Способ получения комплексных стабилизаторов для хлорсодержащих полимеров



Способ получения комплексных стабилизаторов для хлорсодержащих полимеров
Способ получения комплексных стабилизаторов для хлорсодержащих полимеров
Способ получения комплексных стабилизаторов для хлорсодержащих полимеров

 


Владельцы патента RU 2400496:

Общество с ограниченной ответственностью "Промышленно-торговая компания ТАНТАНА" (RU)

Изобретение относится к органической химии и химии полимеров, в частности к усовершенствованному способу получения комплексных стабилизаторов для хлорсодержащих полимеров, и может быть использовано при переработке композиций хлорсодержащих полимеров, таких как поливинилхлорид, хлорированный поливинилхлорид, сополимеры винилхлорида и др. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют взаимодействие карбоновых кислот с окисями и/или гидроокисями металлов Zn, Ca в присутствии глицерина, ионола, эпоксидированного соевого масла, эпоксидной смолы, дифенилолпропана, фосфита НФ при нагревании, в котором комплексный стабилизатор получают путем взаимодействия карбоновых кислот с окисями и/или гидроокисями Ca, Zn, Mg, Al в присутствии глицерина и добавок, выбранных из ионола, эпоксидированного соевого масла, эпоксидной смолы, дифенилолпропана, фосфита НФ, дифенил-н-бутилфосфита, полиэтилсилоксановой жидкости марки ПЭС-5, модификатора пластмасс марки Пента-1006 или Пента-1005, стеарата кальция, при нагревании, в котором в качестве карбоновых кислот используют олеиновую, 2-этилгексановую, α,α′-разветвленные монокарбоновые кислоты фракции С1026, сначала карбоновые кислоты подвергают взаимодействию с оксидами и/или гидроксидами Zn, Ca, Mg, Al и глицерином при температуре 140-180 градусов С для получения смеси, состоящей из солей карбоновых кислот и моноэфира глицерина карбоновой кислоты, и только по достижении кислотного числа реакционной массы не более 5 мг КОН/г в реакционную массу вводят добавки, причем процесс проводят при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбоновые кислоты 6,3-60,4 Окиси и/или гидроокиси металлов 1,2-8,3 Глицерин 8,5-20,4 Добавки остальное

Использование предложенного способа позволяет: упростить технологический процесс получения комплексных стабилизаторов хлорсодержащих полимеров, которое заключается в сокращении числа технологических операций; повысить экологическую безопасность процесса за счет исключения образования отходов и расширить ассортимент нетоксичных комплексных стабилизаторов хлорсодержащих полимеров. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к органической химии и химии полимеров, в частности усовершенствованного способа получения комплексных стабилизаторов для хлорсодержащих полимеров, может быть использовано при переработке композиций хлорсодержащих полимеров, таких как поливинилхлорид, хлорированный поливинилхлорид, сополимеры винилхлорида и др., в различные изделия (пленочные материалы, кабельные пластикаты, строительные материалы, трубы и т.д.).

Основными требованиями к перечисленным полимерным материалам являются достаточно высокая термостабильность, повышенная устойчивость к световому старению, низкая начальная желтизна изделий, хорошая перерабатываемость материалов. Известно, что для переработки хлорсодержащих полимеров необходимы стабилизаторы термодеструкции. В практике стабилизации хлорсодержащих полимеров в состав композиции вводят до пяти и более компонентов, замедляющих разложение и сообщающих ПВХ ряд свойств, в частности, для этих целей используют соли карбоновых кислот, эпоксисоединения, органические фосфиты, антиоксиданты и др.

Идеальный стабилизатор ПВХ должен выполнять следующие функции:

связывать выделяющийся HCl, ингибировать (тормозить) реакцию окисления, сшивания, защищать двойные связи в цепях ПВХ, поглощать ультрафиолетовое излучение. Реализация всех этих функций достигается только за счет использования комплексных стабилизаторов [Минскер К.С., Федосеева Г.Т. Деструкция и стабилизация поливинилхлорида. М.: Химия, 1972, 424 с.].

Известен способ получения стабилизаторов поливинилхлорида взаимодействием стеариновой кислоты или синтетических жирных кислот С721 с металлами или с их окисями или гидроокисями, или солями в присутствии пластификатора. По этому способу можно получать как индивидуальные соли металлов жирных кислот, так и их смеси [Авторское свидетельство СССР №413854, Кл. С07С 53/24, опубл. 1971]. Однако эффективными являются стабилизаторы, состоящие из смеси металлсодержащих стабилизаторов-солей жирных монокарбоновых кислот и добавок: антиоксидантов, лубрикантов, светостабилизаторов и др.

Известен способ получения комплексных стабилизаторов хлорсодержащих полимеров [Авторское свидетельство СССР №2084472, Кл. C08L 27/04, С08К 13/02, опубл. 1997], включающий органическое соединение на основе карбоновой кислоты и добавку, где в качестве карбоновой кислоты используют арилсульфамидокапроновую кислоту, выбранную из ряда, включающего бензолсульфофамидокапроновую кислоту, толуолсульфамидокапроновую кислоту, ксилолсульфамидокапроновую кислоту, хлорбензолсульфамидокапроновую кислоту, а в качестве добавки используют смесь окиси кальция и стеарата цинка или смесь окиси свинца и стеарата кальция. Дополнительно комплексный стабилизатор содержит 4-8 мас.ч. малеинового ангидрида на 100 мас.ч. Комплексный стабилизатор получают смешением компонентов сначала в смесителе при температуре 90-95°С в течение 25-30 мин, затем композицию экструдируют на экструзиометре при 160-165°С.

Для получения указанного комплексного стабилизатора используются труднодоступные, дорогие карбоновые кислоты.

Известен способ получения комплексного стабилизатора хлорсодержащего полимера взаимодействием оксида цинка и гидроксида кальция в присутствии воды сначала с синтетической жирной кислотой (СЖК) фракции C17-C25 при температуре 45-55°С в течение 90-120 мин, сушкой образовавшихся соосажденных солей и смешением их с пентаэритритом, дифенилолпропаном или ксилитаном и тринонилфенилфосфитом [Авторское свидетельство СССР №1809600, Кл. С07С 51/41, С08К 5/11, 1996.]

Недостатком способа является сложность, трудоемкость и многоступенчатость ведения технологического процесса, наличие стадии сушки образовавшихся соосажденных солей жирных кислот.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения комплексных стабилизаторов для поливинилхлорида путем взаимодействия смеси окисей и/или гидроокисей Cd, Ba, Pb, Ca, Zn с карбоновыми кислотами фракции С720 или их ангидридами при температуре 60-140°С в присутствии добавок, интенсифицирующих процесс солеобразования, таких как глицерин, триэтиленгликоль, циклогексанон, уксусная кислота, диоктилфталат, этилакрилат, эфир триэтиленгликоля фталевой и метакриловой кислот, дифенилолпропан, ионол или воды, или эпоксидированное соевое масло, эпоксидную смолу, 2-этилгексилдифенилфосфит, трис(нонилфенил)фосфит или мел, парафин, двуокись титана, пасту пигмента. [Авторское свидетельство СССР №601276, С07С 51/52, C08L 27/06, опубл. 23.03.1978 г.]

Недостатками этого способа являются: использование большого количества активаторов солеобразования, преимущественно различных пластификаторов - диоктилфталата, эфира триэтиленгликоля и метакриловой кислот, которые в условиях синтеза (нагревание, наличие воды) солей карбоновых кислот взаимодействием кислот с оксидами и гидрооксидами подвергаются щелочному гидролизу, сопровождающемуся накоплением кислых продуктов, что, безусловно, оказывает отрицательное влияние на термостабильность и начальную окраску полимерных изделий, сложность технологического процесса, наличие многостадийной загрузки компонентов, чередование нескольких стадий нагревания и охлаждения, использование соединений токсичных металлов, таких как Cd, Ba, Pb, которые находят все большее ограничение в применении по экологическим соображениям, для получения жидкого стабилизатора (пример 5) используют растворитель - циклогексанон, который затем отгоняют азеотропом с водой, в конце синтеза комплексный стабилизатор выделяют декантацией от осадка, что в совокупности приводит к образованию отходов производства.

Цель изобретения - упрощение технологического процесса получения комплексных стабилизаторов, повышение качества, расширение ассортимента комплексных нетоксичных стабилизаторов хлорсодержащих полимеров.

Сущность изобретения заключается в том, что комплексный стабилизатор получают путем взаимодействия карбоновых кислот с окисями и/или гидроокисями Са, Zn, Mg, Al в присутствии глицерина и добавок, выбранных из ионола, эпоксидированного соевого масла, эпоксидной смолы, дифенилолпропана, фосфита НФ, дифенил-н-бутилфосфита, полиэтилсилоксановой жидкости марки ПЭС-5, модификатора пластмасс марки Пента-1006 или Пента-1005, стеарата кальция, при нагревании, в котором в качестве карбоновых кислот используют олеиновую, 2-этилгексановую, α,α′-разветвленные монокарбоновые кислоты фракции С1026, сначала карбоновые кислоты подвергают взаимодействию с оксидами и/или гидроксидами Zn, Са, Mg, A1 и глицерином при температуре 140-180 градусов С для получения смеси, состоящей из солей карбоновых кислот и моноэфира глицерина карбоновой кислоты, и только по достижении кислотного числа реакционной массы не более 5 мг КОН/г в реакционную массу вводят добавки, причем процесс проводят при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбоновые кислоты 36,3-60,4
Окиси и/или гидроокиси металлов 1,2-8,3
Глицерин 8,5-20,4
Добавки остальное.

В качестве добавок используют эпоксидированное соевое масло, эпоксидно-диановые смолы марок: ЭД-20, ЭД-16 (ГОСТ 10587-84), смолу эпоксидную хлорсодержащую «Оксилин-6» (ТУ 6-02-1376-87), ионол, дифенилолпропан, тринонилфенилфосфит (фосфит НФ), дифенил-n-бутилфосфит, стеарат кальция, полиэтилсилоксановую жидкость марки ПЭС-5 по ГОСТ 13004-77, или модификаторы пластмасс марок: Пента-1006, или Пента-1005 (ТУ 2257-204-40245042-2007).

Пента-1006, Пента-1005 представляют собой композиции на основе полиорганосилоксана.

ПЭС-5 полиэтилсилоксановая жидкость, представляющая собой смесь полимеров преимущественно линейной структуры, с кинематической вязкостью 200-500 сСт.

Эпоксидно-диановая смола марки ЭД-16 представляет собой олигомерный продукт на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана, с массовой долей эпоксидных групп 16-18%.

Эпоксидно-диановая смола марки ЭД-20 представляет собой олигомерный продукт на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана, с массовой долей эпоксидных групп 20-22,5%.

Оксилин-6 представляет собой олигомерный продукт полимеризации эпихлоргидрина в присутствии глицерина с последующим дегидрохлорорированием гидратом окиси натрия полученного полиэфира.

Для получения комплексного стабилизатора используют α,α′-разветвленные монокарбоновые кислоты фракции кислот С1026 по ТУ 2431-200-00203312-2000.

Особенностью предлагаемого способа получения комплексного стабилизатора является то, что предварительно получают смесь, состоящую из солей карбоновых кислот и моноэфира глицерина карбоновой кислоты, путем взаимодействия олеиновой или 2-этилгексановой или ВИК фракции С1026 со смесями окисей и/или гидроокисей Са, Zn, Mg, Al и глицерином при температуре 140-180°С и только по достижении кислотного числа реакционной массы не более 5 мг КОН/г вводят добавки, способствующие повышению стабилизирующих свойств и улучшению распределения комплексного стабилизатора в композициях хлорсодержащих полимеров. Использование в составах комплексных стабилизаторов указанных компонентов, взятых в определенных количествах, способствует улучшению совокупности свойств композиций хлорсодержащих полимеров, а именно повышению термо- и цветостабильности, текучести расплава.

Использование предложенного способа позволяет:

- упростить технологический процесс получения комплексных стабилизаторов хлорсодержащих полимеров, который заключается в сокращении числа технологических операций;

- повысить экологическую безопасность процесса за счет исключения образования отходов;

- расширить ассортимент нетоксичных комплексных стабилизаторов хлорсодержащих полимеров.

Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (по изобретению)

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, насадкой Дина-Старка, патрубком для продувки азота, помещенную в масляную баню, загружают 59,3 г олеиновой кислоты, 9,8 г глицерина, 2,9 г ZnO, 1,4 г MgO. Процесс ведут при перемешивании и температуре 160°С до достижения кислотного числа реакционной массы 2,4 мг КОН/г, затем реакционную массу охлаждают до температуры не выше 100°С, добавляют 4,2 г дифенилолпропана, 17,5 г эпоксидно-диановой смолы ЭД-16, 4,9 г тринонилфенилфосфита. Массу интенсивно перемешивают. Готовый продукт выгружают. Выход продукта - 99%.

Примеры по изобретению 2-26 синтезы проводят, аналогично примеру 1, с использованием всех приемов и операций, в такой же последовательности. Состав компонентов стабилизаторов, условия синтеза, приведены в таблице 1. Комплексные стабилизаторы по внешнему виду представляет собой однородную жидкость светло-коричневого цвета.

Для определения эффективности комплексных стабилизаторов готовят полимерную композицию следующего состава, мас.ч.: ПВХ - 100, комплексный стабилизатор - 5, перемешивают в лабораторном смесителе при температуре 80°С в течение 30 минут, затем получают пленки на вальцах при 180°С в течение 5 минут.

Стабилизирующее действие полученных комплексных стабилизаторов оценивают по времени термостабильности полимерных пленок по ГОСТ 14041-80 при 160°С, а также по цветостойкости - времени до появления окрашивания пленки при 180°С, оценивают визуально. Показатель текучести расплава (ПТР) определяют по ГОСТ 11645-73 (Пластмассы. Метод определения показателя текучести расплава термопластов) на приборе ИИРТ-1М.

Состав и результаты испытаний стабилизированных комплексными стабилизаторами хлорсодержащих полимерных композиций представлены в таблицах 2-3. Для сравнения приводится стабилизатор, полученный по примеру 4 прототипа как более близкий по составу к заявленным.

1. Способ получения комплексных стабилизаторов поливинилхлорида путем взаимодействия карбоновых кислот с окисями и/или гидроокисями металлов Zn, Ca в присутствии глицерина, ионола, эпоксидированного соевого масла, эпоксидной смолы, дифенилолпропана, фосфита НФ при нагревании, отличающийся тем, что комплексный стабилизатор получают путем взаимодействия карбоновых кислот с окисями и/или гидроокисями Ca, Zn, Mg, Al в присутствии глицерина и добавок, выбранных из ионола, эпоксидированного соевого масла, эпоксидной смолы, дифенилолпропана, фосфита НФ, дифенил-н-бутилфосфита, полиэтилсилоксановой жидкости марки ПЭС-5, модификатора пластмасс марки Пента-1006 или Пента-1005, стеарата кальция, при нагревании, в котором в качестве карбоновых кислот используют олеиновую, 2-этилгексановую, α,α′-разветвленные монокарбоновые кислоты фракции С1026, сначала карбоновые кислоты подвергают взаимодействию с оксидами и/или гидроксидами Zn, Ca, Mg, Al и глицерином при температуре 140-180°С для получения смеси, состоящей из солей карбоновых кислот и моноэфира глицерина карбоновой кислоты, и только по достижении кислотного числа реакционной массы не более 5 мг КОН/г в реакционную массу вводят добавки, причем процесс проводят при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбоновые кислоты 36,3-60,4
Окиси и/или гидроокиси металлов 1,2-8,3
Глицерин 8,5-20,4
Добавки Остальное

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве эпоксидной смолы используют эпоксидно-диановую смолу марки ЭД-20 или ЭД-16 или смолу эпоксидную хлорсодержащую «Оксилин-6».



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к резиновой промышленности и касается разработки рецептур резиновых смесей на основе этиленпропилендиенового каучука с повышенной адгезионной прочностью, которая может найти применение при изготовлении композиционных материалов.

Изобретение относится к композициям для получения пенопласта, эксплуатируемым при температурах до 150oС в условиях повышенных требований к вибростойкости, которые могут найти применения в машиностроении и авиационной технике.

Изобретение относится к термопластичной композиции на основе полипропилена. .

Изобретение относится к стабилизированным полимерным композициям на основе полиолефинов (полиэтилена и его сополимеров) и может быть использовано для получения окрашенных материалов, обладающих повышенной стойкостью к световому старению.

Изобретение относится к способу стабилизации органического фосфита и/или фосфонита от воздействия гидролиза путем добавления в них стерически затрудненного амина, содержащего группу формулы (II) или (III), где G водород, метил; G1 и G2 - водород, метил или оба вместе представляют = 0, в количестве, обеспечивающем содержание в стабилизированном органическом фосфите и/или фосфоните 0,1 - 25,0 мас.% этого амина в расчете на органический фосфит и/или фосфонит.

Изобретение относится к области композиционных материалов на основе лапрола. .

Изобретение относится к области полиолефинов, в частности к фосфитным добавкам в полиолефины. .
Изобретение относится к резиновой промышленности, а именно к изготовлению резиновых технических изделий для эксплуатации в условиях воздействия ионизирующих излучений.

Изобретение относится к способу получения образующих малое количество пыли гранул фенольных добавок к полимерам. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу приготовления твердых частиц, использующихся в качестве фенольных антиоксидантов и включающих в по существу кристаллической форме соединение формулы: в которой один из R1 и R2 независимо друг от друга обозначает водородный атом или С1-С4алкил, а другой обозначает С3-С4алкил; х обозначает ноль (прямая связь) или число от одного до трех; a Y обозначает С8-С 22алкокси или группы неполных формул или в которых один из R1' и R2' независимо друг от друга обозначает водородный атом или С1-С4алкил, а другой обозначает С3-С4алкил; х обозначает ноль (прямая связь) или число от одного до трех; у обозначает число от двух до десяти; a z обозначает число от двух до шести, в котором готовят гомогенную водную дисперсию, которая включает соединение (I) или смесь таких соединений, где R1, R2, R1', R2', Y, х, у и z имеют указанные выше значения, добавлением неполного эфира жирной кислоты полиоксиэтиленсорбитана и затравочных кристаллов получают кристаллы и получаемые кристаллы выделяют из дисперсии и ведут процесс до получения твердых частиц.

Изобретение относится к новой смеси стабилизатора для стабилизации органического материала от воздействия света, тепла и кислорода. .
Изобретение относится к строительным материалам широкого спектра применения и может быть использовано для кровельных, изоляционных, герметизирующих работ. .
Изобретение относится к термопластичной эластомерной композиции для изготовления изделий, таких как пленки, обладающей воздухонепроницаемостью, повышенной долговечностью, теплостойкостью и эластичностью.
Изобретение относится к полимерным композициям на основе ненасыщенных полиэфирных смол, применяемых для получения заливочных, пропиточных и формовочных материалов, широко используемых для изготовления изделий электронной и радиотехнической промышленности, автомобильной промышленности, в строительстве и других областях техники.

Изобретение относится к химии полимеров, в частности к переработке полимерных композиций на основе термопластов, а именно поливинилхлорида для получения пленочных материалов и искусственной кожи, в частности для получения неокрашенной искусственной кожи одежного и обувного ассортимента (кроссовки и др.
Изобретение относится к полиуретановой композиции, используемой в качестве защитных покрытий. .
Наверх