Способ получения метаборатов и ортоборатов металлов 1-1v групп периодической системы,используемых в качестве антипиренов
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
< 1960120
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.09.80 (21) 3004468/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.з
С 01 В 35/12
СССРОпубликовано 23.09.82. Бюллетень №35
Дата опубликования описания 28.09.82 (53) УДК 546.27. .273 (088.8) llo делам кзебретенкй и еткрмтий
М. О.,Лозинский,,Л. H. Марковский, Б. И. Штейсельбейн, М. Г. Зубик, В. В. Маловик, В. Н. Зава кий
А. В. Буланович Г. И. Болдов и Б. Г. Ф"едотов (72) Авторы изобретения
a cy . . 11 ь:: f Д .с Институт органической химии АН Украинск и ССР" 1», ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАБОРАТОВ И ОРТОБОРАТОВ МЕТАЛ,ЛОВ 1 — IY ГРУПП ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ АНТИПИРЕНОВ.Гасударственные кемитет (23) Приоритет— Изобретение относится к технологии получения антипиренов — продуктов, используемых в качестве добавок к полимерным материалам, с целью понижения их горючести. Известен способ получения, используемого в качестве антипирена, метабората магния, включающий обработку оксида магния безводной борной кислотой при давлении 50 †.80 кбар и температуре 800 †16 С (1). Недостаток известного способа заключается в низкой дисперсности продукта и в сложности процесса его получения. Наиболее близким техническим решением является способ получения метабората бария, используемого в качестве антипирена, включающий обработку при нагревании гид роксида или хлорида бария борной кислоты, отделение, промывку, сушку и классификацию продукта (2). . К недостаткам указанного способа следует отнести высокое содержание в целевом продукте кристаллизационной воды, многостадийность процесса, включающего наряду со стадией солеобразования, стадии кристаллизации, фильтрации, промывки, сушки и классификации, неоднородность дисперсного состава целевого продукта за счет образования кристаллов различных размеров йа стадии кристаллизации и образования кристаллических агрегатов в процессе сушки, невысокую дисперсность порошков целевого продукта порядка 50 мкм. Целью изобретения является повышение качества продуктов и упрощение процесса их получения. Поставленная цель достигается тем, что обрабатывают при нагревании гидроксидов или соли металлов 1 — IV групп периодической системы борными кислотами в среде эфиров,органических антипиренов или полиоксипропилена. При этом, в качестве сложных эфиров 15 используют дибутилфталат, диоктилфталат, диоктилсебацинат или диоктиладипинат. В качестве органических антипиренов используют хлорпарафин или 2-этилгексилфосфат. Использование эфиров и антипиренов позволяет проводить процесс в неводной среде, делает его одностадийным и исключает токсичность процесса. Пример 1. В лабораторный смеситель волчкового типа емкостью 3 л, снабженный 960120 55 мешалкой, нисходящим холодильником и масляной баней, загружают 600 г диоктилсебацината, включают мешалку и обогрев и при 100 - 6 С, загружают 618,34 г борной кислоты, перемешивают до образования однородной суспензии и порциями загружают 1111,2 г гидроксида кальция, затем водоструйным насосом отгоняют воду до достижения содержания КОН 2,2 мг/г реакционной массы и содержания влаги 0,9 мас. /p. Получают 1940 †19 г однородной пасты бората кальция белого цвета, содержащей, мас. /о Саа 30,7; кристаллизационной воды 9,6; пластификатора 30. Дисперсность полученного продукта фракции 1,5 — 2 мкм 90 мас. /О, а фракции 2 — 5 мкм — остальное до 100. Пример 2. В лабораторный смеситель волчкового типа емкостью 3 л, снабженный мешалкой, нисходящим холодильником и масляной баней, загружают 880 r дибутилфталата, включают перемешивание, обогрев, при 120 С загружают 1236,2г борной кисло ты и выдерживают реакционную массу при указанной температуре в течение 1,0 — 1,5 ч для превращения борной кислоты в метаборную. Затем, не прекращая перемешивания, загружают в смеситель порциями 1059,5 r карбоната натрия и отгоняют реакционную воду до достижения содержания КОН 1,3 мг/г реакционной массы и содержания влаги 1,5 мас. /о. Получают 2230 г пасты белого цвета, содержащей мас. /о. Na 10,15; кристаллизационной воды 4; дибутилфталата 38. Дисперсность полученного продукта фракции 2 — 3 мкм 80 мас. P/p, а фракции 3 — 10 мкм — остальное до 100. Пример 3. В центробежный смеситель марки MKW-160, емкостью 160 л; снабженный мешалкой, рубашкой для обогрева паром или охлаждения водой и теплообменником, загружают 45,0 кг диоктилфталата, включают перемешивание, обогрев, при 115— 120 С загружают 40,05 кг борной кислоты и выдерживают смесь при указанной температуре в течение 1,5 ч для превращения борной кислоты в метаборную. По окончании выдержки, не снижая температуру, в смеситель загружают порциями 102,2 кг восьми водного гидроксида бария и отгоняют реакционную воду. В процессе отгонки реакционной воды, для облегчения перемешивания массы, в смеситель порциями загружают еще 30 кг диоктилфталата. Синтез завершают после достижения содержания КОН 1,5 мг/г реакционной массы и содержания влаги 0,9 мас. /О. Затем, пуском воды в рубашку смесителя, реакционную массу охлаждают до 70 — 80 С. Получают 150 кг белой пасты с сероватым оттенком, содержащей, мас. %-.-диоктилфталата 50. Ва + 30,1; кристаллизационной воды 3,46. I0 Дисперсность полученного продукта фракции 2 — 3 мкм 80 мас. /О, а фракции 3 — 8 мкм остальное до 100. Пример 4. В лабораторный смеситель волчкового типа емкостью 2 л, снабженный мешалкой, нисходящим холодильником и масляной баней, загружают 400 г диоктилфталата, включают мешалку и обогрев, при 115 †1 С вносят 494,5 г борной кислоты, выдерживают реакционную смесь при этой температуре в течение 1,5- — 2,0 ч для превращения борной кислоты в метаборную, затем повышают температуру до 125 С и вносят 162,74 r оксида цинка, понижают, температуру до 120. С, порциями загружают 630,84 r восьмиводного гидроксида бария и отгоняют реакционную воду до достижения содержания КОН 0,7 мг реакционной массы и содержания влаги 1,1 мас. о/p. При необходимости, по мере отгонки воды и загустевания массы, добавляют порциями 200 г диоктиладипината. Получают 1260 r пасты белого цвета, содержащий, мас. /о Ва" 22,12; ZII + 10,21; кристаллизационной воды 2,8. Дисперсность полученного продукта фракции 1 — 3 мкм 90 мас. /о, а фракции 3 — 5 мкм — остальное до 100. Пример 5. В лабораторный смеситель волчкового типа емкостью 2 л, помещенный,в масляную баню и снабженный мешалкой и нисходящим холодильником, загружают 400 г дибутилфталата, включают мешалку и обогрев и при 120 — 125 С загружают 370,86 г борной кислоты, выдерживают при указанной температуре смесь в течение 1 — 1,5 ч. Затем повышают температуру до 130 — 135 С и загружают в смеситель 81,37 г оксида цинка и 223,1 r оксида свинца, выдерживают реакционную массу при указанной температуре в течение 1 — 1,5 ч, снижают температуру до 120 С и загружают в смеситель порциями 315,42 восьмиводного гидрооксида бария и отгоняют реакционную воду до достижения содержания КОН 2,77 мг/г.реакционной массы, содержания влаги, 1,38 мас. 4 По мере отгонки реакционной воды масса загустевает, для облегчения перемешивания вводят порциями 200 г дибутилфталата. Получают 1260 г белой пасты, содержащей, мас. /p. Ва " 10,68; Хп + 4,88; РЬ 16,8. Пример б. В стеклянный стакан емкостью 0,5 л, снабженный мешалкой и помещенный в масляную баню, загружают 180 г хлорпарафина, включают обогрев, после расплавления хлорпарафина включают перемешивание, при 115 — 120 С загружают 123,62 г борной кислоты и выдерживают смесь при указанной температуре в течение 1 ч. Затем загружают 40,69 г оксида цинка и 157,71 г восьмиводного гидроксида бария и выдерживают при 120 — 125 С в течение 1,5 — 2 ч для отгонки реакционной воды. Синтез завершают при содержании КОН 2,82 мг/г реакционной MBccbI и содержании 960120 1О 2О Формула изобретения 4О ВНИИПИ Заказ 6856/2 Филиал ППП <Патент», . 4 Тираж 509 Поднисное г. Ужгород, ул. Проектная, 4 влаги 0,57 мас. /p. Получают 360 г пасты светло-коричневого цвета, содержащими, мас о/о Ва2+ 18,5; Zu + 8,6. Дисперсность фракции полученного продукта 3 мкм 90 мас. P/p, а фракции 3 — 8 мкм остальное до 100. Пример 7. Процесс проводят аналогично примеру 6, но загружают, г: 2-этилгексилдифенилфосфита 120, борной кислоты 123,62, оксида цинка 40,69; восьмиводного гидроксида бария 157,71. Синтез завершают при содержании КОН . 2,5 мг/г реакционной массы и содержании влаги 1 мас. о/p. Получают 305 r пасты розового цвета, содержащей, мас. /p. Ва 22,1; Zn2 10,92. Пример 8. В лабораторный смеситель волчкового типа емкостью 3 л, снабженный мешалкой, нисходящим холодильником и масляной баней, загружают 300 мл дистиллированной воды, включают мешалку, обогрев, и загружают 61,83 г борной кислоты. После растворения борной кислоты в смеситель загружают 122,07 г оксида цинка, температуру повышают до 100 — 110 С и отгоняют воду. По мере загустевания массы для облегчения перемешивания и отгонки воды в смеситель порциями загружают 130 r диоктилфталата. Синтез завершают после достижения содержания КОН 3 мг/г реакционной массы и содержания влаги 1,2 мас. /p. Получают 360 г пасты содержащей, мас. 4 Zn т 26,6; кристаллизационной воды 10,9. Дисперсность полученного продукта фракции 1 — 3 мкм 95 мас. P/p, а фракции 3 — 5 мкм— остальное до 100. Пример 9. По примеру 4 вместо диоктиладипината применяют полиэфир Лапрол 303 (ТУ 6-05 — 1513-75) в том же количестве. Результаты анализа, мас. о/p. мг КОН/г 1,2; содержание влаги 1,8; Zn + 10,82; Ва2т до 100. 22,4. Дисперсность фракции до 3 мкм 80 мас. о/p, а фракций 3 — 8 мкм — остальное Пример 10. К 145 кг пасты метабората бария, полученной по примеру 3 при 70— 80 С и непрерывном перемешивании, добавляют 145 кг поливинилхлоридной смолы марки С-70. Перемешивание продолжают в течение 1,0 — 1,5 ч до получения однородного сыпучего порошка белого цвета. Затем, не прекращая перемешивания, в рубашку смесителя подают воду для охлаждения, и массу выгружают при,35 — 40 С. Результаты анализа полученного продукта, мас. о/p Ва 15,2; пластификатора 25,2. Остаток после просева на сите, С сеткой № 13315, Отсутствует С сеткой № 0063 93 Пример 11. Концентрат получают в двухстадийном комбинированном смесителе типа КМ-10 ЦЛ-10 НРК. ЦЛ-25 НРК Верхний смеситель, емкостью 10 л типа ЦЛ-10НРК, снабжен рубашкой для нагрева и двумя мешалками (и = 608— 3000 об/мин). Нижний смеситель, емкостью 25 л тина ЦЛ-25НРК, снабжен рубашкой для охлаждения и одной мешалкой с широкими лопастями (и = 175 об/мин). В разогретый верхний смеситель загружают 2,5 кг акрилонитрилбутадиенстирольной смолы марки АБС 250 УК, 2,5 кг трехокиси сурьмы и 5 кг пасты метабората бария. Включают мешалку (и = 608 — 1000 об/мнн) . через 7 — 10 мин смесь через клапан верхнего смесителя выгружают в нижний смеситель, в рубашку которого непрерывно подается вода. После 5 — 7 мин перемешивания смесь при 40 — 50 С через клапан нижнего смесителя выгружают в тару. Готовый продукт представляет собой сыпучий непылящий порошок с сероватым оттенком. Результаты анализа полученного продукта, о/p. Ва 15,4; пластификатора 25. Как следует из приведенных примеров, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет значительно упростить процесс, сделав его одностадийным, исключить токсичные сточные воды и значительно повысить дисперсность продукта. 1. Способ получения метаборатов и ортобаратов металлов 1 — IV групп периодической системы, используемых в качестве антипиренов, включающий обработку при нагревании гидрооксидов нли солей металлов борными кислотами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества продуктов и упрощения процесса их получения, обработку ведут в среде эфиров, органических антипиренов или полуоксипропилена. 2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что в качестве сложных эфиров используют дибутилфталат, дноктилфталат, диоктилсебацинат или диоктиладипинат. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органических антнпиренов используют хлорпарафин или 2-этилгекснлфосфат. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Японии № 51-22377, кл. С 01 В 35/12, 1976. 2. Ыипап Н. А., Muhmel Н. D. zm-Fand Sun Zur chemu und konstitution borsourim salze. XIX Uber un niederes Hydrat und нпе nede. Tuftemperatur form des Barium (1:1) borates. — Z. anorg. und àllgem. Chem., 1967, 355 № 5 — 6, с. 238 — 241 (прототип) .
