Способ получения модифицированного воска

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 857252 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 020279 (21) 2721030/23-04 с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетОпубликовано 230881. Бюллетень N9 31

Дата опубликования описания 230881 (5!)М. Кл.з

С 11 В 11/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 547 ° 918. .07(088.8) (72) Авторы изобретения

С.Ф. Аксиновнч, П.И. Белькевнч, Т.Т. Зуев, и Е.A. Юркевнч ов

I т

* *! б

Júf $ f. Хо я х

Институт торфа AH Белорусской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО

ВОСКА

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения модифицированного воска из сырых восков тоРфа и бурого Угля, предназначенного для использования в качестве защитных пленкообразователей, компонентов антиадгезионных составов н для получения клен.

Известны торфяные н буроугольные воска, которые являются одним нз основных компонентов, вводимых в антиадгезионные составы для формования изделий из эластичного пенополиуретана горячим способом и из полужесткого пенополиуретана (1) и (2).

Известен способ получения рафинированного воска путем окисления ,предварительно обессмоленного воска. бихроматом калия в сернокислой среде при температуре 75-110 С и интенсивном перемешивании в течение 6-10 ч до исчезновения в растворе шестивалентного хрома с последующей промывкой серной кислотой (3).

Недостатком способа является необходимость проведения обессмоливання воска, потребность в антикоррозионной аппаратуре и недостаточная чистота конечного продукта.

Известен также способ получения хлорированного воска путем хлорирования битумов в растворе при температуре 10-45 С без освещения и при ультрафиолетовом освещении 14).

Однако данные воска обладают низкой температурой каплепадения.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения этерифицнрованных восков путем обессмоливания сырого воска, его окисления и последующей этерификации гликолями, в котором процесс ведут при

120-140 С в присутствии минеральной кислоты, например, серной кислоты (5).

Выход этерифицированного воска на исходный сырой воск по известному способу не превышает 50%, так как существует промежуточная стадия получения рафинированного воска иэ сырого обессмоленного воска. Этерифицированный воск является дорогостояыиме

Цель изобретения - повьваение качества модифицированных восков за счет придания им способности быть устойчивыми к действию нзоцианатов, обладать хорошей адгезией к металлам и эпоксидным покрытиям, вследствие мего они могут быть использованы

857252 в антиадгезионных смазках взамен этерифицированных Восков °

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения модифицированного воска с использованием химической отработки сЫрого торфяного или буроугольного воска при повышенной температуре, сырой торфяной или буроугольный воск растворяют в органическом растворителе и обрабатывают изоцианатом в течение 70)120 мин при 50-150 С.

При этом расход изоцианата обычно составляет 0,1-0,2 г-моля на 100 г воска. При этом спирты и эфиры воска вступают в реакцию с изоцианатом, образуя уретанпроизводные продукты.

Получают модифицированный воск с выходом до 98% на взятое количество воска и изоцианата. Увеличение продолжительности не влияет на выход продукта. Выбор температуры процесса зависит от температуры кипения растворителей.

Пример .1. К 12 r торфяного воска в 180 мл сухого толуола при температуре 50 С постепенно добавляют раствор 1,65 r толуилендиизоцианата в 17 мл толуола. Нагревают реакционную смесь в течение 60 мин при 110 С и охлаждают до 20 С. Получают после отгонки растворителя под вакуумом 13,41 г (98,3 Ъ) модифицированного воска. Температура каплепадения 68ОС, к.ч. — 27, ч.о.

154, и.ч. — 26. Найдено, %| С 78,2р

Н 11,1; N 0,7; 0 (no рази.) 10,0.

В опытах 3,7 и 8 в качестве изоцианата использован Десмодур

NT-10, представляющий собой 27-30% раствор уретанового компонента в толуилендиизоцианате, содержащий до 7Ъ дифенилметандиизоцианата. Уретановый компонент ™Десмодура МТ-1Q является продуктом реакции толуилендиизоцианата с триэтиленгликолем сн, О 0 ГН

ll II

)4 С-Π— (С,Н,О) -e-4 — Q

ОСИ 480

В табл. 1 приведены условия проведения опытов при измененных параметрах; в табл. 2 — характеристика модифицированных восков.

ИК-спектроскопическое исследование модифицированных восков, полученных по этому способу, указывает на существенное отличие от сырых восков. В ИК-спектрах сырых торфяных и буроугольных восков наблюдаются полосы поглощения с максимумами при

< М см-": 3450 — 3350 сл., 2960 ср., 2920 с.с., 2855 с.с °, 1740 с., 1715 с °, 1640 сл., 1520 сл.,1470 с.

1420 сл., 1383 cp., 1300 сл., 12701240 cp., 1175 ср., 730-720 ср. (дуб лет). Полосы ИК-спектров свидетельствуют о наличии в составе восков спиртов, кислот, сложных эфиров и углеводоропоя

В ИК-спектрах модифицированных восков наблюдается следующее распределение интенсивности, У см : 33303300 cp., 2960-2910 о.с., 2855 о.с., 2273 сл., 1740-1725 с.с., с выступами при 1720, 1710 и 1700, 1600 cp., 1550-1540 с выступами при 1520 и

1500 см-", 1470. с., 1420 ср., 1383 ср.

1300 ср., 1230 с., с выступом при

1270 и 1190, 1125 сл., 1068 cp., 820 ср., 770 ср., 720 ср.

В ИК-спектре раствора в ССВ4 (концентрация 3 г/л, толщине слоя 10 мм) наблюдаются узкие полосы 3530,3440 см4 и широкая полоса 3300 см ".

Полоса свободных гидроксильных групп при 3615 см-", характерная для спектров исходных восков, не иденЩ тифицируется. Анализ .спектров позволяет идентифицировать амидные группировки (3440 и 3300 см ") свободные и связанные, которые входят в уре.тановые структуры (R -NH-СО-О-R );

I tI см : 1720,1540-1520, 1230.уг е- водородные радикалы представлены как алифатическими длинными цепями (2960-2910, 2855, 1467, 730-720 см-1), так и ароматическими (1600, 1510, 1070, 820 и 770 см ).

Следовательно, спиртовая часть восков вступает первоначально в реакцию с образованием фкнилуретанов.

Свободные;кислоты: исходных восков остаются неизменными. Это согласуется с кислотным числом исходного воска и уретанового продукта.

Пример 10. К 14 г торфяного воска в 190 мл хлорбензола при температуре 50 С при перемешивании

4О постепенно добавляют раствор 1,12 г гексаметилендииэоцианата в 10 мл хлорбензола. Нагревают реакционную смесь в течение 100 мин при 120 С, после отгонки растворителя получают

14,86 г (98,33) .модифицированного воска. Температура каплепадения 68 С.

Элементный состав продукта, В:

С 77,2; Н 13, 1> N 1, 4ф 0 (по рази.)

8,3.

О Пример 15. К 17 г буроугольного воска в 220 мл четыреххлористого углерода при температуре 5Î С постепенно добавляют раствор 6,78 г, метилизоцианата в 30 мл четыреххлористого углерода. Реакционную смесь нагревают в течение 100 мин при

78 С, после отгонки растворителя получают 22,52 г (94,7Ъ) модифицированного воска.

Температура каплепаденияф 83 С. д) Элементный состав,Ъ: С 79,8;

Н 13,0; N 0,4; 0 (по рази.) 6,8.

В табл. 3 приведены условия проведения примеров при неизменных параметрах; в табл. 4 — характерис45 тика модифицированных образцов.

857252

Анализ спектров модифицированных восков, полученных в результате реакций торфяного и буроугольного восков с моноизоцианатами и алкилдиизоцианатами, показал появление в модифицированн " восках алкилуретановых 5 структур (3460, 3340, 3270, 1695, 1525, 1250 и 780 см ). Полос погло щения компонентов восков - спиртов и оксисоединений в ИК-спектрах модифицированных восков не наблюдается.

Растворитель не оказывает существенного влияния на свойства восков, исходя иэ вида ИК-спектра модифицированного воска. Принятая методика ицентификации структуры модифицированных восков по их HK-спектрам 1 позволяет считать возможным частичное участие. кислот в реакциях с алкилдиизоцианатами. В спектрах разбавленных растворов буроугольных восков, модифицированных гексаметилен- я диизоцианатом, полоса поглощения гидрокснльных групп мономеров кислот при 3535 см-"не наблюдается, а в спектре. твердой восковой пленки появляются полосы ангидридов кислот, что указывает на возможное участие алифатических восковых кислот в реакции с изоцианатами.

Модифицированный воск, полученный по предлагаемому способу, обладает хорошей пленкообразующей способностью, совместимой с другимн носками и полимерами, инертен к воздействию изоцианатов. Кроме того, эти воска могут найти широкое применение в различных областях народного хозяйства, в частности, для применения в антиадгезионных составах, используемых при формировании изделий иэ ППУ, для антикоррозиониых покрытий, в бытовой химии и другим областях.

857252

3 I 1 н i. (М 4 I »1 ж ° 1

Ц 1 1 о I

D»-- —

Ю

CO с

СО

01 о о о ю л л с с с с

С»\ СЧ 00

01 Ul сС СС\

Ю

»О О

Ю Ю

Г 10 с °, 40 Ю

01 О1

Ю

»О с

»О

Ю

»О с

"»

Сц 0

1Ю х сО аф оц

m o

"»С

v ц хо

0 н х а ф оа

AO сч н о ц ч ео ан ф

Ж Ш

Сс» Л» Ю

60 СО Ф щ с с с с

СЛ СС и ц

»» »t

С»Ъ

»-» с

Е х а3

l »О

Ю

С»Ъ о о о о

»О С»1 (3 Ul

»»»-»

»С! ф а

Е.4 а

Ю л о

»» 3»С л с

»О

Ц а од Е ф

О,0 ф»о

О О

I о ! о х а »»

Фа

I о

0) х ф

»0 Ю ао оЕ а о е оо

1t» LA о.

Ц о

0,Ю

ЦЮ

О СЧ (-» с

Ц

Оо

Р СО о

Я»!

Х 00

ИЮ о

С0 Ю х х

Ц и

Х О ф с! х сч

»» оИ Ю

Х с"

m o о о с

0 ) СО

C) с с

»d

Х о

os

Р I

»»

Сс» л

1 х н ц о офо

Х Ь» 10

C) с

С 4

»-»

1 о

Ж М оцх

И 1

t o I! о 1

СС! 1

1. »

»х х ое ф х Ф хо ооо х ви

I

1 ф

Id о

Е» 1

СМ С»1

° °

Сс СО 01

И 1

1 ф 1

2 х !

Ц 1 о !

Х I

V I !» х 1

»0 I

Х1

Ц I о ! !

Ф 1

I ! о

1 И ъ х

I Х !»

Ц

t Ю о!o д

I Н ! оф»с!

I фН4

t 0ЮО

1ЦххЕ

1- о х

1ХИI

l

l

I

I е 1

l », ф

Х t о о

С0 I! с х см

»

omo ж 4

Ц»О х tA

$ СЧ » н

Ц fd ох

»d

Ю

»

I (ч

К а ul

0»»-»

Ц с

Р ф сп !

Ц»О

° с

»С»

I х ф с н .

5 хо н ц

NI н х.

Д Ц(.3 ° о х !

;,Оф v

p%

И -. 1 с с с с о о фг) л о - s ь во

Е» Сб » л о л

1 н

1 х

В о ! о ! ю I

I»I л

П!

» ф I нфо t

4(1

Йхл!

t ! о с

М1

1

8572.52

Ц о

«О ббб оФ

ОЪ б

Ф N.5

fj ьkа

Ф л б

g л Ф о бб аО

xOб3

CC3 f AI

1 1

I I

Ф

33 1 I

\ в в в

& а о о

ОО

<Ч

ОО

tA л о

° ч

4А

,Ch

3»ьь

О CO о а с « о ч м

CO (Ч

« в ь ь 4

«

Ю ь ь о

< Ъ ьь

ОЪ! ь, о ьь г 6 о ф» л о о бэ

ОО с л

ГьЪ О (Ч

ОЪ

« о м

ОО с о о

CO

ОЪ

О

СьЪ

° ь

Ю

° ь

О бЧ

lO Ch л о о н н

Ю

CO

« ьь

Р ь л ь

° ь л ь"4

„3-ь о

cl ь

3 б о (ч

3А с с

I»

3 3

tA ьбь

° ь о

ОО

Ю (Ч л

CO

3»

Щ бь« о о

lA IA л

CD ббЪ ч л бьЪ

Ю о

lA м л ф

1 1«

1 ьО I

1 Ф 1 (а I

3 О

1 Об I

I Ь 1

1 O

I Ф 1

IO 1 Оь 1

Dl I 1 (ч I о

Ф 1 I

Оь

Ф 1

И I

1

1 Ф

I бО

1 В:3

1

1

I О °

1 ЗОЕЙ дР 1» Я

1 Ф

«3оа п ь- — - — 3

1!в

I 1 I

I Ì I æ

I I

1 1 б бь 1

1 и Г 3

I IIV

3 CD 1

1 Ц

I ОЪ

1 ь — — ь о

Фо I оI I gN t

1 13 ого

I I Х

I t

3 1 1 Ж

I ÎI Å Об

1 Ц I «g

3,O3 lC .3 М l В3ь бь 1 жЕ

1 бь

I 1 1

l 1 Н Ж

3О Об

I 3 3 Х I

3 ОФ

3 МО3

3 34 Х Е 1

1 л

I К 1

3 ЗОЕЙ

3 ФФЖ

1 ахФ

3 ЗР3:33 м Яи

I &&К I

I I

C ое х

Ф Ф М и ь

О 1 а

Ф Ф 1

33 ° в о а яч о

Ю O I» lA

СЧ ббЪ ьОь гЧ бЧ

CO 3» Ю ч н ч блб бьЪ с3ь lA

lA ббЪ

CO ббЪ

° ь ь

I

3

1

3

3 t I в в в

3 1 иЪ ьб 3

4Ч бЧ 3 ьь ч е н 3

4Ч I л л н бЧ бь 1

О\ ОЪ I ьь t

01 Оъ 1!

3 еЪ ОО 3

1О IA I

° л EO 10 3

tt

° э f9 I

Сьб бЧ !

ЪО МЪ бьЪ н -б3

1 ь-б е ьб (Ч I

1

I о о 3 в в

Л 3!

CO Ch I

I

857252

Таблицa 3

Растворнтель, объем, мл

Температура;

Опыт, Р

Воск

Хлорбенэол, 200 20

10 Сырой торфяной воск 14,0

100 98,3

Диоксан, 150 95

10,0

11 То же

120 97,9

Толуол, 225 100

14,29

110 96,2

Хлорбензол, 180

13 Сырой буроугольный воск 11,98

60 97,3

11,23

Толуол, 200 110

14 То же

120 96,7

17,0 Метилизоцианат, 6,78 (0,7) 100 94,7

Четыреххлористый углерод, 180

10,0 Метилизоцианат, 7,65 (1,34) 16 То же

75 120 68,6

9,75

90 80

Таблица 4

Температура кап лепадения, С

Элементный анализ,%

Число

Омыления, мг КОН/

С Н

Кислотное, мг КОН/г

Caapo@ тарФяНОЙ воск 72

78,9 11,8 - 9 3 41

110

77,2 13,1 1,4 8,3 36

76,5 12 9 2,4 8,2 32

115

80

° I »

122

126

75,3 12,0 3,8 8,9 27

)90

15 Сырой буроугольный воск

17 Сырой торфяной воск

Количество воска, r

Количество изоцианата, r (г-моль/100 г воска) Гексаметилендиизоцианат, 1, 12 (0,05) Гексаметилендиизоци анат, 1,71 (0,102) Гексаметилендииэоцианат,2,57 (0,11) Гексаметилендиизоцианат,3,02 (0,15) Гексаметилендиизоцианат,3,77 (0,2) Метилизоцианат, 5,56 (1,0) Четыреххлористый углерод, 250 78

Четыреххлористый углерод, 150 75

Выход на исходные продукты,Ъ

Растворимость

Иодное

rJ /100

Бензин, бензол, толуол, хлорированные углеводороды

То же

Частично в бензоле толуоле, хлорированных углеводородах

857252

Продолжение табл. 4

Число

Элементный анализ,Ъ

С Н N 0

Растворимость

Температура кап лепадения, С

Опыт,в

Омыле- Иодное ния, г Э /100

Mr КОН/, Кислотное, мг КОН/г

75

76,2 12,7 1,9 9,2 30 120

Сырой буро угольный воск

80,5 }1)6 — 7,9 20

77,5 13,7 2,1 6,7 8,5

92

То же

13

) 90

75,7 11,4 3,4 9,5 6 5

79,8 13,0 0,4 6,8 7,8

76,8 12,3 1,4 9 5 8,0

83

23

98

25

Источники инфбрмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 481453s кл, В 29 С 1/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 525550, кл» В 29 С 1/04 1975 °

3. Авторское свидетельство СССР

9 251589, кл. С 10 F 9/00, 1967.

4. Авторское свидетельство СССР

В 739086 кл., С 11 В 11/00, 1977.

5. Авторское свидетельство СССР

9 510503, кл. С 11 С 3/02, 1973 (прототип) Формула изобретенйя

Составитель В. Жестков редактор В. Лазаренко Техред,М. Рейвес Корректор M. Демчик

Тираж 450 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7148/43

Филиал ППП Патент™, г. Ужгород, Ул.:Проектная, 4

Способ получения модифицированного воска с использованием химической обработки сырого торфяного .или буроугольного воска при повышенной температуре, о т л и ч а ю ц и 6«46 с я тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, сирой торфяной и буроугольный воск растворяют в органическом растворителе и падвергают обработке изоцианатом в течение 70»120 мин при 50-150 С.

Бензин, бензол, толуол, хлорированные углеводороды

Бензин, бензол,. толуол, хлорированные углеводороды

То же