Способ получения порошкообразного полилауринолактама

 

О П И С А Н И Е, 957771

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К П АТЕНТУ (6() Дополнительный к патенту (22) Заявлено 180280 (2I ) 2882349/05 (23) Приоритет - (32) 21.02. 79 (3l) Р 2906647.5 (ЗЗ) ФРГ ф

{5l) М. Кл.

У 3/10

С 08 Й 77/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07. 09. 82, Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 07.09.82 (53) УДК678.675 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Клаус Рудольф Мейер, Карл Гейнц Хорну

Райнер Фельдманн и Ганс-Юрген Смигерс (ФРГ) г

Иностранная фирма

"Хемише Верке Хюльс АГ" (ФРГ) (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО

ПОЛИЛАУРИНОЛАКТАМА.

Изобретение относится к получению порошкообразных составов для покрытий на основе полимеризата, .в частности к способу получения порошкообразного состава для покрытий на основе полилауринолактама.

Известен способ получения порошкообразного полилауринолактама, используемого для покрытий, состоящий в том, что исходный полиамид с вязкостью, например, 1,4-1,8 (установленной в 0,5Ъ-ном растворе крезола при 25ОC) растворяют при 110-140 С в 2-7- кратном количестве этанола с последующим постепенным охлаждением раствора до комнатной температуры, полученный порошок сушат при 40100 С в сушильном шкафу, классифицируют $1) .

Недостатком этого способа является то, что полученный порошок обладает слишком широким гранулометрическим составом (c40- ) 350) .

Цель изобретения — получение порошка с узким гранулометрическим составом.

Поставленная цель достигается тем, что при получении порошкообраэ-, ного полилауринолактама путем растворения полимера с вязкостью 1,41,8 в 2-7-кратном количестве этанола при нагревании до 100-140 С с последующим постепенным снижением температуры раствора при перемешивании, сушки его и классификации, перемешивание проводят в атмосфере инертного газа в течение 2-12 ч при числе Рейнольдса 3000-20000

Изобретение позволяет получить полилауринолактам для покрытий с крупностью зерен 40-200 мкм (пригоден для получения покрытий методом вихревого напыления) или 40-100 мкм (пригоден для получения покрытий в электростатическом поле). для растворения исходного полиамида используют безводйый этанол или обыкновенный спирт, который может содержать до 4 вес.% денатурирующего средства, такого как метилэтилкетон, петролейный эфир и пиридин.

Вязкость полилауринолактама определена в 0,5%-ном растворен -креэола прй 25 С.

Способ осуществляют следующим образом.

957771

Смесь полиамида и этанола помещают н котел с мешалкой и обогреваю- щей рубашкой и нагревают до температуры растворения между 130 и 150 С, предпочтительно 140+2 C. Нагренание можно проводить теплоносителем в рубашке или при употреблении реактора большого объема, преимущественно паром низкого или высокого давления. Скорость размешивания но время растворения не влияет на грануломет- 10 рический состав. Затем раствор приводят до температуры осаждения, которая находится в интервале 100125 С предпочтительно между 120 и 110 С. Устанавливаемая температу- 15 ра для осаждения зависит от величины реактора, так как при увеличении реактора уменьшается поверхность теплообмена на единицу объема отводящейся теплоты осаждения. Процесс охлаждения до температуры осаждения может быть проведен путем отгонки этанола, причем холодный конденсат отводят наружу во избежание местных переохлаждений (в этом случае нужно учесть отгоняемое количество при расчете на количестненное соотношение полиамид этанол), или посредством обратного холодильника, причем рецир- кулируемый конденсат во избежание . местного переохлаждения раствора должен иметь температуру кипения, или же посредством Охлаждения через стенку, причем теплоноситель должен иметь температуру, которая в крайнем случае может быть немного ниже, чем желаемая температура осаждения, или посредством комбинирования обеих возможностей охлаждения. При применении больших реакторов предпочтительно охлаждение путем перегонки. Пере- 40 охлаждение содержимого рубащки по сравнению с содержимым реактора может быть настолько больше, насколько меньше среда годится для теплоотдачи.

При нагревании реактора паром после 45 полного растворения полиамида можно сбросить давление в рубашке и прекратить дальнейшую подачу пара,.в то время как при темперировании жидким теплоносителем даже незначительное переохлаждение приводит к образованию отложений на стенке и неблагоприятному нлиянию на гранулометричес ий состав. По достижении желаемой темгФературы осаждения прекращают пеЭЭ регонку. Дальнвйшее протекание осаждения является благоприятным, если внутренняя температура не регулируется, а осаждение проводят политропно, причем одна часть выделяющейся теплоты отводится через рубашку и крышку реактора, в то время как другая часть обуславливает временное повышение температуры в реакторе на 0,53 С. Этот рвжим достигают постояннОй температурой рубашки и постоянной потерей тепла через крышку реактора.

Предел потери тепла через крышку реактора имеет решающее значение для скорости осаждения. Продолжительность процесса осаждения 2-12 ч, предпочтительно 5-7 ч.

Во избежание кипения в реактор . вводят инертный газ, предпочтительно азот. Важным является то, что во время осаждения обраэуется с помощью мешалки течение. Для получения крупного порошка для нанесения вихреным напылением необходимо устанавливать течение на границе седиментации осаждаемого полиамидного порошка, что достигают низким числом оборотов мешалки. Для создания постоянного течения необходимо избегать мешающие вставные элементы. Для получения -бо-,. лее мелкого порошка для нанесения в электростатическом поле необходимо турбулентное течение, достигаемое соответственно повышенным числом обо|ротов мешалки. Для проведения процесса можно применять все известные конструкции мешалок, предпочтительно лопастные мешалки с переменным числом оборотов. Размеры мешалок находятся н соотношении диаметр реактора:

:диаметр мешалки 2:1.

По окончании осаждения полученную суспензию .охлаждают через стенку или перегонкой и после декантиронания или осаждения непосредственно суспензию переводят в сушилку. Во избежание образования крупнозернистого продукта при агломерации сушка должна быть проведена при начинающейся сыпучести продукта(влажность этанола 20%), при пониженном давлении и температуре стенки ниже 100 С, а также при осторожном механическом движении, например, в медленно работающих лопастных сушилках или сушилках для крошки полимера. По достижении сыпучести можно усилить механическое движение и понысить температуру в сушилке выше 100 и до 150 С.

Осаждение может быть проведено в присутствии таких пигментов, как двуокись титана, сажа, BaSOg ZnS красный кадмий, окись железа или стабилизаторов, таких как 4-гидрокси-3,5-ди-трет.-бутил-фенил пропионовой кислоты, гексаметилендиаминбисамин 4-гидрокси-3,5 — ди-трет.-бутил-фенил пропионовой кислоты, сложный эфир пропионовой кислоты с алифатическим спиртом с 1-18 атомами углерода, трес-алкил-фенил-, трис-алкил-, трис-арил- или смешанные сложные эфиры фосфористой кислоты, алкил-радикал которой содержит 1-16 атомов и является прямым или разветвленным..

957771

Пример 1. 400 кг в присутствии 0,5 вес,Ъ фосфорной кислоты гидролитически полимеризованного полилауринолактама с относительной вязкостью 1,62 совместно с 2200 л денатурированного метилэтилкетоном этанола (содержание воды 1 вес.Ъ) в снабженном лопастной мешалкой

3 м — реакторе (объем 3 м, диаметр

1600 мм) нагревают до 140 С. Затем путем отгонки приблизительно 200 л этанола, который подают. в отдельную емкость, раствор охлаждают до 117 С.

Одновременно в рубашке устанавливают паром низкого давления температуру

111,5 С, на раствор напрессовывают

О азот (2 бар) и число оборотов лопастной мешалки (диаметр 800 мм понижают до 20 об./мин., причем устанавливают число Рейнольдса на 3000. В течение 2 5 ч температура внутри ре актора падает до 116 С, затем в теО чение 3 ч опять повышается на 1 С и после 9 ч в целом, переходит на соответствующий температурный перепад — 0,5 С/ч.

О

Образовавшуюся суспензию охлаждают через рубашку до 45 С и сушат в лопастной сушилке (диаметр 1376 мм) при 2 об./мин, 200 торр и температуре в рубашке 90 С до остатка влажносФ ти 0,2Ъ °

Измеренный гранулометрический состав, вес.Ъ: с 40у 0,28

< 80 18 с 120(ц 79 с160 100

Пример 2. В противоположность примеру 1 при перегонном охлаждении прерывают подачу пара в рубашку реактора и понижают давление до атмосферного. Затем напрессовывают азот (2 бар) на раствор и понижают число оборотов мешалки до

20 об./мин, причем устанавливают число Рейнольдса на 3000. В течение

1,5 ч внутренняя температура падает до 115<С, потом опять в течение одного часа повышается на 0,5 С и переходит после 4,5 ч в целом на соответствующий температурный перепад—

1 С/ч. Образовавшуюся суспензию обрабатывают как в примере 1.

Измеренный гранулометрический состав, вес.Ъ:

<40у 0,3 с 80 ц 12,1 с.120 р 78

<160(u 97 с200Р 100

П р и и е р 3. 340 кг в присутствии 0,5 вес.Ъ фосфорной кислоты гидролитически полимеризованного полилауринолактама с относительноф вязкостью 1,58 совместно с 2100 л с 32р

+ 45(М с60р с100 р

18,2

92,8

99,7

100

Пример .5. 275 кг смеси из

45, части беэ фосфорной кислоты гидролиденатурированного метилэтилкетоном этанола (содержание воды 1,7 вес.%) нагревают в реакторе (объем 3 м о

1 диаметр 1600 мм) до 140 С. К образовавшемуся раствору добавляют

20,4 кг в 160 л этанола диспергированного ТО . Белопигментированный раствор полилауринолактама охлаждают отгонкой 200 л этанола до 117 С. Од" новременно посредством пара низкого

10 давления понижают температуру в рубашке до 111,5 С. Затем на содержиа мое реактора напрессовывают азот (2 бар) и понижают число оборотов лопастной мешалки (диаметр 800 мм)

15 до 20 об./мин, причем Устанавливают число Рейнольдса на 3000. В течение

4 ч температура в реакторе падает до 115,25 С, потом опять повышается в течение 2,5 ч на 0,5 С и по истечении в целом 9 ч переходит на соответствующий температурный перепад—

0,5 C/÷. Обработку образовавшейся суспензии проводят аналогично примеру 1. Получают следующий грануломет25 рический состав, вес.%: с 40ф 0,38 с 80 0 3,14

1гор 49,3 с160Pl 98,26

30 с 200 fU 100

Пример 4. 400 кг в отсутствии фосфорной кислоты гидролитически полимеризированного полилауринолактама с относительной вязкостью 1,46

З5 совместно е 2200 л денатурированного метилэтилкетоном этанола (содержание воды 1,1 вес.%) в снабженном лопастной мешалкой реакторе (объем

3 м, диаметр 1600 мм) нагревают до

40 1400С. Путем отгонки приблизительно

200 л этанола охлаждают раствор до ,117 С при одновременном понижении

О температуры в рубашке паром низкого давления до 106,5 С, напрессовывают

45 на раствор азот (2 бар) и понижают число оборотов лопастной мешалки (диаметр 800 мм)1до 50 об./мин, причем устанавливают число Рейнольдса на 7500. Внутренняя температура

50 падает в течение 2 ч до 115,25 С> затем в течение 2 ч опять повышается на 1,25 С и после 6 ч в целом перехо9 дит на соответствующий температурный перепад 1 С. Обработка образовавшейЬ

55 ся суспензии производится аналогично примеру 1. Посредством ситового анализа установили гранулометрический состав, вес ° %|

957771 (35(U с 45р с 60

100ð

55

100

Формула изобретения

Составитель Платонова

ТехредN.Гергель Корректор С.Шекмар

Редактор A.Ëåæíèíà

Эаказ 6636/51 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ РОсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тически полимериэованного лауринлактама и части сополиамида с относительной вязкостью 1,68 (80% лауринлактам-звеньев и 20% капролактамзвеньев) совместно с 2200 л денатурированного метилэтилкетоном этанола (содержание воды 1,5 вес.%) в снабженном лопастной мешалкой реакторе (объем 3 м диаметр 1600 мм) нагревают до 140 С. Раствор охлаждают отгонкой приблизительно 200 л этанола д> 117 С при одновременном понижении температуры в рубашке посредством пара низкого давления до

107 С, напрессовывают азот (1 бар) на раствор и число оборотов лопастной мешалки (диаметр 800 мм) уста- . навливают на 50 об./мин, причем число Рейнольдса устанавливают на

20000. Внутренняя температура падает в течение 2 ч до 115 С, остается постоянной в течение 1,5 ч и затем переходит на соответствующий температурный перепад 1,5 С в час.

Ф

Обработку полученной суспенэии проводят как в примере 1 при пониженной до 60 С температуре .рубашки сушилки.

Установленный гранулометрический состав, вес.Ъ:!

О

Способ получения порошкообраэного полилауринолактама путем растворения полимера с вязкостью 1,41,8 в 2-7-кратном количестве этанола при нагревании до 100-140 С с последующим постепенным снижением температуры раствора при перемешивании, сушки его и классификации, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью получения порошка с узким гранулометрическим составом, перемешивание проводят в атмосфере инертного газа в течение 2-12 ч при числе Рейнольдса 3000-20000.

Источники информации, 25 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 2545267, кл. С 08 С 77/02, опублик. 1977.