Способ получения стабилизатора для поливинилхлорида на основе комплексных смесей солей свинца
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 777023
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.04.78 (21) 2605234/23-04 с присоединением заявки № (51) M. K..
С 07С 63/20
С 07С 51/41
Государственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (53) УДК 547.295,9 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (72) Авторы изобретения Б. И, Штейсельбейн, М. О. Лозинский, В. Н. Завацкий, В. В. Маловик, И. А. Горшков, Л. Н. Малышев, В. И. Манушин, Л. Б. Жихаревич, Л. Г. Баранова, Н. В. Роговенко, В. В. Гузеев, М. Н. Рафиков, В. И. Котенков, Е. И. Первых и Ю. Н. Куликов (71) Заявители Владимирский химический завод, Институт органической химии
АН Украинской ССР и Научно-исследовательский институт химии и технологии полимеров им. акад. В. А. Каргина (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕ
ДЛЯ ПОЛИВИНИХЛОРИДА
СМЕСЕЙ СОЛ
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения стабилизатора для полнвинилхлорида на основе сложных смесей солей свинца фталевой и жирных кислот в пластификаторе, который находит широкое применение.
Известен способ получениях сухих свинцовых солей фталевой или жирных кислот различного состава путем взаимодействия их с окисью свинца при 80 — 90 С в водной среде, последующей фильтрации, промывки и сушки целевого продукта (1). При этом в процессе сушки фталата свинца ухудшается дисперсность целевого продукта, в связи с чем увеличивается расход стабилизатора при переработке поливинилхлорида, образуются взрывоопасная и токсичная пыль и токсичные сточные воды, содержащие соли свинца, фталевую кистлоту и другие вредные примеси.
В промышленных условиях во время приготовления поливинилхлоридных (ПВХ) композиций для равномерного распределения стабилизатора в них и снижения запыленности помещения сухие свинцовые стабилизаторы приготавливают в виде дисперсий в соответствующих пластификаторах
НИЯ СТАБИЛИЗАТОРА
НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСН 1Х
ЕЙ СВИНЦА 11 Б-, 1
2 к (2). Диспергирование стабилизаторов в пластификаторе связано с увеличением количества стадий технологического процесса и повышением кислотности по сравнению с
5 сухими стабилизаторами приблизительно в 5 раз.
По технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу наиболее близок способ получения ком10 плексной смеси металлических солей фталевой и жирной одноосновной и двухосновной кислот (насыщенных или ненасыщенных), взятых в различных соотношениях, путем взаимодействия последних с окисью
15 свинца с добавлением воды и пластификатора. Целевые продукты представляют собой 30 — 60 /о-ные пасты солей в пластифнкаторе, в связи с чем ликвидируется технологическая стадия затирания сухих стаби2у лизаторов в пластификаторе .(3).
Согласно этому способу фталевый ангидрид смешивают с водой в соответствующем молярном соотношении и кипятят до получения суспензии фталевой кислоты. Затем
25 добавляют жирную кислоту, первую порцию окиси свинца и уксусную кислоту.
Температуру смеси повышают до 110—
777023
Со
3
115 С и добавляют вторую порцию окиси свинца и воду. Смесь при этой температуре перемешивают до образования пасты белого цвета. После этого отгоняют воду в присутствии пластификатора, который добавляют порциями по мере отгонки воды.
После отгонки воды в реакционную массу вводят пластификатор до содержания его в смеси 40 — 70 /о и перемешивают до получения однородной белой пасты.
Однако получаемая по известному способу смесь свинцовых солей характеризуется повышенным содержанием свободных кислот. Повышенная кислотность обусловлена омылением пластификатора основными солями и окисью свинца в процессе отгонки воды из реакционной массы, что происходит уже при 110 — 115 С. Повышенное содержание кислот снижает качественные показатели ПВХ композиций, что особенно важно при получении кабельных пластикатов.
Целью изобретения является повышение качества целевого продукта за счет ингибирования процесса омыления пластификатора окисью или гидроокисью свинца, обладающей меньшей кислотностью.
Поставленная цель достигается тем, что в способе согласно изобретению в качестве синтетической жирной кислоты используют смесь кислот фракции Ci> — С о, отгонку воды ведут при 121 †1 С, в реакционную массу дополнительно вводят дифенилолпропан и процесс ведут при молярном соотношении фталевой кислоты, синтетической жирной кислоты, окиси свинца, воды, уксусной кислоты, пластификатора и дифенилолппопана, равном 1:0,34 — 0,48:3,5—
3,7;36,3 — 36,7:0,14 — 0,15:2 — 3:0,3 — 0,4.
Как правило, в качестве пластификатора используют диоктилфталат или диоктилсебацинат, или 2-этилгексилдифенилфосфат.
Присутствие дифенилолпропана (ДФП) в реакционной среде ингибирует процесс омыления пластификаторов основными солями свинца или окисью свинза за счет образования межмолекулярных водородных связей между ними и ДФП, имеющим кислый характер.
Эти связи оказывают синергическое воздействие на снижение кислотности получаемой смеси. Наличие межмолекулярных водородных связей в получаемой смеси установлено данными ИК-спектроскопии.
Пример 1. В смеситель загружают
50 кг воды — конденсата при 80 С и прн перемешивании добавляют 11,2 кг фталевого ангидрида. Подавая в рубашку смесителя пар, температуру реакционной массы повышают до 95 С и выдерживают ее при этой температуре 45 мин; После получения суспензии фталевой кислоты в смеситель загружают 7,8 кг СУКК фракции Сд — C o и приливают 0,7 кг уксусной кислоты в качестве катализатора. При этой же температу5
Зо
Зэ
4 ре порциями по (4 — 5 кг) загружают
59,89 кг окиси свинца. Во время загрузки последней реакционная масса окрашивается сначала в светло-желтый цвет, затем в белый и далее происходят саморазогревание ее до 100 С, а также вспенивание и загустевание.
Для окончания процессов солеобразования температуру смеси постепенно повышают до 105 С, отгоняя воду и одновременно добавляя порциями ддоктилфталат (по 5—
10 кг) и ДФП (по 0,7 — 0,8 кг) . По мере отгонки воды температуру массы повышают до 121 С. Всего в процессе отгонки воды добавляют 35 — 40 кг диоктилфталата и
6,25 кг ДФП. По окончании отгонки определяют содержание влаги в реакционной массе (не более 2О/о) и кислотное число (не более 3 /о). При удовлетворительном анализе к реакционной массе прибавляют 25 кг диоктилфталата и перемешивают массу до однородного состояния 15 мин.
Готовый продукт пропускают через фильтр, в котором задерживаются механические примеси и не вступившее в реакцию сырье — окись свинца, фталевый ангидрид.
Выход готовой смеси 140 кг. Общее время процесса 7 ч, Пример 2. Синтез смеси солей свинца проводят, как в примере 1, но добавляют
5 кг ДФП и воду отгоняют при 130 С. Выход готовой смеси 145 кг. Общее время процесса 6 ч.
Пример 3. Синтез смеси солей свинца проводят, как в примере 1, но ДФП добавляют в количестве 8,4 кг и воду отгоняют при 135 С.
Выход готовой смеси 148 кг. Общее время процесса 6 ч.
Пример 4. Синтез смеси солей свинца проводят, как в примере 1, но добавляют
60 кг диоктилсебацината и 6 кг ДФП, воду отгоняют при 135 С.
Выход готового продукта 146 кг. Дли.тельность процесса 5,5 ч. Кислотность полученного продукта 2,24 мг КОН/r.
Пример 5. Синтез смеси солей свинца проводят, как в примере 1, но добавляют
65 кг диизодидодецилфталата и 7,5 кг
ДФП, воду отгоняют при 135 С.
Выход готового продукта 150 кг, общее ,время процесса 5 ч, Кислотность продукта
2,27 мг КОН/г.
П р и мер 6. Синтез смеси солей свинца проводят, как в примере 1, но добавляют
50,5 кг воды и 0,75 кг уксусной кислоты.
Воду отгоняют при 135 С.
Выход готового продукта 147 кг, Длительность процесса 6,5 ч. Кислотность продукта 2,31 мг КОН/г.
Пример 7. Синтез смеси солей свинца проводят, как в примере 1, но добавляют
51 кг воды и 96 кг диоктилфталата. Отгонку воды ведут при 135 С, 777023 5
4(» Ф
СО
4 O
СО (O с о
СО
Выход готового продукта 176 кг. Время процесса 6,5 ч. Кислотность продукта
2,51 мг КОН/r.
Молярное соотношение загружаемых компонентов приведено в таблице.
Результаты химического анализа целевого продукта на кислотность: кислотное число продукта, получаемого по примерам 1—
10, составляет 2,17; 2,3; 1,8; 2,24; 2,27; 2,31;
2,51; 3,57; 5,1; 5,34 мг КОН/r соответственно.
Таким образом, образцы готовой смеси, получаемые по предлагаемому способу, содержат свободных кислот в 2 — 2,5 раза меньше, чем образцы смеси, полученные по известным способам.
Предлагаемый способ прост и не требует дополнительных капитальных затрат.
Стабилизирующие смеси, получаемые по такому способу, могут использоваться в качестве стабилизаторов для ПВХ вместо применяемых трех компонентов: металлического стабилизатора, смазки и антиокислителя. (- о
CD
СО СО
»
СЬ С 4
С 4 с4
С»
4О
СО С С »
О О
С 4 (D
СО о
С
СЧ (О с4
СО о (о
CD
4(» (О
СО
LQ (о ((»
- о
CD (О СЧ (D
СО о
СЧ
СО (О ((»
СО O
CD I». СО 1
СО (»» - О О
СЧ О С 4 СО
10 (О
°, 1
СО о
СО
С » ((» LQ
СО
»4 (о (О
СО О (»
» 4
C)
С
СО
С4
СЧ
С 4
С 4
СО (О СО
С» (»> - »С»
СЧ О СЧ
LQ
»:4
СО (>
С
С» (О (D
СО 4 (-.
Щ/
CD (» О СО
CD (O о
СО о
С » с4»
Ю
СЧ
СО о
С »
LQ CD СО
СО о
СО О СЧ а> а
СС
44 о х (»
С4 х х о х и а х
Ж (О
СО о
LQ
СЧ о
СЧ (D! ! !—
Формула изобретения! ! !
CО
К
»4 д а
К Ъ а х о о х
Р х о
Зо
СО
- о
CD
С » СЧ
СЧ CD
О О
СЧ СО ( »4»
ОО4 О
LQ
С
С»» о
СО
С»
CD
СЧ
СО о
СО
CO CD 4
CD
СО о
СО (» (» о сч (О
Я (О О(О
44» О» О
СО о»
С » о о cI
40 о
СО
CD
СЧ
CD CD
- c со
СО СЧ о
СО
С »
LQ
О СЧ С »
LQ 4 (О (О
СО
СО О ((» (О CD
- о
СО СО
45 1» СЧ 4 L(»
СО
С»
L О
С»» (О CD
- (D
С»» СО
СО
- о (D (О СЧ о
CD СЧ 4
1(»
О СЧ СО
LQ
С»» о
С 4
СО
50 х о х (44 х о х и о х х х х х
F
Ю (»
v (х о х (С о. х (» о
К ъ
IXI
c(I
5 х х
С4 (4 (6
I» в ох о х
СС о х о о
К
I(4
И в. с.( х
c(l х о а х о х
С4
Я ( (:( о
С:( =( о х х и с-! а О (=(z х х х
Рх ха а ,(4 V х
v с М х
eоо зх
Я .х
Х»4 о о а
I о х ао (: М
4k k
I»
c(I х х х
c(I
LD
cLL о
1 х ( х о о х
Ю (»» х о х х
v о х о х =1
С4 х х
2 о х
Й х
1, Способ получения стабилизатора для поливинилхлорида на основе комплексных смесей солей свинца путем взаимодействия фталевой и синтетической жирной кислот с окисью свинца в присутствии уксусной кислоты и воды при нагревании с последующей отгонкой воды при одновременном добавлении пластификатора, о т л и ч а ю,шийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, в качестве синтетической жирной кислоты используют смесь кислот фракции Сд — Czo, отгонку воды ведут при 121 †1 С, в реакционную массу дополнительно вводят дифенилпропан и процесс ведут при молярном соотношении фталевой кислоты, синтетической жирной кислоты, окиси свинца, воды, уксусной кислоты, пластификатора и дифенилолпропана, равном 1:0,34 — 0,48:3,5—
3,7:36,3 — 36,7:0,14 — 0,15:2 — 3:0,3 — 0,4.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пластификатора используют диоктилфталат, диоктилсебацинат ,или 2-этилгексилдифенилфосфат.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США № 2412784, кл. 260 †4,,опублик. 1947.
2. Минскер К. С., Федосеева Г. Т. Деструкция и стабилизация поливинилхлорида.
М., 1972, с. 181.
3. Авторское свидетельство СССР № 491611, кл. С 07С 63/20, 1973.
