают до 20-25°С и выдерживают при этой температуре в течение 3 час. Во врем  нагревани  и охлажденн  реакционна  масса переходнт из первоначального состо ни  жидкой эмульсин через сметанообразное состо ние в дисперсню влажного гексаметнлолмеламииа в толуоле.

К охлалоденной массе добавл ют 194,0 г (6,06 мол ) метанола и 4,55 г 36,0%-ной НС1. Массу перемещнвают до растворени  гексаметилолмеламнна нрн 30-35°С в теченне нрнмерно 60--80 мин, нейтрализуют до рН 8--10. добавл   4,5 г 40%-него раствора NaOH. фильтруют, чтобы удалить нерастворивн1нйс  гекса:метилолмеламин, и отгон ют летучие компоненты сначала под атмосферпым д,авлепнем , а затем нрн 120-140 мм рт. ст., иодинма  темнературу до 85С. Нродукт отфильтровывают от солен и механических Г1р11месей нри 50-60°С, иолуча  85,0 г (73,7% ol теоретического ) жидкого снропа.

Характеристика сиротш

96,0% Сухой остаток (2 часа,

120°С) В зкость по ВЗ-1, сопло 200 сек.

5,4, 25°С 0,53%

Содержание свободного формальдегида 39,0% метоксильных грунн Пример 2. (комбинаци  уайт-спирит-натриевые соли жнрных кислот льн ного масла). Сннтез нроводитс  ана,тогично оннсанному в иримере 1.

Загрузка компонентов, г: Технический формалии (36,5%-ный) 156,8 (1,91 мол )

Натриевые соли жириых кнслот льн ного масла 0,9 Уайт-спнрнт 250,0 Меламин 37,7 (0,296 мол ) 10%-ный раствор NaOH 0,9 Двууглекислый натрий 0,25 Метиловый снирт 194,0 (6,06 мол ) Концентрированна  сол на  кислота 4,55 40%-ный раствор едкого натра 4,50 Выход 90,0 г (78,2%-ный расчетный). Показатели жидкого сиропообразного гексаметоксн .метнлмел амина

Сухой остаток (120°С,94,3%

2 часа) В зкость но ВЗ-1, соило 180 сек.

5,4, 25°С

Содержание свободного1,0%

формальдегида

метоксильных грунн37,7%

П р и м е р 3. (комбинаци  толуол-олеат Na; азеотронна  сунгка 1ексаметилолмеламина; получение кристаллизуюнгегос  гексаметоксиметнлмела .мина).

В колбу, оборудованную мешалкой, термометром н ловутнкой Дина-Старка, но.мещают 315,0 г (3,84 мол ) технического фор.малина (концентраци  СН20 36,5%), 3,3 г 10%-ного раствора NaOH, 1,8 г олеиновой кнслоты, устанавливают рН раствора 7,9-8,1 и загр жают 485 г толуола. В образовавшуюс  эмульсию добавл ют 76,0 г (0,598 мол ) меламина н нодннмают темнературу до 50-55°С. Через час в массу добавл ют 1,65 г 10%-ного раствора КаОН. Снуст  0,5 часа ввод т 0,5 г NaHCOa н, выдержав массу еще 0,5 часа, устанавливают вакуум с остаточным давлением 140-160 мм рт. ст. Поддержива  этот вакуум , отгон ют азеотропно с толуолом 180,0 г воды. Температура массы нри этом не нревынгает 60°С. После отгонки воды реакцнонную

iMaccy охлаждаю до 30-35°С, загружают 276,0 г (8,62 мол ) метилового спирта и 7,5 г концентрированной сол ной кислоты. Массу перемешивают до растворени  гексаметилолмеламина (40-60 мин), нейтрализуют до рН 8-11 с помопдью 40%-ного раствора NaOH (около 7,0 г раствора) и фильтруют, чтобы удалить нерастворившийс  гексаметилоламин. Далее при нагревании до температуры 90°С из реакционной массы отгон ют летучие компоцснты; вначале под атмосферным давлением , затем при 120-140 мм рт. ст. Продукт отфильтровывают от солей и механических примесей при 50-60°С. После храпени  в течение двух cyioK он кристаллизуетс .

Показатели (выход 191,0 г, 82% от расчетного ) нродукта

Сухой остаток (120°,98,2%

2 часа)

Температура плавлени 33-47°С

Содержание свободного0,13%

формальдегида

В зкость по ВЗ-1, сонло 46 сек. 5,4, 25°С

Прнмер 4 (композици  толуол-олеатНа; сушка гексаметилолмеламина; получение некристаллизуюш егос  гексаметоксиметилмеламина ).

Синтез проводитс  аналогично описанному в примере 3 при тех же загрузках компонентов , кроме загрузки метилового спирта. Вместо 276,0 г (8,62 мол ) метанола в загрузку берут 138,0 г (4,31 мол ). Выход сиропообразного гексаметоксиметилмеламина составл ет 180,0 г (77,0% от теоретического). Показатели продукта

Сухой остаток (2 часа,97,2%

l20°C)

В зкость по ВЗ-1, сонло 240 сек. 5,4, 75°С

Содержание свободного1,2%

формальдегида метоксильных j-pyjiH37,3%.

Пример 5 (композици  ксилол-олеат Na).

Синтез проводитс  аналогично описанному в примере 3 при тех же загрузках компонентов , кроме загрузки толуола. Вместо 485,0 г толуола загружают 485,0 г ксилола.

Получено 181,0 г (77,8% от теоретического) кристаллического гексаметоксиметилмеламипа. Показатели гексаметоксиметилмеламина

Су.хой остаток (120°С,99,1%

2 часа)

Температура плавленн 37-43°С

Содержание свободного 0,02 формальдегида

В зкость по ВЗ-1, сопло 53 сек. 5,4, 25°С

Пример 6 (комбинаци  толуол-натриевые ;оли жирных кислот дегидратированного касторового масла).

Синтез проводитс  аналогично описанному в примере 3 при тех же загрузках компонентов , кроме загрузки олеиновой кислоты. Вместо 1,8 г олеиновой кислоты загружают 1,8 г жирных кислот дегидратированного касторового масла.

Получено 190,0 г (81,5% от теоретического) кристаллического гексаметоксиметилмеламипа. Показатели гексаметоксиметилмеламина Сухой остаток (2 часа,98,3%

120°С)

Температура плавлени  35-50°С Содержание свободного0,07

формальдегида В зкость по ВЗ-, сопло 50 сек.

5,4, 25°С

П р и iM е р 7. В реактор емкостью 1,3 м, оборудованный  корной мешалкой, конденсатором , разделительным сосудом и вакуу.мприемником , загружают 381,0 кг технического формалина, 3,5 кг 10,0%-ного раствора NaOn, 2,1 кг олеиновой кислоты и устанавливают рП раствора 7,9-8,1. В полученный раствор загружают 518,8 кг толуола, в течение 30-40 мин неремешивают до образовани  эмульсии и загружают в реактор 92,0 кг меламина . Массу нагревают до 50-55°С; после часового нагревани  добавл ют 1,6 кг 10%-ного NaOn и продолжают нагреванне. Через 30 мин ввод т 0,6 кг ЫаПСОз, а еще через 30 мин включают вакуум, устанавлива  остаточное давление 140-160 мм рт. ст. Пользу сь разделительным сосудом, отгон ют из массы 220 кг воды. Остаток охлаждают до 30°С, загружают 333,0 кг метанола и 9,5 кг концентрированной сол ной кислоты. После примерно 60-мин перемешивани  гексиметилолмеламин раствор етс  почти без остатка. В массу добавл ют 10,0 кг 40%-ного раствора NaOH, устанавлнва  рН 10,0. Содержимое реактора фильтруют через фильтр площадью 1 м в пустой реактор такой же емкости. Из профильтрованного раствора отгон ют летучие комионенты. Дл  этого реакционную массу нагревают до 90°С вначале под атмосферным давлением, затем под вакуумом (остаточное давленне 100-120 мм рт. ст.). Продукт фильтруют при 50-60°С. Через сутки он кристаллизуетс . Получают 230 кг кристаллического гексаметоксиметнлмел амина.

Показатели гексаметоксиметилмеламина Сухой остаток (120°С,98,7%

2 часа)

Температура плавлени 30-50°С

Содержание свободного0,13%

формальдегида

В зкость по ВЗ-1, сопло 53 сек. 5,4, 25°С

Предмет изобретени 

1. Способ получени  гексаметоксаметилмеламина путем взаимодействи  меламииа с формальдегидом в водной среде с последующей обработкой реакционной смеси метанолом и выделением целевого продукта известными приемами, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  процесса, взапмодействие

7

меламина с формальдегидом ведут в присутствии несме 1и-и}ающегос  с вогшй растворител  и поверхиоетпо-активпого пеи,еств;1.

2. Способ ио п. 1, о т л и ч а ю Ц и и с   тем, что в качестве растворителей иопол1)3у101 алифатические и ароматические углеводороды в количестве 0,85: 1 -1,5 : 1 (по весу) от общего веса меламииа и 37%-иого формальдегида.

8

3.Способ ио ИИ. 1 и 2, о т .I и ч а ю И1, и Il с   тем, что }, качестве повер.хиостио-г.ктиши.ч веntecTB используют натриевые соли иепредельпьгх жириых кислот в количестве 0,3-5,0% (ПО весу) от оби.ег() веса меламипа и 37%-иого формальдегида.

4.Способ ио ИИ. 1-3, отличающийс  тем, что перед обработкой метанолом провод т азеотропиую отгоику воды.