Способ получения сиккатива

 

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к получению сиккативов, используемых в качестве ускорителей-катализаторов. Сущность способа состоит во взаимодействии марганца (Mn) с 2-этилгексановой кислотой (2-ЭГК) и уксусной кислоты (УК) в среде органического растворителя. Процесс ведут в атмосфере инертного газа при 120 - 175^oС и при мольном соотношении металл : 2-ЭГК : УК, равном 1 : 1,7 - 2,5 : 0,5 - 2,0, в две стадии. На первой стадии температуру реакции поддерживают 120 - 140^oС до прекращения выделения водорода. Вторую стадию процесса проводят при 150 - 175^oС до полного удаления уксусной кислоты и растворителя. Полученный продукт разбавляют в органическом растворителе и фильтруют. Характеристики свойств: массовая доля Mn в сиккативе 8,34 - 10,6%, цвет по йодометрической шкале 220 - 250 мг I₂/г, условная вязкость по вискозиметру ВЗ-6 10 - 52 с. 3 табл.

Изобретение относится к способам получения сиккативов поливалентных металлов, используемых в химической промышленности, в частности в лакокрасочной промышленности. Способ может быть осуществлен на предприятиях химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ получения сиккативов каталитически активных металлов, в том числе и марганца, взаимодействием в присутствии гидрофобного органического растворителя (уайт-спирита) при температуре 90-95^оС соответствующих органических кислот (например, нефтяных кислот) с сухой щелочью или ее 42-48-ным водным раствором с получением щелочной соли органической кислоты, обработка последней водным раствором соли каталитически активного металла (например, сульфата марганца).

Обработку водным раствором соли каталитически активного металла ведут в два этапа: вначале 70-90% количеством от стехиометрии с получением органического и водного слоев, с последующей кристаллизацией последнего с получением щелочной соли минеральной кислоты в виде кристаллогидрата и в виде маточного раствора. Органический слой подвергают обработке 10-30% количеством от стехиометрии водного раствора каталитически активного металла с получением органического и водного слоев с последующей подачей последнего, после объединения с маточным раствором, на стадию приготовления соли каталитически активного металла (1).

Готовый сиккатив содержит 5,9 мас. активного металла (Mn). Содержание марганца в воде 0,35 г/л. Однако данный способ является экологически грязным. Образующиеся сточные воды содержат соли металлов, органические кислоты, растворитель. Кроме этого способ трудоемок и имеет низкий коэффициент использования оборудования.

Известен способ получения сиккативов (в том числе марганцевого) взаимодействием соапстока с водным раствором азотнокислой соли металла при повышенной температуре в присутствии 20 мол.ч. перхлората аммония на 100 мас.ч. соли с последующим отделением водного слоя (2). Данный способ также является экологически грязным.

Наиболее близким к предлагаемому является известный способ получения сиккативов поливалентных металлов путем прямого взаимодействия металла, например марганца (в виде порошка, гранул, стружки), с органической кислотой, содержащей 5-18 атомов углерода, например 2-этилгексановой кислотой при мольном соотношении металл:кислота 1:1,9-2,19. Процесс ведут при нагревании до 70-150^оС в среде органического гидрофобного растворителя (алифатического или проматического углеводорода, хлорированного углеводорода) при непрерывной подаче с высокой скоростью кислорода в присутствии катализатора водного раствора щелочной соли, с последующей вакуумной отгонкой воды, фильтрованием полученного сиккатива и разбавлением продукта в уайт-спирите (3).

Недостатками данного способа являются большой унос продуктов реакции с током кислорода, что вызывает загрязнение окружающей среды, взрывоопасность процесса и необходимость оснащения процесса специальным оборудованием и очистки сиккатива от водных растворов солей щелочных металлов.

Целью изобретения является создание экологически чистой безотходной технологии получения марганцевого сиккатива с использованием обычно применяемого в химических производствах оборудования, устранение уноса реагентов в окружающую среду и исключение взрывоопасности процесса.

Цель достигается тем, что в способе получения сиккатива путем взаимодействия металлического марганца с 2-этилгексановой кислотой при нагревании в присутствии катализатора и в среде низкокипящего органического растворителя с последующим разбавлением в органическом растворителе и фильтрованием, в качестве катализатора используют уксусную кислоту, а процесс проводят в атмосфере инертного газа при соотношении исходных реагентов, марганец 1,0: 1,7-2,5: 0,5-2,0 соответственно, причем нагревание осуществляют двухступенчато, сначала при 120-140^оС до прекращения выделения водорода, а потом до 150-175^оС с одновременным удалением уксусной кислоты и низкокипящего органического растворителя.

Изобретение иллюстрируется примерами 1-3.

В качестве исходного сырья используют: Марганец металлический (98% фракция 0,6-2,5 мм) ГОСТ 6008-82 марки Мр0, МР1 Кислота 2-этилгексановая техническая (98% к.с. 382 мг КОН/г ТУ 6-01-26-56-85 Уксусная кислота (100%) ГОСТ 19814-74 Сольвент нефтяной ГОСТ 10214-78 Толуол нефтяной ГОСТ 14710-78 Уайт-спирит ГОСТ 3134-78 Изопропиловый спирт абсолютированный ГОСТ 9805-84 Азот газообразный ГОСТ 9293-74 В реактор загружают расчетные количества 2-ЭГК,УК и сольвента. После этого при работающем вакуумном насосе через люк загружают металлический марганец. Затем закрывают люк и в реактор подают инертный газ для вытеснения воздуха, затем включают мешалку и ведут нагрев реакционной массы до 120-140^оС.

Реакционную массу перемешивают при этой температуре до прекращения выделения водорода (3-5 ч), после чего реакционную массу нагревают до 150-175^оС. При этом происходит отгон сольвента и уксусной кислоты вначале при атмосферном давлении, затем при остаточном давлении 300 мм рт.ст. После окончания отгона в реактор подают расчетное количество разбавителя и готовый продукт через патронный фильтр сливается в емкость.

Нормы загрузки и условия проведения процесса получения сиккатива приведены в табл. 1 и 2. Свойства полученного сиккатива приведены в табл.3.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИККАТИВА путем взаимодействия металлического марганца с 2-этилгексановой кислотой при нагревании в присутствии катализатора и в среде низкокипящего органического растворителя с последующим разбавлением в органическом растворителе и фильтрованием, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют уксусную кислоту, а процесс проводят в атмосфере инертного газа при соотношении исходных реагентоа марганец : 2-этилгексановая кислота : уксусная кислота 1,0 : 1,7 - 2,5 : 0,5 - 2,0 соответственно, причем нагревание осуществляют двухступенчато: сначала при 120 - 140^oС до прекращения введения водорода, а потом до 150 - 175^oС с одновременным удалением уксусной кислоты и низкокипящего органического растворителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2