Патент на изобретение №2260020

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ СМАЗОК ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ХЛОРСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к химии полимеров, в частности к хлорсодержащим полимерным композициям, которые могут применяться при производстве жестких, полужестких и мягких материалов. Способ осуществляют взаимодействием альфа-разветвленных насыщенных монокарбоновых кислот фракции C₁₀-C₂₈ с многоатомным спиртом при 180-230°С в мольном соотношении 1:(1-2) в присутствии оксидов металлов и их двух- и трехкомпонентных смесей при массовом соотношении MgO:СаО (или ZnO, BaO, CdO, PbO)=0,25-1:0,5-1 и MgO:CaO:ZnO (или BaO, CdO)=0,5-1:0,5-1:0,5-1 в количестве 0,5-2,0 мас.% от общей реакционной массы без дополнительных стадий нейтрализации, отмывки, осветления и осушки полученного продукта. В качестве многоатомного спирта используют: этиленгликоль, глицерин, полиглицерин – кубовый остаток дистилляции глицерина. Технический результат изобретения – получение эффективных смазок, обладающих дополнительной термостабилизирующей способностью по экологически безопасной технологии, а также расширение ассортимента добавок для полимерных изделий. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к химии полимеров, в частности к хлорсодержащим полимерным композициям, которые могут применяться при производстве жестких, полужестких и мягких материалов.

Известна наполненная композиция на основе поливинилхлорида, включающая термостабилизатор, наполнитель – модифицированный карбонат кальция и смазку, которая с целью улучшения перерабатываемости в качестве наполнителя содержит карбонат кальция, модифицированный 5-15 мас.% поливинилхлорида, содержащего 0,08-0,12 мас.% концевых карбоксильных групп, при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.ч:

(А.С. СССР №1164246, кл. С 08 L 27/06, С 08 К 9/04, БИ №24, 30.06.1985).

Наиболее близкой к заявляемой является полимерная композиция, включающая поливинилхлорид, металлсодержащий термостабилизатор и смазку, где в качестве смазки используют триуксусноглицериновый эфир (ТУ 6-05-05-317-85), при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

(А.С. СССР №2048494, кл. С 08 L 27/06, С 08 К 5/10, БИ №32, 20.11.1995 г.).

Авторами проведены дополнительные испытания полимерной композиции на основе поливинилхлорида с использованием в качестве смазки триуксусноглицеринового эфира и определено его влияние на термостабильность и показатель текучести расплава.

Так, термостабильность при 185°С составляет 47 минут, показатель текучести расплава при температуре 200°С и нагрузке 21,6 кгс составляет 2,1 г/10 мин.

Недостатком полимерной композиции с использованием в качестве смазки триуксусноглицеринового эфира являются низкие термостабильность и показатель текучести расплава.

Задача изобретения – получение эффективных смазок, обладающих дополнительной термостабилизирующей способностью по экологически безопасной безотходной технологии, а также расширение ассортимента качественных химикатов добавок для полимерных изделий.

Поставленная задача достигается тем, что металлсодержащие смазки хлорсодержащих полимерных материалов получают в одну стадию, взаимодействием альфа-разветвленных насыщенных монокарбоновых кислот фракции С₁₀-С₂₈ с многоатомным спиртом при 180-230°С в мольном соотношении 1:(1-2) в присутствии оксидов металлов или их двух- и трехкомпонентных смесей при массовом соотношении MgO:CaO или ZnO, BaO, CdO, PbO в соотношении 0,25-1:0,5-1 и MgO:CaO:ZnO или BaO, CdO в соотношении 0,5-1:0,5-1:0,5-1 в количестве 0,5 -2,0 мас.% от обшей реакционной массы до значения кислотного числа не более 3 мгКОН/г.

Дополнительных стадий нейтрализации, отмывки, осветления не требуется, так как продукты реакции получаются сразу с низким кислотным числом и удовлетворительной окраской.

Присутствие в реакционной массе оксидов двухвалентных металлов или их двух- и трехкомпонентных смесей ускоряют процесс взаимодействия альфа-разветвленных насыщенных монокарбоновых кислот с многоатомным спиртом, а сами образуют соли монокарбоновых кислот, которые в дальнейшем в полимерных композициях выполняют роль термостабилизатора.

Наличие сложноэфирной группы обеспечивает хорошую совместимость с полимерной основой композиции.

Получен неожиданный синергический эффект, который выражается в том, что в синтезах в присутствии двухкомпонентной смеси оксидов, один из компонентов в которой оксид магния, смазки получаются более светлые, прозрачные без осадка и повышенным значением эксплуатационного показателя – термостабильности.

В качестве многоатомного спирта используют: этиленгликоль, глицерин, полиглицерин – кубовый остаток дистилляции глицерина (ТУ 6-01-0203314-92-89).

В качестве альфа-разветвленных насыщенных монокарбоновых кислот используют фракции кислот С₁₀-С₂₈, полученные методом теломеризации этилена с изомасляной или масляной кислотами в присутствии радикального инициатора перекиси дитретбутила. (ТУ 2431-200-00203312-2000).

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. В емкость, снабженную мешалкой, термометром, насадкой Дина-Старка, патрубком для продувки азота, загружают альфа-разветвленные насыщенные монокарбоновые кислоты (1 моль), глицерин (1 моль), оксид цинка (0,5 мас.% от общей реакционной массы). Затем проводят нагрев реакционной массы при атмосферном давлении, в токе азота при 220°С с отводом реакционной воды в течение 6,5 ч. Кислотное число полученного продукта 2,6 мгКОН/г. Выход 95,2%.

Примеры 2-32. Синтезы проводят аналогично примеру 1, состав реакционной смеси, температура, продолжительность синтеза, кислотное число, выход продуктов приведены в табл. 1.

Металлсодержащие смазки представляют собой жидкости от бесцветного до светло-желтого цвета.

Эффективность полученных металлсодержащих смазок в отношении полимерных композиций оценивают следующим образом: в смесителе смешивают полимер с компонентами композиции, затем из нее вальцуют пленки толщиной 0,4-0,5 мм и определяют показатель «термостабильность» по ГОСТ 14041-91 и показатель текучести расплава на приборе ИИРТ-1М по ГОСТ 11645-73.

Аналогично проводили испытания с использованием триуксусноглицеринового эфира (прототип).

Состав полимерных композиций и результаты испытаний приведены в таблице 2.

Использование предлагаемого способа получения металлсодержащих смазок для полимеров позволит:

– повысить выход целевых продуктов;

– упростить и удешевить процесс за счет исключения стадий нейтрализации, отмывки, осушки, осветления и образования светлых продуктов с низким кислотным числом;

– проводить процесс в режиме экологической безопасности, без образования сточных вод, за счет исключения стадии нейтрализации и отмывки продукта от остатков непрореагировавшей кислоты;

– расширить ассортимент смазок для полимерных изделий с хорошей совместимостью с полимерной основой композиций и повышенной термостабильностью;

– получить светлые прозрачные продукты, обеспечивающие высокую термостабильность полимерной композиции за счет содержания оксида магния в двух- и трехкомпонентных смесях оксидов металлов.

Формула изобретения

1. Способ получения металлсодержащих смазок для получения материалов из хлорсодержащих полимеров взаимодействием альфа-разветвленных насыщенных монокарбоновых кислот с многоатомным спиртом в присутствии катализатора при нагревании и интенсивном перемешивании с отгоном реакционной воды, отличающийся тем, что процесс взаимодействия альфа-разветвленных насыщенных монокарбоновых кислот фракции С₁₀-С₂₈ с многоатомным спиртом при 180-230°С в мольном соотношении 1:(1-2) проводят в присутствии катализатора – оксидов металлов или их двух- и трехкомпонентных смесей в количестве 0,5-2,0% от общей реакционной массы до значения кислотного числа не более 3 мг КОН/г, без дополнительных стадий нейтрализации, отмывки, осветления и осушки полученного продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве оксидов металлов используют CaO, CdO, BaO, PbO, ZnO, MgO и их двух- и трехкомпонентных смесей при массовом соотношении MgO:CaO или ZnO, BaO, CdO, PbO в соотношении 0,25-1:0,5-1 и MgO:CaO:ZnO или BaO, CdO в соотношении 0,5-1:0,5-1:0,5-1.

PD4A – Изменение наименования обладателя патента Российской Федерации на изобретение

(73) Новое наименование патентообладателя:

Открытое акционерное общество “Каустик” (RU)

Адрес для переписки:

453110, Республика Башкортостан, г. Стерлитамак, ул. Техническая, 32, ОАО “Каустик”

Извещение опубликовано: 27.08.2008 БИ: 24/2008