Способ получения бромбутилкаучука



Способ получения бромбутилкаучука
Способ получения бромбутилкаучука
Способ получения бромбутилкаучука

 


Владельцы патента RU 2603192:

Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим" (RU)

Изобретение раскрывает способ получения бромбутилкаучука, включающий смешение раствора бутилкаучука с раствором галогена в углеводородном растворителе и акцептором образовавшегося галогенводорода, при котором происходит галоидирование бутилкаучука с выделением галогенводорода, с последующими отмывкой, нейтрализацией и дегазацией раствора галобутилкаучука и выделением галобутилкаучука на сушильных машинах экструзионного типа, где в качестве акцептора галогенводорода используется вещество, способное при взаимодействии с галогенводородом образовывать молекулярный галоген, вступающий в дальнейшую реакцию с бутилкаучуком, причем дозировка акцептора галогенводорода производится в раствор бутилкаучука до стадии галогенирования. Технический результат заключается в получении бромбутилкаучуков, которые используются при получении гермослоя бескамерных автомобильных шин и в других позициях, требующих высокой газонепроницаемости полимера и высоких адгезионных свойств. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к способу производства галоидированных полимеров, в частности бромбутилкаучуков, которые используются при получении гермослоя бескамерных автомобильных шин и в других позициях, требующих высокой газонепроницаемости полимера и высоких адгезионных свойств.

Известен способ получения бромбутилкаучука обработкой раствора бутилкаучука в инертном углеводородном растворителе бромирующим агентом, нейтрализацией бромированного раствора водным раствором щелочи, дегазацией и сушкой бромированного бутилкаучука, с выделением брома из промывной воды и возвращением его на галоидирование [патент РФ 2177956, C08F 8/20, 6/06, С08С 19/12, опубл. 10.01.2002]. При проведении процесса бромирования методом, описанным в патенте, на каждый атом брома, присоединенного к полимеру, приходится 1 моль выделившегося при этом бромистого водорода. Это приводит к непроизводительному расходу галогенирующего агента - брома, а также способствует падению вязкости по Муни каучука и процессу дегидрогалогенирования.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения галобутилкаучуков, включающий смешение раствора бутилкаучука, раствора галогена в углеводородном растворителе в присутствии акцептора галогенводорода и воды, при этом в процессе смешения происходит галоидирование бутилкаучука, далее идет разделение полученной реакционной массы на органическую и водную фазы, водную фазу удаляют, а из органической фазы выделяют галобутилкаучук, последовательно подвергая ее нейтрализации, промывке, дегазации и сушке. При этом в качестве акцептора галогенводорода используют соединение общей формулы:

где X=О, S, NH; R1, R2, R3, R4=H, Alk, Ar [Патент РФ2468037, C08C 19/00, C08C 19/12, CO8C 19/14, C08F 8/20. C08F 8/22, опубл. 27.06.2012].

Недостатком этого способа является то, что связывая выделившийся галогенводород, используемый акцептор не приводит к восстановлению галогена, в частности брома, и галогенирующий агент непроизводительно расходуется, как и в случае известного способа. Образующиеся на стадии нейтрализации бромиды щелочных металлов попадают вместе с раствором каучука на стадию дегазации и в значительном количестве уходят в сточную воду, ухудшая ее показатели, т.к. не подвержены очистке. Кроме того, азотсодержащий комплекс акцептора с галогенводородом способен разлагаться на стадии дегазации, а это способствует процессу дегидрогалогенирования и ускоренной подвулканизации (скорчингу) каучука.

Задачей способа является сокращение расхода брома при получении бромбутилкаучука без ухудшения его качества и изменения структуры.

Поставленная задача решается получением бромбутилкаучука способом, включающим смешение раствора бутилкаучука с раствором брома в углеводородном растворителе и акцептором образовавшегося галогенводорода, при котором происходит бромирование бутилкаучука с выделением бромистого водорода, с последующими отмывкой, нейтрализацией и дегазацией раствора бромбутилкаучука и выделением бромбутилкаучука на сушильных машинах экструзионного типа, причем в качестве акцептора бромистого водорода используется вещество, способное при взаимодействии с галогенводородом образовывать молекулярный галоген, вступающий в дальнейшую реакцию с бутилкаучуком.

В отличие от известных в предлагаемом способе на стадию галогенирования подается реагент, способный превращать выделившийся галогенводород в молекулярный галоген, который при данном способе уже хорошо распределен в вязком растворе полимера и быстро с ним взаимодействует. В связи с этим первоначальную подачу галогена (брома) можно сократить как минимум на 35%.

Преимуществом предлагаемого способа является то, что значительно сокращается расход галогена, упрощается отмывка раствора бромбутилкаучука от галогенводорода, уменьшается содержание бромидов в сточной воде и на стадию дегазации и выделения не попадает никаких посторонних веществ, способных разлагаться при повышенной температуре и вызывающих процесс дегидрогалогенирования галобутилкаучука.

Предлагаемый способ получения галобутилкаучука осуществляется, например, по приведенной схеме (фиг. 1). Раствор бутилкаучука в нефрасе с концентрацией полимера в пределах 10-20% мас. по линии 1 подается в аппарат интенсивного смешения 3 на галоидирование, туда же по линии 2 подается раствор брома в нефрасе, галоидирование может проходить при температуре 20-70°С, раствор бромбутилкаучука в нефрасе по линии 4 поступает в полый аппарат 5 на дозревание, а оттуда по линии 6 в аппарат с мешалкой 7, куда по линии 8 подается циркулирующий водный конденсат для отмывки раствора от галогенводорода. Отмытый раствор полимера по линии 9 поступает в аппарат 10 для отстоя от воды, а затем по линии 11 в аппарат 12, куда по линиям 13 и 14 подаются раствор натриевой или калиевой щелочи и водный раствор сульфита натрия. Отмытый и нейтрализованный раствор бромбутилкаучука по линии 15 подается в аппарат эмульгирования 16. В линию 15 по линии 17 подается эпоксидированное соевое масло для предотвращения процесса дегидрогалогенирования. Далее раствор бромбутилкаучука по линии 18 поступает в крошкообразователь 19, затем по линии 20 в дегазатор первой ступени 21. В линию 18 по линиям 22 и 23 поступают суспензия стеарата кальция для предотвращения агломерации и суспензия или раствор в нефрасе антиоксиданта для стабилизации полимера от окислительной деструкции. Дисперсия каучука в воде после аппарата 21 по линии 24 поступает в дегазатор второй ступени 25, а затем по линии 26 - в дегазатор третьей ступени 27. Дисперсия каучука в воде после 3-х ступеней дегазации поступает по линии 28 в аппарат усреднения 29, затем по линии 30 на сушку в аппарат экструзионного типа 31 и по линии 32 - на брикетирование.

Способ иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1 (по прототипу). 55000 кг/час раствора бутилкаучука в гексановом растворителе, содержащего 10000 кг бутилкаучука, 10 кг мочевины и 10 кг хлористого натрия, по линии 1 подают в аппарат интенсивного смешения 3, туда же по линии 2 подают 1000 кг гексанового растворителя, содержащего 420 кг брома и 1 кг фенилгуанидина, процесс галоидирования в аппарате 3 идет при температуре 50-60°С. Полученный раствор бромбутилкаучука идет в дозреватель 5, а затем в аппарат с мешалкой 7, куда также поступает циркулирующая вода в количестве 10000 кг/час. После отстоя от воды раствор каучука поступает в аппарат 12, куда также подают 250 кг/час 20%-ого раствора натриевой щелочи и 160 кг/час 10%-ого раствора сульфита натрия. Отмытый и нейтрализованный раствор бромбутилкаучука перекачивается в аппарат эмульгирования, а перед этим в него подают 150 кг эпоксидированного соевого масла. Перед подачей в крошкообразователь, а затем на водную дегазацию в раствор бромбутилкаучука дозируют 200 кг/час стеарата кальция в виде 7%-ной суспензии в воде и 5 кг/час антиоксиданта Ирганокс-1076. Раствор ББК проходит 3 ступени водной дегазации, причем часть циркулирующей в системе дегазации воды выводится в стоки. Полученная крошка каучука в воде усредняется, сушится на аппаратах экструзионного типа и брикетируется. Готовый бромбутилкаучук из брикетов подвергается анализу на физико-химические, физико-механические и вулканизационные показатели.

Пример 2. Способ осуществляется, как в примере 1, за исключением того, что в линию подачи раствора каучука в нефрасе в аппарат галоидирования (линия 1) подают 20%-ный раствор KMnO4 из расчета 0.5 моля на 1 моль галогена, а подачу галогена сокращают до 275 кг. А раствор щелочи в аппарат 12 подают в количестве 160 кг.

Пример 3. Способ осуществляется, как в примере 2, за исключением того, что в линию раствора каучука подают 20%-ный раствор гидроперекиси этилбензола в нефрасе.

Пример 4. Способ осуществляется, как в примере 2, за исключением того, что в линию раствора каучука подают 30%-ный раствор перекиси водорода в воде.

Пример 5. Способ осуществляется, как в примере 2, за исключением того, что в качестве галогена используют молекулярный хлор.

Пример 6. Способ осуществляется, как в примере 4, за исключением того, что раствор перекиси водорода подают в дозреватель (аппарат 5).

Результаты, полученные при осуществлении способа в соответствии с примерами 1-6, приведены в таблице 1.

Из данных таблицы 1 следует, что при осуществлении заявляемого способа значительно снижается расход галогенирующего агента - брома. За счет полного исчерпания брома снижается содержание бромидов в сточной воде, а следовательно, решается экологическая задача. Физико-химические, физико-механические свойства вулканизатов и структура полимера не ухудшаются по сравнению с прототипом, и значительно улучшается показатель скорчинга, определяемый по времени подвулканизации Т35, что связано и с меньшей дозировкой брома, и с отсутствием агентов дегидрогалогенирования, выделяющихся на стадии дегазации и сушки бромбутилкаучука. Причем акцептор галогенводорода должен дозироваться в раствор бутилкаучука до стадии галогенирования, что связано с равномерностью его распределения в вязкой среде и с тем, что скорость бромирования бутилкаучука, уже содержащего какое-то количество брома, снижается и поэтому процессы первоначального бромирования, восстановления брома и взаимодействия бутилкаучука с восстановленным бромом должны идти одновременно. При дозировке акцептора на стадию дозревания необходимый эффект не достигается: снижается содержание брома в полимере и ухудшаются его физико-механические показатели (пример 6).

1. Способ получения бромбутилкаучука, включающий смешение раствора бутилкаучука с раствором галогена в углеводородном растворителе и акцептором образовавшегося галогенводорода, при котором происходит галоидирование бутилкаучука с выделением галогенводорода, с последующими отмывкой, нейтрализацией и дегазацией раствора галобутилкаучука и выделением галобутилкаучука на сушильных машинах экструзионного типа, отличающийся тем, что в качестве акцептора галогенводорода используется вещество, способное при взаимодействии с галогенводородом образовывать молекулярный галоген, вступающий в дальнейшую реакцию с бутилкаучуком, причем дозировка акцептора галогенводорода производится в раствор бутилкаучука до стадии галогенирования.

2. Способ получения бромбутилкаучука по п. 1, где вещество, способное при взаимодействии с галогенводородом образовывать молекулярный галоген, выбрано из группы перекисей и перманганата калия.

3. Способ получения бромбутилкаучука по п. 2, где указанная перекись - это перекись водорода.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу радикальной полимеризации для получения блок-сополимеров, блок-сополимеру, полученному таким способом, и изделию, изготовленному с использованием одного или нескольких вышеуказанных блок-сополимеров.

Изобретение относится к способу получения бромбутилкаучука. Способ заключается во взаимодействии молекулярного брома и бутилкаучука, синтезированного методом низкотемпературной сополимеризации изобутилена с изопреном.

Изобретение относится к объединенному способу полимеризации в растворе и последующего галогенирования бутилкаучука в общей среде. Способ содержит стадии по меньшей мере: a) обеспечения среды, содержащей общую алифатическую среду, содержащую но меньшей мере 50 масс.% одного или нескольких алифатических углеводородов, имеющих температуру кипения в интервале от 45°C до 80°C при давлении 1013 гПа, и смесь мономеров, содержащую по меньшей мере один изоолефиновый мономер и по меньшей мере один мультиолефиновый мономер, массовое отношение смеси мономеров к общей алифатической среде от 40:60 до 95:5, b) полимеризации смеси мономеров в этой среде, чтобы сформировать раствор каучука, содержащий каучуковый полимер, который по меньшей мере по существу растворен в среде, содержащей общую алифатическую среду и остаточные мономеры из смеси мономеров; c) отделения остаточных мономеров смеси мономеров от раствора каучука, чтобы сформировать отделенный раствор каучука, содержащий каучуковый полимер и общую алифатическую среду; d) галогенирования каучукового полимера в отделенном растворе каучука.

Изобретение относится к получению нанокомпозитов с низкой проницаемостью, а также к их применению. Способ получения нанокомпозита полимера и глины включает следующие стадии: (а) контактирование (I) раствора полимера в органическом растворителе, (II) водной суспензии глины, (III) модификатора и (IV) кислоты Бренстеда с образованием эмульсии, указанная эмульсия образована или обеспечением первой смеси, включающей раствор полимера и кислоту Бренстеда, и второй смеси, включающей водную суспензию глины и модификатор, и соединением первой и второй смеси, или соединением сначала раствора полимера и суспензии глины с образованием эмульсии и добавлением к этой эмульсии отдельно или совместно модификатора и кислоты Бренстеда; (б) перемешивание эмульсии с получением нанокомпозита; и (в) выделение нанокомпозита из эмульсии.

Изобретение относится к способу получения бромированного бутилкаучука и может быть использовано в нефтехимической и химической промышленности. Бромирование бутилкаучука включает обработку 10-25%-ного раствора бутилкаучука в C5-C8 углеводородном растворителе бромной водой с последующей нейтрализацией реакционной массы, введением стабилизаторов и антиагломератора, водной дегазацией и сушкой бромбутилкаучука.

Изобретение относится к получению галогенированных полимеров, которые могут быть использованы в резиновой и шинной промышленности, в частности к способу получения галобутилкаучука.

Изобретение относится к производству галоидированных полимеров, например галоидированных бутилкаучуков, и может быть использовано в нефтехимической и химической промышленности.

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности к получению хлорированных полимерных продуктов на основе 1,2-полибутадиенов (1,2-ПБ). .

Изобретение относится к способу получения галобутилкаучука взаимодействием галогена и бутилкаучука, полученного методом низкотемпературной суспензионной сополимеризации изобутилена с изопреном на катализаторе хлористый алюминий в среде хлорметила, при этом изобутилен содержит не менее 99.97% мас.

Изобретение относится к низкопроницаемым термопластичным эластомерным смесям, применяемым для изготовления пневматических диафрагм, барьера воздуха в изделиях и способам их приготовления.

Настоящее изобретение относится к способу получения галогенированных каучуков. Описан способ получения галогенированного каучука, включающий, по меньшей мере, следующие этапы: a) обеспечение реакционной среды, содержащей общую алифатическую среду, содержащую, по меньшей мере, 50% масс.

Настоящее изобретение относится к способу получения бромированных каучуков. Описан способ получения бромированного каучука, включающий, по меньшей мере, следующие этапы: a) обеспечение реакционной среды, содержащей общую алифатическую среду, которая содержит по меньшей мере 50 мас.%.

Изобретение относится к способу получения бромбутилкаучука. Способ заключается во взаимодействии молекулярного брома и бутилкаучука, синтезированного методом низкотемпературной сополимеризации изобутилена с изопреном.

Изобретение относится к производству галогенированных полимеров, в частности бромированных бутилкаучуков, и может быть использовано в нефтехимической и химической промышленности.

Изобретение относится к способу получения бромированного бутилкаучука и может быть использовано в нефтехимической и химической промышленности. Бромирование бутилкаучука включает обработку 10-25%-ного раствора бутилкаучука в C5-C8 углеводородном растворителе бромной водой с последующей нейтрализацией реакционной массы, введением стабилизаторов и антиагломератора, водной дегазацией и сушкой бромбутилкаучука.

Изобретение относится к получению галогенированных полимеров, которые могут быть использованы в резиновой и шинной промышленности, в частности к способу получения галобутилкаучука.

Изобретение относится к производству галоидированных полимеров, например галоидированных бутилкаучуков, и может быть использовано в нефтехимической и химической промышленности.

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности к получению хлорированных полимерных продуктов на основе 1,2-полибутадиенов (1,2-ПБ). .

Изобретение относится к способу получения галобутилкаучука взаимодействием галогена и бутилкаучука, полученного методом низкотемпературной суспензионной сополимеризации изобутилена с изопреном на катализаторе хлористый алюминий в среде хлорметила, при этом изобутилен содержит не менее 99.97% мас.

Изобретение относится к способу получения вулканизуемых пероксидами галогенбутильных иономеров с высоким содержанием мультиолефина. .

Изобретение относится к способу получения галогенированного бутилкаучука и устройству для получения бутилкаучукового клея для применения в производстве галогенированного бутилкаучука.
Наверх