Способ получения модифицированного воска для антиадгезионных составов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 739 О86 (61) Дополнительное и авт. саид-ву (22) Заявлено 120477 (21) 2471223/23-04 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 0506.80 Бюллетень Мо 21

Дата опубликования описания 0506,ВО (51)М. Кд.2

С 11 B 11/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

{53) УДК547.916,07

<0ВВ. aj (72) Авторы изобретения

П.И. Белькевич, Р..В. Зайнуллина, В.В. Коледа, А, È. Крот, Г.И. Прохоров и Д.A. Хоняк (71) Заявитель

Институт торфа AH Белорусской CCP (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНЙЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО

ВОСКА ДЛЯ АНХИАДГЕЗИОННЫХ СОСТАВОВ

Известен способ получения модифицированного рафинированного воска путем окисления предварительно обессмоленного торфяного воска бихроматом калия в сернокислой среде при 75110 С с интенсивным перемешиванием

6-10 ч до исчезновения в растворе шестивалентного хрома, с последующей промывкой серной кислотой (1) .

Рафинированный воск, как содержащий низкомолекулярные кислоты, взаимодействует с изоцианатами, образуя замещениые амидЫ, может быть использован в ограниченном количестве в виде солей кислот.

Наи более бли з ким являет ся способ получения этерифицированного воска путем этерификации рафинированного воска глицерином. С целью получения

Целью изобретения является полу- чение воска с высоким выходом, повышение качества целевого продукта— инертности по отношению к изоцианатам и,упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что сырой торфяной воск растворяют в углеводородном растворителе и раствор подвергают прямому хлорированию при 10-45 С или с использованием о

УФ-освещения лри 0-10 С s течение

2-5 ч с последующей отгонкой раство25 рителя.

Предпочтительно воск хлорируют до содержания хлора в целевом продукте не более ЗОЪ в конечном про,дукте. В таких условиях хлорироваЗ0 ".ния хлорируется только спирто-зфирИзобретение относится к способу получения модифицированных продуктов из сырого торфяного воска, в частности предназначенных для применения в антиадгезионных составах.

Требованием к восковым продуктам, используемым в антиадгезивах, являет» ся их инертность к действию изоцианатов, которые применяются для производства полиуретанов. светлых восков с низким кислотным числом, процесс ведут при 120-140рС в присутствии минеральной кислоты, напРимеР серной 12) .

Однако этерифицированный воск получают из рафинированного воска, выход конечного продукта к исходному сырому торфяному воску не превышает 50й и создает значительное

его удорожание и сложность техноло« гического процесса производства.

739086

55 ная часть восков, а не его алкильная часть.

В зависимости от условий хлори— рования,незначительных изменений температуры или освещения происходит образование различных по составу и строению хлорированных соединений в во сках.

В случае хлорирования воска без освещения при температуре не выше а

45 С, по достижении содержания, хлора в воске 20-30% наблюдается существенное изменение в области поглощения двойных связей в ИК-спектрах.

Вместо трех четких полос при

1520, 1610 и 1640 см, наблюдаемых в ИК-спектрах исходного торфяного

15 воска, появляется полоса при 16301610 см "и четкий выступ при 3040, 3090 см

Анализ спектра в УФ-области показывает исчезновение характерного 2О для сырого торфяного воска поглощения при 276-286 и 310-320 нм, которые соответствуют d р -ненасыщенным эфирам, кетонам и незначительным количествам ароматических структур воска. Характер поглощения в области ва.рентных и деформационных колебаний (СН ) ) 4-группировок остается этих. условиях хлорирования без изме не ни я. Интенсивность поглощения в области валентных колебаний 0Н-связи карбоксильных группировок (2500-1

3200 см ") и спиртовых (3200-3400 см ) падает .

Ненасыщенная связь фиксируется слабыми сигналами протонов в ПМРспектрах с химическим сдвигом (x.ñ.) около 5, 5-5, 8 м. д., у исходного воска уширенные сигналы протонов при двойной связи проявляются с х.с.

5, 1 2 м. д, Это подтверждает смещение 40 ненасыщенной связи и присут ст вне при ней атомов хлора. Очевидно, атомы хлора находятся в (Ъ, -положении при карбонильных группах или при третичном аТоМе углерода у ряда сое 45 динений, находящихся в восках. При хлорировании восков происходит образованиее до 50% хлорпрои з водных продуктов лучшей растворимости в углеродных растворителях.для ряда соединений,50 содержащихся в восках, хлорирование при УФ-освещении протекает с присоединением и замещением атомов хлора в метильные и метиленовые группы, находящиеся в d,(Ь -положении при карбонильных группах и третичных атомах углерода.

В ИК-спектрах восков, хлорированных при УФ-освещении, имеются полосы поглощения при 770 и 790 см и отсутствуют полосы 1520, 1610, 60

1630 и 1640 см ". Замещение хлора в метильные группы фиксируется сокращением интегральной площади сигналов протонов в ПМР-спектрах при О, 80, 0,92 и 1, 33 м.д. Атомы хлора находятся у ряда соединений восков в метил-этильных радикалах, о(, Ъ -положениях при карбонильных группах или третичном атоме углерода °

Пример 1. 50 г сырого торфяного воска растворяют в 500 мп сухого бензина и при 50ОС беэ доступа света пропускают хлор 3 ч со скоростью 20-25 л/ч. Образовавшийся осадок в количестве 3, 5 г с т. пл. 6466 С (I), отфильтровывают, а после отгона растворителя в остатке получают 52, 3 r (II) смолообразного проду кт а.

Элементный анализ (I),%: С 26, 70;

Н 2, 52; CE 71, 69; температура плавления 45-50 С, йодное число 2.

Элементный анализ (II),%: С 64,91;

Н 8, 58; CE 19, 77.

Пр и мер 2. 50 r сыроготорфяного воска растворяют в 500 мл обеэвоженного бензола и без доступа света через раствор пропускают хлор при 25 C 4 ч со скоростью 25 л/ч.

После отгона растворителя в остатке получают 75, 6 r (I II ) смолообраэного продукта, т.пл, 45-50 С, йодное число 1.

Элементный анализ (111„ %: С 55,25, Н 6,85; CC 30, 52.

Пример 3 ° 50 r сырогО торфяного воска растворяют .в 100 мл обезвоженного четыреххлористого углерода в колбе иэ кварцевого стекла и пропускают хлор со скоростью 25 л/ч при

УФ-облучении (лампа ПРК-7) 5 ч при о

0 С. Затем раствор помещают в кварцевый реактор с прочной водяной ру- башкой и облучают в установке УФ-освеще ни я без пропуск ани я хлора (лампа

ПРК-7) 2 ч при 20 С, После отгона растворителя получают 55,5 r смолообразного продукта (IY), температура плавления 52-56 С, йодное число 1.

Элементный анализ (IV),%: С 57,85;

Н 6,81 CP. 28,27.

Пример 4. Растворяют 25 г торфяного воска в 100 мл четыреххлористого углерода и в атмосфере сухого азота пропускают хлор 2 ч без доступа света через раствор со скоростью 35 л/ч при 45 С. Отгоняют затем под вакуумом в токе азота растворитель, температура бани не выше

40-45 С. Получают 36,5 г продукта (Y). т.пл, 46-50 С, йодное .число 7.

Найдено,%: С 55,06; Н 6,72;

CE 30,65.

Пример 5. 50 r сырого торфяного воска растворяют в 400 мл сухого толуола и пропускают 4,5 ч беэ доступа света через раствор хлор со скороСтью 20 л/ч при 10 С. Отгоняют затем под вакуумом в токе сухого азота растворитель. Температура бани не выше 40-45 С. Получают 73,5 г продукта (VI), т.пл. 45-49 С, йодное число 8.

739086 Акмозил МС (импортная смазка) Мелкие ячейки диаметром

1,5-2 мм

Мелкие ячейки диаметром

1,4-2,2 мм Свислочь-10 (окисленный полиэтиленовый воск ПВΠ— 30- 4% ) 100 80, 7

Мелкие ячейки диаметром 2, 12,5 мм

Смазка типа Свислочь-10 (приготовления с добавкой этерифицированного воска 4%) 100 117,2

Найдено,%! С 54,53 Н 6,64;

СЕ 30,83.

Пример б. Растворяют 25 г сырого торфяного воска в 100 мл четыреххлористого углерода, помещают в .колбу иэ кварцевого стекла и при 5

УФ-освещении (лампа ПРК-7) 2 ч пропускают со скоростью 35 л/ч хлор нри

5 С. Затем переливают раствор в кварцевый реактор с проточной водяной рубашкой и облучают в установке для УФ-освещения (3 лампы ПРК-7) 1 ч и температуре 10 С без подачи хлора.

Отгоняют под вакуумом растворитель в токе сухого азота при температуре бани не BbEIIe 40 С. Получают 33, 7 г продукта (VII), т.пл. 52-56 С, йодное число 1.

Найдено, %: С 57, 12; H 6, 67;

CE 26,31.

Пример 7.Растворяют 12 г сырого торфяного воска в 50 мл сухого хлороформа, помещают в колбу из кварцевого стекла и при УФ-освещении (лампа ПРК-7) 2,5 ч при 10 С пропускают хлор со скоростью 35 л/ч. Эа- 25 тем переливают раствор в кварцевый реактор с проточной водяной рубашкой и облучают в установке для УФ-освещения (3 лампы ПРК-7) 0,5 ч при

10 С беэ подачи хлора. Отгоняют под вакуумом растворитель в .токе сухого азота температуре бани не выше 30 С.

Получают 16, 1 r продукта (VIII). т,нл. 53-56ОC и йодное число 2.

Найдено,%: С 56,37; Н 6,75;

С8 29, 01. 35

Пример 8.Растворяют 12 г сырого торфяного воска в тетрахлорэтилене, помещают в колбу из кварцевого стекла и при УФ-освещении (лампа ПРК-7) 1 5 ч при 104 C пропускают 40 хлор со скоростью 40 л/ч. Затем переливают раствор в кварцевый реактор с проточной водяной рубашкой и облучают в установке для УФ-освещения (4 — лампы ПРК-7) 0,5 ч при 20 С беэ подачи хлора. Отгоняют под вакуумом в токе сухого азота растворитель при температуре бани не выше 40 С.

Получают 15,8 r продукта (ХХ), т.пл. 52-57аС, йодное число 1.

Найдено,%: С 55,95; Н 6,52;

СВ 29, 30 °

Разработанный способ получения хлорированного воска при УФ-освещении и без освещения позволяет сохранить основные физико-химические свойства торфяного воска, получить хлорированный воск с высоким выходом.

По своим антиадгезионным свойствам в антиадгезивах, где их берут до

4-4,5% взамен окисленного полиэтиленового воска, они показывают одинаковые результаты по измерению усилия отрыва и взаимодействию с компонент ами ППУ»

Антиадгезионный состав, в котором в качестве добавки используют хлорированный воск, и отдельные его части (смолистая и обессмоленная) в количестве 4% от всего состава, применяют для формования полужесткого пенополиуретана. Сравнительные испытания проводят следующим образом.

На аппликатор наносят слой смазки толщиной 100 мкм,затем заливают компоненты пенополиуретана. После выдерживания аппликатора в течение

20-30 мин, вынимают иэделие иэ формы.

В таблице представлены характеристики поверхностей формованных изделий, диаметры ячеек в месте контакта со смазкой и усилия отрыва.

739086

Продолжение таблицы

65, 4 Мелкие ячейки ди аметром

0,5-1,0 мм

100

Смазка типа Свислочь-10 (добавка хлорированного воска

ЕЕЕ вместо

ПВО-ЗΠ— 4% ) 100

6 7, 2 Мелкие ячейки диаметром

0 5-1,0 мм

Смазка типа Свислочь-10 (добавка хлорированного воска IV вместо

ПВО-30 — 4% ) 6 3, 5 Мелкие ячейки ди аметром

О, 5-1 мм

100

Смазка типа Свислочь-10 (добавка смолы хлорированного воска вместо .

ПВО-30 — 4%) Составитель В. Потоцкий

Техред H.Асталош Корректор М. Коста

Редактор М. Недолуженка

Тираж 470,Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3007/4

Фили ал ППП Патент, г .. Ужгород, ул. Проектная, 4

Из таблицы видно, что смазки с применением хлорированного воска, полученного при УФ-освещении и без освещения, обладают удовлетворительными антиадгезионными свойствами на уровне импортной смазки Лкмозил-МС, поверхность изделия из пены в месте контакта со смазкой удовлетворительная, ячейки мелкие, закрытые.

Таким Образом, введение в сос. тав антиадгезивов хлорированных восков позволяет устранить взаимодействие пенополиуретана с компонентами смазки в месте контакта ППУ со смак кой.

Формула изобретения

1. Способ получения модифицированного воска для антиадгезионных составов путем химической обработки торфяного воска, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенйя качества целе вого продукта и упрощения технологического процесса торфяной воск растворяют в углеводородном растворителе и раствор его подвергают прямому хлорированию при 10-45 С или с использованием

УФ-освещения при 0-10 С в течение

2-5 ч с последующей отгонкой растворителя.

2, Способ по п.l, о т л и ч а юшийся .тем, что воск хлорируют до содержания хлора не выше ЗОВ в конечном продукте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

40 М 251589, кл. 12ч, 1-04, 1969.

2. Авторское. свидетельство СССР

9 510503, кл. С ll е 3/02, 1973 (прототип) .