Способ получения полиэтиленового воска

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

2llO93

Союз Советскиз

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 39с, 25/01

Заявлено 22Х.1965 (№ 1009416/23-5) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 08.II.1968. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 5.IV.1968

Комитет по делам изобретений и открытий лри Соввтв Мииистров

GCCP

МГ!К С 08f

УДК 678.742.2(088.8) Лвторы изобретения

Иностранцы

Манфред Рэчь, Хорст Грундманн и Рольф Килиян (Германская Демократическая Республика) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНОВОГО ВОСКА

Известный способ получения полиэтиленового воска состоит в термическом расщеплении высокомолекулярных полимеров и сополимеров этилена в среде углеводородного растворителя при 300 †6 С.

Предлагаемый способ, предусматривающий применение плава низкомолекулярнь|х полимеров и сополимеров этилена вместо углеводородного растворителя, позволяет значительно упростить технологию, так как отпадает необходимость в выделении конечного продукта из реакционной среды.

Термическую обработку целесообразно осуществлять при 360 — 420 С в течение 80 сек—

5 час в обычной или комбинированной мешалке с проточной трубой. При этом к исходным продуктам перед или при расщеплении известным способом можно добавлять радикалообразователи и/или регуляторы молекулярных весов.

Термическое расщепление зависит от температуры и от времени пребывания полимеров в мешалке. Однако при постоянной температуре кривая расщепления через определенное время остановится, так что расщепление высокомолекулярных полимеров можно проводить в горячем плаве. Например, воскоподобный нпзкомолекулярный полимер можно довести до желаемой температуры в мешалке, снабженной электрическим обогреванием. Оттцепляемый пластоподобный высокомолекулярный полимер вводится в виде гранул или порошка в интенсивно размешиваемый плав и немедленно расплавляется. Скорость расщепления можно регулировать или температурным режимом или временем пребывания полимера в мешалке. Последнюю целесообразно снабжать проточной трубой, температуру в которой поддерживают такую же, как температура обработки. Через эту трубу выгружают расщепленный воскоподобный низкомолекулярный полимер после заданного времени его пребывания в мешалке.

Смесь из высоких и низких полимеров можно изготовлять также при комнатной температуре, расплавлять и затем доводить до желательной температуры. Кроме этого, расщепляемый полимеризат можно вводить в плав низких полимеров, температура которого поддерживается ниже температуры расщепления, и затем нагревать оба компонента до темпе ратуры расщепления. Возможно и введение высокого полимера в расплавленном состоянии в плав низкого полимера, который или нагревается до температуры расщепления или после добавления высокого полимера доводится до этой температуры.

Способ осуществляют периодическим или непрерывным способом. Образующиеся при

30 расщеплении газообразные либо легколетучие

211093

65 продукты можно отсасывать из мешалки.

Благодаря возможности точной выдержки температуры и времени пребывания полимсра в мешалке простым способо я получают конечные продукты с единой молекулярной структурой, вследствие чего не нужно отделять продукты с нежелательным молекулярным весом или проводить их очистку.

Способ особенно пригоден для производства восков из малоценных пластов, которые невозможно дальше переработать на пласты.

В нижеследующих примерах индексы плавления определены по методу АСТМ, пробе

М Р-1238-52 Т, а показатели вязкости — по методу Хепплера.

Пример 1. В электрически ооогреваемый котел с мешалкой емкостью 1»й вводят

500 кг полиэтиленового воска с пределом плавления 95 — 102 С, твердостью 310 кг/ся, вязкостью 100 сиз при 140 С и мол, весом

2200 и нагревают до 365 С. В качестве защитной атмосферы применяют азот. В нижней части мешалки находится покрытый расплавленным воском змеевик длиной 5 м и диаметром в свету 50 мм, через который продукт из котла через затвор подают на разгрузочное устройство или в гранулятор.

С помощью дозировочного шнека в мешалку непрерывно вводят 150 кг/час полиэтиленового гранулята с индексом плавления

2,5 г/10 мин (по методу АСТМ). Через змеевик непрерывно снимают 150 кг полиэтиленового воска. Время пребывания продукта в змеевике 2 мин. Образующиеся во время расщепления летучие составные части отсасываются из мешалки.

Получаемый полиэтиленовый воск бесцветный, без запаха и имеет предел плавления

95 — 103 С, твердость 315 кг/см, вязкость при

140 С вЂ” 108 сиз.

Из-за большой твердости, хорошего блеска и сохранения качеств такой полиэтиленовый воск можно применять, главным образом, в производстве восков для натирки полов, печатных красок, а также в текстильной промышленности.

Пример 2. В котле с мешалкой, описанном в примере 1, 500 кг полиэтиленвинилацетатного воска с т. разм. 110 С, вязкостью

160 сиз при 140 С и мол. весом 3000 расплавляют в азотной атмосфере и нагревают до

380 С. Затем к плаву при размешивании добавляют 175 кг/час смешанного полимера полиэтиленвинилацетата с индексом плавления

3 г/10 мин (по методу АСТМ) с содержанием випилацетата 28 вес%. Через змеевик непрерывно снимают 175 кг/час полиэтиленвинилацетатного воска после времени его пребывания в котле 115 сек. Охладив, воск подвергают гранулированию. Получаемый продукт отличается замечательной прозрачностью, высокой эластичностью до температуры — 30 С и непропускаемостью водяного пара. Поэтому он может быть применен для пропитки картонажных изделий и бумаги.

Пример 3. В котел с мешалкой, описанный в примере 1, вводят 500 кг полиэтиленового воска с т. пл. 109 — 117 С, твердосгью

465 кг/см-, вязкостью 145 сиз при 140 С и мол. весом 2500 и нагревают до 350 С. Прп размешивании непрерывно добавляют

100 кг/час полиэтилена с индексом плавления

8,3 г/10 мин (по методу АСТМ), к которому при 150 С добавили 0,5% дикумилперекиси в качестве инициатора. Непрерывно через змеевик снимают по 100 кг/час полиэтиленового воска. После времени контактирования 5 мин и охлаждения продукт гранулируют. Получают бесцветный хрупкотвердый полиэтиленовый воск без запаха с кристалличностью 97,, предел его плавления расположен между

113 †1 С, вязкость 140 сиз при 140 С, твердость 455 кг/см -. Этот продукт пригоден для производства высококачественных самоблестящих эмульсий, которые сохраняют продолжительный блеск и обладают большой устойчивостью на трение от ходьбы и при вытирании пола.

Пример 4. В котле с мешалкой, описанном в примере 1, 500 кг полиэтиленового воска с т. пл. 65 — 73 С и вязкостью 84 сиз при

140 С расплавляют в азотной атмосфере и нагревают до 410 С. В этот плав непрерывно добавляют 150 кг/час полиэтиленового гранулята с индексом плавления 3 г/10 мин (по методу АСТМ). После 2 мин. через змеевик снимают такое же количество продукта, охлаждают его и заполняют им бочки.

Полученный продукт бесцветный до светложелтого цвета и слегка клейкий. Он имеет почти такие же показатели, как имеющийся воск, и пригоден для применения в качестве светозащитного воска, а также средства сколыкения в резиновой промышленности и при производстве фольги.

Пример 5. В котле с мешалкой, описанном в примере 1, 500 кг воска из смешанного полимеризата этилена и моноокиси углерода с пределом плавления 95 †1 С, твердостью

290 кг/см-, вязкостью 100 сиз при 140 С, мол. весом 2100 и содержанием 5О/о полимеризованной моноокиси углерода расплавляют в азотной атмосфере и нагревают до 380 С. Затем при размешивании добавляют 80 кг час полимеризата этилена и моноокиси углерода со средним мол. весом 20000. Полимеризат содержит в качестве стабилизатора 0,7О/О дитретичного бутил-п-крезола. Через змеевик непрерывно выводят 80 кг/час бесцветного воска смешанного полимеризата с 94,5 /о-ной кристалличностью, твердостью 215 кг/см -, вязкостью 115 сиз при 140 С и пределом плавления 96 †1 С.

Зтот тип воска можно эмульгировать оез дополнительной обработки. Пленка из такого воска хорошо блестит, не пропускает пар и устойчива на трение от ходьбы. Поэтому воск можно использовать в производстве вспомогательных средств для ухода за кожей и в производстве ваксы для натирки полов.

211093

Составитель Филимонов

Редактор Л. А. Ильина Техред Л. К. Малова Корректоры: О. Б. Тюринй и С. А. Башлыкова

3 акга 879718 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Пример 6. В электрически обогреваемом котле с мешалкой емкостью 1 мз, согласно примеру 1, расплавляют 400 кг полиэтиленового воска при 250 С. В качестве защитного газа применяют аргон. К этому плаву при размешивании быстро примешивают 350 кг гранулята полиэтилена высокого давления с индексом плавления 2,3 г/10 чин (по методу

АСТМ), причем температуру всегда поддерживают свыше 230 C. Образующуюся вязкую смесь нагревают при размешивании до

380 С и держат эту температуру 4 час. Во время расщепления наблюдается явное снижение вязкости. Затем жидкий воск снимают в течение 3 час, охлаждают и раздробляют.

Полученньш продукт имеет т. пл. 90 — 97 С, твердость 240 кг/см2 и вязкость 95 сиз Ilpll

140 С. Продукт пригоден в качестве парафинового компаунда и в качестве воска для изоляции кабелей. При производстве нескольких партий целесообразно снимать в каждом случае лишь по 350 кг воска, а в оставшемся в котле количестве воска расплавить дальнейшее количество полиэтилена.

Пример 7. В котел с мешалкой, описанный в примере 6, загружают смесь из 400 кг твердого полиэтиленового воска, согласно примеру 1, и 350 г полиэтилена с индексом плавления 8,3 г/10 мин (по методу АСТМ) при комнатной температуре. В аргоновой атмосфере нагревают смесь до 385 С и поддерживают эту температуру. Когда начинается расплавление, смесь перемешивают. Расщепление заканчивается после перемешивания в течение 3,5 час. Образующийся воск снимают, охлаждают и раздробляют. Продукт имеет такие же показатели, как конечный продукт в примере 6.

Пример 8. В основном работу ведут согласно примеру 6. Вместо полиэтиленового гранулята к плаву воска, имеющему температуру 250 С, добавляют с помощью экструдера расплавленный полиэтилен с температурой

250 С. В данном случае время на добавку можно сократить по сравнени1о с примером G, потому что теплота, необходимая для расплавления гранулята, в этом случае не требуется. Конечные продукты имеют такие же показатели, как в примере 6.

Пример 9. В электрически обогреваемый котел с мешалкой емкостью 1 мз загружают, согласно примеру 1, 500 кг полиэтиленового воска, расплавляют и при размешивании нагревают до 365 С. На дне сосуда для выгрузки воска имеется нагреваемая снаружи труба длиной 5 лг и диаметром в свету 50 лгм.

Согласно примеру 1, к плаву добавляют

150 кг/час полиэтиленового гранулята с индексом плавления 8,3 г/10 мин (по методу

АСТМ). Через нагретую до 365 С трубу после пребывания воска 2 мин, снимают по 150 кг/час полиэгиленового воска, который имеет те же свойства, что и конечный продукт в примере 1.

Предмет изобретения

Способ получения полиэтиленового воска термическим расщеплением высокомолекулярных полимеров или сополимеров этилена в инертной жидкой среде при 300 †6 С, отличаюигийся тем, что, с целью упрощения технологии, в качестве инертной жидкой среды применяют плав низкомолекулярных полимеров или сополимеров этилена.