Способ получения карбоксилатов металлов п группы

 

Сотоз Советских

Социаттистических

Ресттубттик (в 696004

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.04,77 (21) 2475999/23 04 с присоединением заявки М (23) Приоритет— (51) М. Кл.

С 07 С 53/24

С 07 F 3/00

Говударстввнньй номнтет

СССР нв делам нзабрвтвннй

- н открытой

Опубликовано 05 11 79. Бюллетень .% 41

Дата опубликования описания 15,11,79 (53) УДК 61.8.07 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Бромберг, Л. А. Нестерова, 3. П. Быстрова, И. П. Эпштейн, M. Н. Рафиков, О. М. Малыгин, Г. И, Шуровский, И. Д. Лопатько и К. А, Ховрина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОКСИЛАТОВ МЕТАЛЛОВ

ll ГРУППЫ

Изобретение относится к новому способу получения новых карбоксилатов металлов li группы, представляюших собой тонкодисперсные порошки.

Эти продукты могут применяться в ряде от-"

5 раслей промышленности, в частности в качестве стабилизаторов в производстве поливинилхлоридных материалов, Известен способ получения водонерастворимых солей многовалентных металлов, содержащих анионы жирных кислот, например водонерастворимых.стеаратов металлов или металлических мыл, основанный на смешивании параллельных потоков подогретых растворов мыла и минеральной соли с последующей термообработ1 кой осадка, промывкой его водой и сушкой в аппарате типа "кипящий слой" (1).

Известен также способ получения водонерастворимых. солей многовалентных металлов и высокомолекулярных насьиценных жирных кислот, заключающийся в следующем (2). Готовят водный раствор щелочного мыла путем взаимодействия жирных кислот с карбонатом щелочного металла, взятым в 2 — 10%-ном избытке по отношению к стехиометрии. Далее готовят раствор водорастворимой соли соотве ствуюгцсго металла, который подкисляют крепкой минеральной (серной или соляной) кислотой до рН 3-5. Синтез целевого процукга ведут путем параллельного сливания при стехиоме грических соотношениях разбавленных растворов реагентов — щелочного мыла и соли.

Недостатком указанного способа является применение щелочного мыла в качестве един- ственного осадителя металла из солевого раствора. Получаемые при этом порошки металлических мыл, особенно на основе синтетических жирных кислот, склонны к агрегированию при осаждении из горячих растворов, комкованию и залипанию на стенках аппаратуры при сушке, слеживанию при хранении, а также склонны к дополнительному комкованию в процессе пх использования как химикатов — добавок в ряде производств.

Кроме того, недостатком указанного способа является высокое содержание примесей жирных кислот в продукте, так как прн дгбавке сильной минеральной кислоты в реакпионCaStq НгО 9СаСОз

3 696004 ную массу наряду с разложением избыточного количества углекислой щелочи идет также час,тичное разложение целевого продукта с вйдалением практически нерастворимой в воде свободной жирной кислоты. Последняя увлекается осадком, что ведет к повышению содержания свободных жирных кислот (кислотного числа продукта). Это ухудшает качество продукта.

Отмеченные недоСтатки ограничивают возмож,ность замены природных высших жирных кис- tî лот гораздо более доступными и дешевыми синтетическими. жирными кислотами (СЖК) при

Сийтеэе металлических мыл, Целью данного изобретения является создание нового способа получения карбоксилатов металлов It группы, обладающими ценными свойствами.

Описывается способ получения карбоксилатов металлов II группы общей формулы

Ме (St) г Нг О„ МеСОз

20 где Ме — металл ll группы;

St — остаток стеариновой кислоты или фракции .СЖК, содержащих Сгг — Сго, и — от 1 до 9 путем взаимодействия раствора карбоната — щелочного металла со стеариновой кислотой или фракцией СЖК, содержащей С1,—.Сго при температуре 80 — 95 Cg при соотношении карбоната щелочного металла к кислоте 2 — 10:1, с последующей обработкой реакционной массы водным раствором азотнокислой соли металла

11 группы при температуре 60 — 85 С в количестве на 1 — 5% выше количества, стехиометрически необходимого для реакции.

Технология способа состоит в следующем.

Готовят водный раствор карбоната натрия, нагревают его до 80 С и при интенсивном перемешивании вводят синтетические жирные кислоты (к.ч. -200). Температуру реакционной смеси поднимают до 90 — 95 С и ведут перемешнвание до образования прозрачного раствора мыла в смеси с избытком соды. Далее готовят раствор водорастворимой соли многовалентного металла и путем смешения с равным объемом мыла при интенсивном перемешивании ведут соосажденйе образовавшегося металлического мыла, например стеарата кальция с карбонатом того же металла. При этом микрочастицы карбоната кальция с поверхности покрываются тонким слоем соли жирной кислоты, образуя суспензию "карбоксилата" с гидрофобными свойCTB aMH.

Полученную суспензию нагревают, до 90 С, выдерживают 10 мин, после чего образ1чощийся осадок отмывают водой, отжимают и сушат при 70 С в аппарате типа "кипящий слой™.

Карбокеилаты, получаемые по предлагаемому способу, взрывобезопасны, не склонны к слежи4 ванию и комкообразованию и позволяют использовать для их производства фракцию синтетических жирных кислот С1г — Сге в замен пище-. вого стеарина.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется примерами выполнения.

Пример 1. Получение карбоксилата кальция состава

CaSt2 НгО CaCOэ

В 0,908 л воды растворяют при перемешивании 29,7 г карбоната натрия в 100 вес.%, раствор нагревают до 80 С и вводят в него при интенсивном перемешивании 78,5 г синтетических жирных кислот СЖК с к. ч. 200 (мол. вес.

- 280). Температуру массы поднимают до 90— о

95 С и ведут перемешивание при этом образуется прозрачный раствор мыла в смеси с избытком соды. Далее готовят раствор кальция азотнокислого: 67,2 г кальция аэотнокислого

Са(МОэ)г 4НгО в 100 вес.% растворяют в 1 л воды. Осаждение карбоксилата кальция ведут путем параллельного сливания при перемешивании равных объемов осадителя и раствора азотнокислого кальция прн температуре 60 — 65 С.

Суспензию продукта для улучшения фильтруео мости подвергают нагреванию до 90 С с выдержкой при этой температуре в течение 10мин, после отжима сушат в аппарате типа "кипящий слой" при температуре в слое 70 С. Выход продукта по жирным кислотам и карбонату натрия близок к теоретическому н составляет 100 г.

Прим е р 2. Получение карбоксилата состава

CaSt> Нг О 4СаСОз

В 0,9 л воды растворяют при перемещнванни

74,25 г карбоната натрия в 100 вес.%, раствор нагревают до 80 С и вводят в него при интенсивном перемешивании 78,5 г синтетических жирных кислот с к. ч. - 200 (мол. вес. - 280).

Температуру массы поднимают до 90 — 95 Си ведут перемешивание до образования прозрачного раствора щелочного мыла. Далее готовят раствор кальция азотнокислого: 168 г кальция азотнокнслого Ca(NOq) q ° 4НгО в 100 вес.% растворяют в 1 л воды. Осаждение карбоксилата кальция ведут путем параллельного сливания при перемещиванни равных объемов растворов щелочного мыла и азотнокислого кальций;

Суспензию продукта подвергают нагреванию до

85 С с выдержкой в течение 10 мин. Осадок отмывают водой от растворимых примесей и после отжима сушат в.аппарате типа "кипящий слой" при температуре в слое 70 С. Выход продукта по жирным кислотам и карбонату натрия близок к теоретическому.

Пример 3. Получение карбоксилата состава

6960

Таблица 1

Показатель .

83,5

14

0,8

1, 10-4

В 0,9 л воды растворяют при перемешивании

148,5 r карбоната натрия в 100 вес.%, раствор нагревают до 80 С и вводят в него при интенсивном перемешивании 78,S г синтетических жирных кислот с к. ч. - 200 (мол, вес. - 280).

Температуру массы поднимают до 90 — 95 С и ведут перемешивание до образования прозрачного раствора мыла.

336 г кальция азотнокислого Ca(NOq) q 4Н О в 100 вес.% растворяют в 1 л воды. Осаждение 10 продукта ведут путем параллельного сливания равных объемов растворов реагентов при пере мешивании, Суспензию продукта нагревают до

85 С с выдержкой в течение 10 мин. Осадок отмывают водой от растворимых примесей и после отжима сушат в аппарате типа "кипящий слой" при температуре в слое 70 С, Выход продукта по жирным кислотам и карбонату натрия близок к теоретическому.

Пр имер 4. Получение карбоксилата

ZnStq ZnCOa

Готовят раствор мыла с избытком соды, как указано в примере 1. Далее 87,7 г Zn(NOq)q

6Н О в 100 вес.% растворяют в 1 л воды, раствор подогревают до 30 — 35 С, Осаждение карбоксилата цинка проводят путем параллельного слива равных объемов растворов осадителя и азотнокислого цинка лри интенсивном перемешивании при температуре 60 — 65.С, после чего повышают температуру до 75 — 77 С с выдержкой при этой температуре в течение 10мин с целью проведения термообработки продукта, Осадок отмывают водой от растворимых примесей и после отжима сушат в аппарате типа

"кипящий слой" при температуре в слое 70 С.

Выход продукта по жирным кислотам и карбонату натрия близок к теоретическому.

Пр им е р 5. Получение карбоксилата кадмия состава

CdSt2 CdCOa

Готовят раствор мыла с избытком соды, как указано в примере 1, Далее готовят растСодержание стеарата кальция (или цинка), вес.%

Содержание карбоната кальция (или цинка), вес.%, Кислотное число, мг КОН на

1 г продукта

Электропроводность водной вытяжки, Ом1. см

04 6 вор кадмия азотнокислого Сд(МОэ)э 4НэО в

100 вес.% в количестве 173 r растворяют в

1 л воды. Осаждение карбоксилата кальция ведут путем параллельного спивания при перемешивании равных объемов осадителя и раствора азотнокислого кадмия при температуре около 60 — 65 С. Суспенэию продукта нагревают до 70 — 75 С и выдерживают при данной темпе >атуре в течение 10 мин. Осадок отмывают водой от растворимых примесей и после отжима сушат в аппарате типа "кипящий слой" при температуре в слое 70 С. Выход продукта по карбонату натрия и жирным кислотам близок к теоретическому.

Пример 6. Получение карбоксилата бария состава

BaSt BaCO3

Готовят раствор мыла в смеси с избытком соды, как указано в примере 5. Далее готовят раствор бария хлористого: 136 г бария хлорисгого BaClq 2НрО в 100 вес.% растворяют в

1 л воды, Осаждение карбоксилата бария ведут путем параллельного сливанйя при перемешивайии равных объемов осадителя и раствора хлористого бария при температуре 60 — 65 C. Суспензию продукта нагревают до 80 — 85 С и выдерживают при этой температуре в течение 10 мин.

Осадок отмывают водой от водорастворимых примесей и после отжима сушат в аппарате типа "кипящий слой" при температуре в слое около 80 С. Выход продукта по карбонату натрия и жирным кислотам близок к теоретическому.

Карбоксилаты представляют собой тонкодисперсные однородные порошки белого цвета, не смачивающиеся водой и не склонные к комкоBaHHIo, с низким содержанием примесей свободных жирных кислот и электролитов.

В табл, 1 приведены данные по составу карбоксилатов, в частности карбостеаратов кальция и цинка. :мЮ 4 ю „МФ

Фф с ) * и

696004

Таблица 2

Испытание в кабельном пластикате (рецептура

Э-40

Органическое сырье

Продукт ермостабильость при 190, мин. удельное ное сопр

we, Ом.

Стеарин 1 сорта

Синтетические

Стеарат кальция (серийный продукт)

Карбоксилат кальция (серийный продукт) 3 18 1014

276 жирные кислоты фракции С1т-Cgo

Синтетические жирные кислоты фракции С q-С р

2,88-10 4

291

Карбоксилат кальция (опытный образец, избыток йарСОз по отношению к стехиометрии равен

1 00%

3,79 -1014

316

Составитель С. Прудников

Редактор E. Виноградова Техред М.Петко Корректор Е. Лукач

Заказ 6699/24 Тираж 513 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В табл. 2 приведены результаты испытаний опытного образца карбоксилата кальция в рецептуре кабельного пластиката в сравнении с ce\

Из табл. 2 видно, что кабельный пластикат с применением карбоксилата кальция показал лучшие результаты по удельному объемному сопротивлению и термостабильности.

По предварительному расчету предполагаемый экономический эффект за счет экономии сырья составит 70 руб. на 1 т продукта.

Формула изобретения

Способ получения карбоксилатов металлов

П группы общей формулы

Ме(Stq). НiQ пМеСОе, где Ме — металл ll группы;

St — остаток стеариновой кислоты или фракции синтетических жирных кис лот (СЖК), содержащих C 7 — C o, n — от1до9, рийными образцами стеарата кальция, вьптускаемыми Ставропольским заводом химреактивов и люминофоров. отличающийся тем, что водный раствор карбоната шелочного металла подвергают вза имодействию со стеариновой кислотой или фракцией СЖК, содержашей C» — С в при температу. ре 80 — 95 C при соотношении карбоната щелоч30 ного металла к кислоте, равном 2 — 10:1 с последующей обработкой реакционной массы водным раствором азотнокислой соли металла l E группы при температуре 60 — 85 С в количестве на 1 — 5% выше количества, стехиометрически необходимого для реакции, 35

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР И 275060, кл. С 07 С 53/24, 1976.

2. Патент ФРГ Р ?.054.44, кл. С 07 Г опуб40 лик. 1959.