Способ получения полиизопреновой композиции

 

Изобретение может быть использовано в промышленности СК при производстве цис-1,4-полиизопрена. Способ заключается в полимеризации изопрена в среде углеводородного растворителя в присутствии катализатора и последующей дезактивации и стабилизации полимеризата феноламинной смолой, полученной конденсацией алкилфенола с гексаметилентетрамином и N-изопропил-N'-фенил-п-фенилендиамином, причем с введением в полимеризат стабилизатора одновременно добавляют воду из расчета 20-40 мас.% от заданного ее количества, используемого в процессе. Далее перемешивают до образования стабильной эмульсии и вводят остальную часть воды. Технический результат состоит в исключении стадии регенерации метанола из отмывной воды, упрощении технологического процесса и улучшении его экологических характеристик, снижении энергетических затрат. 1 табл.

Изобретение относится к области получения полиизопреновых композиций и может быть использовано в промышленности СК.

Известен способ получения полимерной композиции на основе синтетических каучуков, заключающийся во введении в полимеризат в качестве стабилизатора азотсодержащих фенольных смол, являющихся продуктом конденсации алкил-, диалкил- или галоидзамещенных фенола с гексаметилентетраамином [авт. свид. СССР 540886, кл. С 08 L 9/00, С 08 К /16, 27.11.72].

Однако введение в полимерную композицию механической смеси аминофенольной смолы и вторичного ароматического амина не обеспечивает достаточно стойкого закрепления компонентов стабилизатора в композиции, что обуславливает сравнительно низкую эффективность его защитного действия.

Известен способ получения полиизопреновой композиции, заключающийся во введении в полимеризат в качестве стабилизатора феноламинной смолы, полученной конденсацией алкилфенола с гексаметилентетраамином и N-изопропил-N'-фенил-п-фенилендиамином [патент РФ 2069668 С 08 G 8/28, 16.02.94].

Для дезактивации полимеризата в процессе получения полимерной композиции, как правило, используют метиловый спирт, который необходимо регенерировать из отмывной воды. Это усложняет процесс получения полимерной композиции и требует дополнительного технологического оборудования, а также значительных затрат энергии.

Кроме того, метиловый спирт является высокотоксичным соединением, его применение ухудшает экологию производства, требует повышенных мер предосторожности.

Наиболее близким аналогом по технической сущности предлагаемого технического решения является способ получения полиизопреновой композиции, включающий полимеризацию изопрена в присутствии катализатора на основе триизобутилалюминия и тетрахлорида титана в среде углеводородного растворителя с последующей одновременной дезактивацией и стабилизацией полимеризата 1,4-дифенил-п-фенилендиамином [П.А.Кирпичников и др. "Химия и технология синтетического каучука", Ленинград. Химия, 1975, стр. 225-260].

Как отмечено в данном источнике, наиболее предпочтительным для дезактивации катализатора является использование метилового спирта, что значительно ухудшает экологические характеристики процесса и приводит к усложнению его технологического оформления из-за необходимости регенерировать метанол из отмывной воды. Кроме того, следует отметить, что содержание титана в композиции, полученной данным способом, составляет не менее 0,07-0,08 мас. %.

Целью изобретения является упрощение технологии процесса, снижение энергетических затрат и улучшение экологии производства.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе получения полиизопреновой композиции путем полимеризации изопрена в среде углеводородного растворителя в присутствии катализатора и последующей дезактивации и стабилизации полимеризата в качестве стабилизатора используют феноламинную смолу, полученную конденсацией алкилфенола с гексаметилентетраамином и N-изопропил-N'-фенил-п-фенилендиамином, и одновременно с введением стабилизатора в полимеризат добавляют воду из расчета 20-40 мас. % от заданного ее количества, используемого в процессе, перемешивают до образования стабильной эмульсии, после чего вводят остальную часть воды.

Полимеризацию изопрена проводят в среде органического растворителя (изопентана) в присутствии катализатора на основе триизобутилалюминия и четыреххлористого титана. При достижении заданной конверсии мономера в полученный полимеризат одновременно вводят раствор стабилизатора на основе феноламинной смолы, полученной конденсацией алкилфенола с гексаметилентетраамином и N-изопропил-N'-фенил-п-фенилендиамином, и воду из расчета 20-40 мас. % от всего количества воды, полимеризат перемешивают в течение 5-10 мин до получения однородной тонкодисперсной стабильной эмульсии, после чего вводят остальную воду и продолжают перемешивать до разрушения эмульсии.

В таблице приведены результаты экспериментальной проверки заявляемого способа в лабораторных условиях.

Для проведения экспериментов были приготовлены образцы полимеризата массой 250 г, масса воды, используемая для дезактивации составляла 125 г (соотношение по массе полимеризат : вода равно 2:1), при этом изменяли лишь количество воды, вводимое одновременно со стабилизатором. Степень дезактивации катализатора определяли по содержанию титана в готовой полимерной композиции.

Как показали результаты экспериментов, наиболее низкое содержание титана (0,05-0,06%) в готовой полимерной композиции оказалось при одновременном введении со стабилизатором воды в диапазоне 20-40% от всего количества воды, независимо от содержания самого стабилизатора.

При введении воды менее 20% затруднено ее равномерное проникновение по всей массе полимеризата, что не обеспечивает достаточный контакт с компонентами катализатора.

При введении воды более 40% наблюдается расслоение эмульсии и появление зон свободной воды, при этом поверхность контакта фаз уменьшается, что приводит к снижению эффективности процесса дезактивации. Это, в свою очередь, отрицательно сказывается на качестве готовой продукции.

Одновременное введение в полимеризат раствора стабилизатора и воды из расчета 20-40% от всего количества воды позволяет при перемешивании получить стабильную эмульсию полимеризата в воде, обеспечивающую контакт катализатора с водой по всей массе полимеризата. Введение остальной части воды, по всей вероятности, способствует разрушению образовавшейся эмульсии и более полному отделению воды, содержащей остатки катализатора, от полимеризата.

Таким образом, только сочетание данного стабилизатора с указанным количеством воды позволяет осуществить достаточно интенсивный контакт полимеризата с водой, что обеспечивает практически полное разрушение активных компонентов катализатора и позволяет исключить необходимость использования для дезактивации полимеризата метилового спирта, требующего отдельной системы его регенерации из отмывных вод, что, в конечном счете, упрощает процесс получения полимерной композиции, снижает энергетические затраты и улучшает экологию производства.

Формула изобретения

Способ получения полиизопреновой композиции путем полимеризации изопрена в среде углеводородного растворителя в присутствии катализатора и последующей дезактивации и стабилизации полимеризата, отличающийся тем, что в качестве стабилизатора используют феноламинную смолу, полученную конденсацией алкилфенола с гексаметилентетраамином и N-изопропил-N'-фенил-п-фенилендиамином, и одновременно с введением раствора стабилизатора добавляют воду из расчета 20-40 мас. % от заданного ее количества, используемого в процессе, перемешивают до образования стабильной эмульсии, после чего вводят остальную часть воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1