Способ получения эмульсии димеров высших алкилкетенов

 

Использование: проклеивающие материалы , эмульсии димеров высших алкилкетенов, эмульгаторы. Сущность изобретения: эмульсию димеров (Сю-С2о)-алкилкетена получают смешением димеров и эмульгатора, включающего водорастворимые (С8-Сэ)-алкилфенолы со степенью оксиэтилирования 3- 12 и моноэтаноламиды СЖК CicrCie с добавлением воды. Полученную концентрированную эмульсию разбавляют до рабочей концентрации 2-15% с помощью 0,5-2 %-ного водного раствора Na-карбоксиметилцеллюлозы или дистиллированной водой при 40-50°С. Эмульсия содержит 5% эмульгатора от массы димеров алилкетена. 20 прим. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

R — СНУ.-Р

R — СН вЂ” С =О (21) 4939396/04 (22) 27.05.91 (46) 30.03,93. Бюл. N 12 (71) Научно-производственное объединение

"СинтезПАВ" (72) Н.А.Мельник, Т,Н,Епифанова, Б.Е,Чистяков, Н.B.Ñàðàíà, B.Å.Ãóðüÿíîâ и. В.Г,Беденко (73) Строительная фирма "Вест" (56) Патент ClllA № 4478682, кл. D 21 Н 3/58, НКИ 162 — 158, опублик.

1984.

Патент США № 3524796, кл, 0 21 Н 3/28, НКИ 162 — 175, опуб. 1970.

Патент США № 2813093, кл, D 21 Н 3/28, Н КИ 162 — 175, опуб.1965.

Заявка ФРГ N. 2533411, кл. D 21 Н 3/08, опубл. 1978, Авторское свидетельство СССР

¹ 1664391, кл. В 01 F 17/00, опубл. 1991, Изобретение относится к области коллоидной химии, в частности, к способам получения устойчивых эмульсий, например, димеров алкилкетена, использующихся в качестве проклеивающих материалов при производстве бумаги и картона повышенного качества.

Цель изобретения — увеличение устойчивости эмульсии димеров алкилкетена при транспортировке и хранении, снижение расхода эмульгатора и снижение вязкости системы.

Дисперсной фазой эмульсии являются димеры алкилкетена (ТУ 6-02-3-381-90), имеющие общую структурную формулу. Ы „1806001 АЗ (я)з В 01 F 17/42, С 07 0 305/12 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭМУЛЬСИИ ДИМЕРОВ ВЫСШИХ АЛКИЛКЕТЕНОВ (57) Использование: проклеивающие материалы, эмульсии димеров высших алкилкетенов, эмульгаторы, Сущность изобретения: эмульсию димеров (C1o — С2о)-алкилкетена получают смешением димеров и эмул ьгатора, включающего водорастворимые (CB-Cg)-алкилфенолы со степенью оксиэтилирования 3—

12 и моноэтаноламиды СЖК С1о — Сю с добавлением воды. Полученную концентрированную эмульсию разбавляют до рабочей концентрации 2 — 15% с помощью 0,5 — 2;4-ного водного раствора Na-карбоксиметилцеллюлозы или дистиллированной водой при

40 — 50 С. Эмульсия содержит 5% эмульгатора от массы димеров алилкетена, 20 прим, 2 з.п, ф-лы, 1 табл. где R — насыщенный или ненасыщенный углеводородный радикал, содержащий не менее 1.0 атомов углерода.

Способ получения эмульсии дийеров алкилкетена, включающий смешение димеров алкилкетена (ДК) и эмульгатора, состоящего из смеси масло- и водорастворимых оксиэтилированных алкилфенолов и моноэтаноламидов синтетических жирных кислот при температуре 70 — 80 С, порционное добавление воды при перемешивании при той же температуре и образование концентрированной эмульсии, которую разбавляют до концентрации 2-15 мас.7, с помощью

0,5 — 2%-ного водного раствора Na-карбоксиметилцеллюлозы или подогретой до 4050 С дистиллированной водой.

1806001

Причем при рэзбавлении концентрированную эмульсию димеров алкилкетена вводят в водный раствор Na-карбоксиметилцеллюлозы или в дистиллированную воду.

Эмульгатор вводят в эмульсию в количестве 5 мас.% от содержания димеров алкилкетенов., Эмульгатор содержит; — оксизтилированные апкилфенолы (ТУ

38.507-63-171-9f) общей формулы R СеН40(СН2Сн20)еН, где R — алкил Св — C9, m = 3-12. и моноэтаноламидов СЖК (ТУ

38.10797-82) общей формулы R — C(0) — NHСН2СН20Н, где R — алкил С1о — С)6 при следующем соотношении компонентов, мас.%; оксизтилировэнные алкилфенолы 20 — 80 моноэтаноламиды СЖК остальное.

Эмульгатор получают смешением. указанных выше компонентов в определенных соотношениях и перемешиванием смеси при 60 — 70 С до получения однородной массы.

- Смешение димеров апкилкетена и эмул ьгатора при температуре 70 — 80 С обусловлено температурой плавления димера алкилкетена (ДК), которая составляет 40—

60 С и змульгатора.40-55 С, т.е. смешение осуществляют при температуре выше температуры плавления компонентов.

Концентрированную эмульсию получают при температуре 70 — 80 С, что также обусловлено температурой плавления ДК, Использование воды более низкой температуры приводит к застыванию ДК до образования эмульсии, При этом добавление воды при получении концентрированной эмульсии ведут порционно, что обеспечивает об. разование монодисперсной эмульсии.

В ведение концентрированной эмульсии в водный раствор N3-êàðáoêñèìåòèëцеллюлозы обеспечивает усиление, стабилизирующей способности эмульгато.ра, нто проявляется в повышении седиментационной устойчивости образующихся разбавленных эмульсий .ДК при расходе эмульгаторэ 5 мас.% по отношению к ДК.

Введение концентрированной эмульсии в подогретую до 40-50 С дистиллированную (умягченную) воду способствует более равномерному распределению капель эмульсии ДК в объеме воды к более медленному застыванию дисперсной фазы, в результате чего повышается устойчивость эмульсий. ДК при более низком расходе эмульгаторэ, чем зто достигается при разбавлении эмульсий ДК путем добавления водного раствора Na-карбоксиметилцеллю5

45 лозы или воды в концентрированную эмульсию.

Согласно результатам микроскопического исследования в предлагаемом методе образуются монодисперсные эмульсии с размером частиц 1 — 3 мкм, по прототипу— полидисперсные флокулированные эмульсии.

Оценку седиментационной устойчивости эмульсий ДК осуществляют по количеству выделившихся "сливок" (слоя концентрированной эмульсии) Ч1, (мл) через 10 суток хранения.

Влияние механического воздействия (транспортирования) на устойчивость эмульсий ДК определяют с помощью лабораторного вибратора THYS-2 следующим образом: в градуированную емкость на,50 мл наливают 40 мл эмульсии ДК, устанавливают на вибрационный стол, закрепляют с помощью специальных зажимов и включают установку. Частота возвратно-поступательных движений — 60 в минуту, время вибрации — 6 часов. После этого определяют количество V2 (мл) выделившийся в нижней части емкости дисперсионной среды (ДС) (осветление нижнего слоя).

Вязкость эмульсий определяют с помощью вискозиметра ВПЖ-2 сразу после получения и 1, через 10 суток хранения м 2 и после воздействия вибрации из(вибрация проводилась после получения эмульсии).

Пример 1 (прототип). Готовят эмульсию следующего состава, мас.%; димеры алкилкетена (ДК) 2 эмульгатор 0,2 (10% на ДК) вода до 100, для чего 2 г ДК и 0,2 r эмульгатора расплавляют в градуированном на 100 мл стеклянном стаканчике на водяной бане при температуре 70 С. При перемешивании стеклянной палочкой медленно порционно приливают 30 мл горячей (70 С) дистиллированной воды, затем объем эмульсии до метки (100 мл) доводят холодной дистиллированной водой..

Результаты исследований:

V> =5мл;

V2=15 мл. г 1 =6 мм /с, Р2 =35 мм /с, из =40 мм /с.

Визуальные наблюдения (микроскоп

МБИ-6, увеличение 600-900):

1) через 10 суток — полидисперсная эмульсия, dcp — 1 — 5 мкм;. крупные агрегаты;

2) после вибрации — полидисперсная эмульсия; d

1806001

Пример 2 (прототип), 10 г ДК и 1,0 г эмульгатора (10% на ДК) расплавляют при температуре 70 С, порционно приливают

30 мл горячей (70 С) дистиллированной воды, затем до 100 мл доводят холодной дистиллированной водой.

Приготовленная эмульсия имеет следующий cOGTBB, MBc.%;

ДК вЂ” 10; эмульгатор — 1 (10% по отношению к ДК), вода — до 100.

Результаты исследований: .

V< — эмульсия разрушилась, V2 — 15 мл;

v > =-10,2 мм /ñ; иг — не измеряли;

2 из = 66 мм /с, Визуальные наблюдения;

1) через 10 суток — не исследовали;

2) после вибрации — полидисперсная

- эмульсия; дср — 1 — 6 мкм; крупные агрегаты.

Пример 3 (прототип). 15 r ДК и 1,5 г змульгатора (10% на ДК) расплавляют при температуре 80 С, порционно приливают

30 мл горячей (80 С) дистиллированной воды, затем до 100 мл доводят холодной дистиллированной водой, Приготовленная эмульсия имеет следующий состав, мас,%. ДК i 5%, эмульгатор — t,5% (10% по отношению к ДК); вода — до

100.

Результаты исследований;

V< — эмульсия разрушилась;

Чг — 16 мп;

v1 = 16,5 мм /с; юг — не измеряли;

2 мз — не течет.

Визуальные наблюдения;

1) через 10 суток — не исследовали;

2) после вибрации — полидисперсная эмульсия;

d

Пример 4 (предлагаемый способ). 2 r

ДК и 0,1 r эмульгатора (5% на ДК) расплавляют в стеклянном стаканчике на водяной бане при температуре 70 С, При перемешивании стеклянной палочкой порционно медленно приливают 30 мл горячей (70 С) дистиллированной воды, В стеклянный стакан емкость|о 100 мл наливают 67,9 r.0,5%-ного раствора Na-карбокси-. метилцеллюлозы (Ка-КМЦ), в который при перемешивании стеклянной палочкой переносят образовавшуюся концентрированную эмульсию.

Концентрация ДК в готовой эмульсии составляет 2 мас,%, эмульгатора -0,1 мас.% (5% по ДК).

Результаты исследований эмульсии:

V> =2 мл;

V2 — отсутствие.

v> =-100мм /с;т 2 =20мм /с;

1 3 =32 мм /с, Визуальные наблюдения:

1) через 10 суток — монодисперсная эмульсия; dcp = t — 2 мкм; незначительное . количество агрегатов из 2-3 капель;

2) после вибрации — монодисперсная

10 эмульсия; dip — 1-2 мкм; незначительное количество агрегатов из 3 — 5 капель.

Пример 5 (предлагаемый способ). 10 г ДК и 0,5 г эмульгатора (5% на ДК) расплав- ляют в стеклянном стакане на водяной бане при температуре 70 С и медленно при перемешивании палочкой приливают 30 мл горячей (70 С) дистиллированной воды, В стеклянный стакан наливают 59,5 г 1%-ного раствора Na — КМЦ, затем туда же при перемешивании стеклянной палочкой переносят образовавшуюся эмульсию ДК.

Концентрация ДК в полученной эмульсии составляет 10% масс, эмульгатора 0,5 мас.% (5% на ДК).

Результаты исследований:

V>= 2,5 мм;

Чг — отсутствие. и = 10,5 мм /с; 2 = 20 мм /с;

vg =32 5 мм /с.

Визуальные наблюдения:

1) через 10 суток — монодисперсная эмульсия, d p — 1 — 2 мкм; отдельные агрегаты из 2 — 3 капель;

2) после вибрации — монодисперсная

35 эмульсия; dcp = 1 — 2 мкм; отдельные агрегаты из 3-5 капель, П р и м.е р 6. 15 г ДК и 0,75 г эмульгатора (5% на ДК) расплавляют в стеклянном стаканчике на водяной бане при температуре

40 о

80 С и медленно при перемешивании стеклянной палочкой приливают 30 мл горячей (80ОС) дистиллированной воды. В стеклянный стакан наливают 54,25 г 1%-ного раствора Na — КМЦ, затем туда переносят концентрированную эмульсию ДК, Концентрация ДК в полученной эмульсии составляет 15 мас.%, эмульгатора — 0,75 мас,% (5% К на ДК).

Результаты исследований;

V> =3,5мл;

V2 — отсутствие;

71 = 11,0 мм /с; У 2 = 25 мм . с: из =35 мм /с.

55 Визуальные наблюдения; ,1) через 10 суток — монодисперсная эмульсия; dip-1 — 2 мкм; отдельные агрегаты из 2-3 капель;

1806001

2) после вибрации — монодисперсная эмульсия; dip — 1 — 2 мкм; отдельные агрегаты из 3-5 капель, Пример 7. 10 г ДК и 0,5 г эмульгатора (Ы на ДК) расплавляют в стеклянном стаканчике на водяной бане при температуре

70ОС и медленно при перемешивании стеклянной палочкой приливают 30 мл горячей (70 С) дистиллированной воды. В стеклянный стакан емкостью 100 мл наливают 59,5

r 2 -ного раствора Na — КМЦ, затем туда переносят образовавшуюся концентрированную эмульсию ДК.

Концентрация ДК в приготовленной эмульсии составляет.10 мас. эмульгатора

0,5 мас. (5 на ДК).

Получены следующие результаты:

Ч1= 2,0 мл;

Ч вЂ” отсутствие, v1 =15 мм /с; vQ =30 мм /с;

va =38 мм /с.

Визуальные наблюдения:

1) через 10.суток — монодисперсная эмульсия; dip — 1-2 мкм; отдельные агрегаты из 2 — 3 капель;

2) после вибрации — монодисперсная эмульсия, dcp — 1 — 2 мкм; отдельные агрегаты из 3 — 5 капель.

" Пример 8. 2 r ДК и 0",1 г эмульгатора (5 на ДК) расплавляют в стеклянном стаканчике на водяной бане при температуре

70ОС и медленно при перемешивании стеклянной палочкой приливают 30 мл горячей (70ОC) дистиллированной воды. В стеклян. ный стакан емкостью 100 мл наливают 67,9 мл теплой (40ОC) дистиллированной воды, затем туда же при перемешивании стеклянной палочкой переносят полученную концентрированную эмульсию ДК.

Концентрация ДК в приготовленной . эмульсии составляет 2 мас., эмульгатора—

0,1 (5 поДК).

Получены следующие результаты: .V> =2 мл;

Ч2 — отсутствие; и1 =2,8 мм /c; vg = 10 мм /с; из =25 мм /с.

Визуальные наблюдения .

1) после 10 суток — монодисперсная эмульсия, d

2) после вибрации — монодисперсная эмульсия; dip — 1-2 мкм; отдельные агрегаты из 3 — 5 капель..

Пример 9. 10 г ДК и 0 5 г эмульгатора (5 на ДК) расплавляют в стеклянном стаканчике на водяной бане при температуре с

75 С и медленно при перемешивании стеклянной палочкой приливают 30 мл горячей (75 С) дистиллированной воды, В стеклянный стакан емкостью 100 мл наливают 59,5

5 мл теплой (40 С) дистиллированной воды, затем туда при перемешивании стеклянной палочкой переносят получен ную кон центрированную эмульсию ДК.

Концентрация ДК в приготовленной

10 эмульсии составляет 10 мас.%, эмульгаторе — 0,5 мас. (5 на ДК);

Результаты исследований:

V> =2,1 мл;

V2 — отсутствие;

15 ю 1 = 3,0 мм /с; и г = 14,5 мм /с; v3 =28 0 мм г/с

Визуальные наблюдения.

1) через 10 суток — монодисперсная

20 эмульсия, d

2) после вибрации — монодисперсная эмульсия; dip — 1 — 2 мкм; отдеЛьные агрегаты из 3-5 капель.

Пример 10. 15 г ДК и 0,75 г эмульгатора (5 на ДК) расплавляют в стеклянном стаканчике на водяной бане при температу ре 80 С и медленно при перемешивании стеклянной палочкой приливают 30 мл горя30 чей (80 С) дистиллированной воды, В стеклянный стакан емкостью 100 мл наливают

54,25 мл теплой (40 С) дистиллированной воды, затем туда же при перемешивании стеклянной палочкой переносят полученную концентрированную эмульсию ДК.

Концентрация ДК в приготовленной эмульсии составляет 15 мас.Q, эмульгатора — 0,75 мас. (5% на ДК).

Результаты исследований:

40 Ч1 30 мл;

Vz — отсутствие;

v> =3,5мм /с;и2 =19,0 мм /с; из =320 мм /с.

Визуальные наблюдения:

1) через 10 суток — монодисперсная . эмульсия; dip — 1-2 мкм; отдельные агрегаты из 2-3 капель;

2 ) после вибрации - монодисперсная эмульсия; dcp - 1-2 мкм; отдельные агрегаты

50 из 3-5 капель.

Пример 11, 10 r ДК и 0,5 r эмульгатора (5 на ДК) расплавляют в стеклянном стаканчике на водяной бане при 70 С и медлен55 но при перемешивании стеклянной палочкой приливают 30 мл горячей (70 C) дистиллированной воды. В стеклянный стакан емкостью 100 мл наливают 59,5 мл теплой (50 С) дистиллированной воды, затем

1806001

10 туда при перемешивании стеклянной палочкой переносят полученную концентрированную эмульсию ДК, Концентрация ДК в приготовленной эмульсии составляет 10 мас.%, эмульгатора — 0,5 мас.% (5% на ДК).

Полученые следующие результаты;

V1=2,2 мл;

V2 = 2,0 мл;

v i = 3,5 мм lс; м = 14,9 мм /с;

v з =32,0мм lс.

Визуальные наблюдения:

1) через 10 суток — монодисперсная эмульсия: dip — 1 — 2 мкм; отдельные агрегаты из 2 — 3 капель;

2) после вибрации — монодисперсная эмульсия; dip — 1=2 мкм; отдельные агрегаты из 3 — 5 капель.

Результаты исследований сведены в таблицу.

Приведенные в таблице данные подтверждают, что эмульсии ДК, полученные по предлагаемому способу, обладают больйей седиментационной устойчивостью при хранении и воздействии вибрации (примеры

4 — 11), при одновременном снижении расхода эмульгатора в 2 раза по сравнению с прототипом.

При получении эмульсии по предлагаемому способу образуются монодисперсные неагрегированные эмульсии с dcp —.1-2 мкм, легко поддающиеся перекачке и дозированию, в отличии от эмульсий, получаемых по прототипу, которые обладают повышенной вязкостью, При этом эмульсии образуются при незначительном механическом перемешивании.

Предлагаемый способ позволит получать 2 — 15%-ные эмульсии ДК и транспортировать их на большие расстояния (от изготовителя к потребителю), Кроме того, 5 внедрение данного способа позволит бумажным фабрикам полностью отказаться от закупки аналогичн ых продуктов (эмул ьсий) по импорту.

Формула изобретения

10 1. Способ получения эмульсии димеров высших алкилкетенов, включающий смешение при температуре 70-80 С димеров алкилкетена и эмульгатора, состоящего из смеси масло- и водорастворимых алкилфе15 нолов формулы R — С6Н4 — O{CHzCHzO)mH, где R — алкил Сз — Cg u m = 3 — 12 и моноэтаноламидов синтетических жирных кислот, формулы R С(0) — NH — СН2СНгОН, где R — алкил Сю — Сн, порционное добавление воды

20 при перемешивании при той же температуре и образование концентрированной эмульсии с последующим ее разбавлением, отличающийся тем, что, с целью увеличения устойчивости эмульсии при

25 транспортировке и хранении, снижения расхода эмульгатора, снижения вязкости системы, концентрированную эмульсию разбавляют до концентрации 2 — 15 мас.% с помощью 0,5 — 2 -ного водного раствора

30 Na-карбоксиметилцеллюлозы или подогретой до 40-50 С дистиллированной воды.

2. Способпоп1,отличающийся тем, что концентрированную эмульсию вводят в водный раствор Na-карбоксиметил35 целлюлозы или в дистиллированную воду.

3, Способ по п.1, отличающийся тем, что эмульгатор вводят в эмульсию в количестве 5 мас. от содержания димеров алкилкетенов.

1806001

Опыт

Вязкость, имз/с

Визуальные наблюдения (микроскоп) после

l0 суток вибрации

rr,0

35,0 40,0

510 15, О

10,0

6,0

Полилисперсмая эмульсия крупнЙе агрегаты

Полидисперсная эмульсия, крупные агрегаты

5,0

l5,О

l0 0

1.0, О

Не нс- 66,0 следов..

Т0,2 .

Не исслед.

10,0

510

15,0

16,0

Не течет -"l6,5

20,0

2,0

510

2,0 Отсут .

10,0 .

32,0

t0t0

5 Коим.эмульсия в 12 р-ре

Накнц

5,0

10,5 20,0

32,5

»и»

f1,0 25,0 35

15 О

5 0

3,5

I ° н

О тоут. 15, О 30, О

5,0

7 Конц.эмульсия . ° 22-й р-р

Ка КНЦ

10,0

2,0

2,0

5.0

2,8

2,0

»li

10,0

25 н

1 °

° !

l °

2,0

2,0

10 и

11 Конц.Эмульсия

° подогретую до 50 С воду

«и» и

Составитель Т.Епифанова

Техред М.Моргентал Корректор H.Êîðîëü

Редактор

Заказ 956 ° Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Натой разбавления коицачтрмрованной эмульсии

По прототипу ! Вода в коиц эиупьсмю! По пред лагае- .

1Ю МУ способу

4 Коиц.эмульсил

° 0,52-й р-р

На-КНЦ

8 Конц.амульсмя

° подогретую до 40 С воду

Содериание ТВТ в разбавленной эмульсии, мас. 2

10;О

18;8

10,0

Концентр, эмульгатора,нас.В (re отнзт!енчю к

5,0

5,0

5,0

Кол-ао

"СЛИВОЙ через

l0 суток, wlI тт

2,1

2,2

2,2

Кол-ао емделиавейся ДВ, i ivy

3,о

3,5

3,5

14,5

14,0

Т4,0

28 ° О

32 1О ,32,0

ТЬнодисперстюя энульсия, незначителььюе Йол-ао агрегатов иэ

2-3 капель

Нонодисперсмая э нуль сия, не значительное кол-во агрегатов из

2-3 капель

ТЬ нодиспе роман эмульсия, незначительное кол-во агрегатов иа

3-5 капель

Нзнодислерсмая эиульсия, незначительное Йол-ео агрегатов из

3-5 капель