Способ получения модифицированного воска

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических

Республик (1i)1004451 (6! ) Jl,îïoëèèòåëi íîå к авт. сеид-ву(22) Заявлено 09.07.81 (21) 3347299/23 04 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.83. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 17.03.83 (ы)м. Кл.

С 10 С 73/00

Гееударствеякнй кенятат ве делан взебретекнй и юткрытий (53) УДКЯ47.916.

- .0 (0888 3 ов "* "- --""

П.И.Белькевич, И.И.Лиштван, Г.М. Прохоров, Г.А.Топс и Г. В. Леплянин (72) Авт оры изобретения

".мс «Yra g".-»

Й л "з. - . :.;, (7 Г) Заявители

Институт торфа AH Белорусской ССР и Институт химии

Батш ирского филиала АН СССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ВОСКА

Изобретение относится к усовершенствованному способу цопучения модифицированных продуктов из сырого торфяного или буроугольного воска для использования в качестве наполнителей полимерных материалов, покрытий от коррозии, пленко

5 образователей и составов бытовой химии.

Известен способ получении модифицированного рафинированного воска путем окисления обессмоленного торфяного вос;ка бнхроматом калия в сернокислой среде при 75-110оС с интенсивным перемешиванием в течение 6-10 ч до исчезновения в растворе шестивалентного хрома с последующей промывкой серной кислотой (1).

Однако известный способ требует специальной антикоррозионной аппаратустя, проведения стадии обессмоливания воска и последующей очистки сточных вод.

Известен способ получения модифи цированного воска, когда процесс ведут при 12Р-140 С в присутствии серной

2 кислоты с введением спиртов или глиго лей (2).

Выход этерифицированного воска на исходный сырой воск по этому способу не превышае 50%, так как тоже сутцесьвуют промежуточные стадии обессмоли вания и рафинации воска.

Известен также способ получения модифицированного воска путем этерификации. торфяного или буроугольного воска спиртами с последующей обработкой получеь° ного этерифицированного воска окислами и щелочами металлов (3J..

Известен также способ модификации ° .восков этерифнкацией кислот рафинирован-, йых восков синтетическими спиртами в присутствии разных солей 141.

Известен способ химической обработки восков, согласно которому торфяной или буроугольный воск в растворе органического растворителя подвергают воздействию с изоцианатами в течение 1,0-2,0 ч .при повышенной температуре 1 51.

3 1064451 4

Общим недостатком всех известных способов модификации восков является обязательное использование предваритель» но обессмоленного воска. Дри этом имеются и потери восковых компонентов co" смолой (до 20-30%). При модификации обессмоленного воска на следующих стадиях имеются также значительные поте

pg восков и выход коиечногo продукта к обессмоленному воску составляет не бо щ лее 60-70%, т.,е. на исходный необеосмоленный воск выход модифицированногоо воска не превышает 40-50%. При атом имеет место использование дррогостоящих модификаторов (спирты, гликоли и др.), процесс является длительным (6 12 ч), требуется антикоррозионная аппаратура для стадии рафинации обессмоленного воска бихроматом в серной кислоте, В результате по этим способам полу- уе чают воски с невысокой температурой ка каплепадения: температура каплепадения рафинированных восков не выше 85оС, . этерифнцированных - не выше 90-95 С, а обраьотанных солями этерифнцнрованных gs восков - около 100 С. При повышении температуры каплепадения таких восков теряется их растворимость и пленкообразуемост ь.

Ближайшим по технической сущности Зо и достигаемому результату является способ получения модифицированного воска, согласно которому сырой торфяной воск в органическом растворителе подвергают прямому хлорированию при 10-45оС нли при УФ-освещении и 0-10 С в течение о 3$

2-5 ч с последующей отгонкой растворителя, причем воск хлорируют до содер жания хлора не выше 30% в конечной продукте 6 ), 46

Однако при этом получают низкоплавкие воски (температура каплепадения около 70оС) с высокой удержнвающйй способностью органических растворителей, что затрудняет их использование в качестве пленкообразователей и наполните45 лей для защитных покрытий из раствс ров.

Бель изобретения - повышение температуры каплепадения целевого продукта.

Поставленная цель достигается способом получения модифицированного воска ,путем хлорирования раствора сырого торфяного или буроуголъного воска в органическом растворителе при 10-45 С с получением хлорированного воска, отличи- тельной особенностью которого является то, что хлорированный воск подвергают обработке сульфндом щелочного металла при 45-100оС в течение 30-180 мин при весовом соотношении сульфид щелоч» ного металла; исходный сырой воск, рав ном 0,1 0,3: 1. ,Выход составляет на исходный необес смоленный воск более 90%. Получаемые при -атом модифицированные воски отличаются от известных марок рафинированных и атерифнцированных восков химическим составом и имеют олигомерный состав большего молекулярного веса, чем исходные воски и получаемые известными способами. Причем сохраняется, в основном, строение молекулярных составгтянъщих необессмоленного воска в производных олигомерах модифицированного воска.

Все ато меняет свойства восков, получаемых конденсацией хлорированных восков с сульфидами щелочных металлов, в сравнении с рафинированными и атерифнцирс ванными восками известных способов, так как рафинация восков ведет к деструкции исходных мономерных соединений обессмоленного воска, а этерифнкацияк получению сложных эфиров химического строения, соответствующих исходным : гликолям и спиртам, взятых в реакцию с рафинированным воском. Обладая высокой температурой плавления и низкой удерживающей способностью растворителей, модифицированные хлором и сульфндамн щелочных металлов воскн, помимо известных областей применения, могут быть использованы и как наполнителн-модификаторы термостойких пластмасс и покрытий.

Данным способом модифицированные васки получают с высоким выходом, про цесс менее продолжителен во времени, исходные необессмоленные воски более доступны и поатому конечные продукты дешевле в 1,5-2 раза известных модифипирова нных восков.

Пример 1. Растворяют 25 г сырого торфяного воска в 250 мл сухого бензина БР-2 при 12 С, пропускают со. скоростью 30-35 л/ч через раствор в течение 2 часов хлор,, затем добавляют

80 мл диоксана, нагревают раствор до

80оС и вводят порциями 18 г 9-ти водного сульфида натрия, и в течение 2 ч перемешивают раствор при этой температуре. После этого отгоняют раствори тель, а остаток промывают горячей во дой, спиртом, а затем сушат и получают црн этом 25,3 г (95% на хлорированный воск) све ло-серого продукта с температурой плавления 146 180 С.

Пример 2. Растворяют 25 г сырого буроугольного воска в 200 мл

5 1004451 6 сухого диоксана и при lO C пропуска- в области 3500, 3440 и 3400 см 1. ют через раствор хлор в течение 50 мин Фиксируется резкая полоса поглощения со скоростью 40-45 л/ч, после чего на- средней интенсивности при 1570 см гревают раствор до 50 С и вводят пор- а также полосы 1420 и 1380 см ", кециями 12 r сульфица натрия 9-ти водного, 5 торые можно отнести к образующимся а затем отгоняют растворитель и промы- карбоксилат-ионным структурам солей. вают остаток горячей водой, ацетоном При этом в ИК-спектрах наблюдают» сушат и выделяют 25,2 г (94%) светло- ся более слабые полосы по сравнению с серого продукта с температурой плавле- исходными необессмоленными восками ния 152-176 С. при 1745 и 1720 см ", соответствующие

Пример 3. Растворяют 10 r карбоксильным группам сложноэфирных . торфяного воска в 100 мл бензола и про. соединений восков. пускают через раствор хлор при 8 С в Характер поглощения в области ватечение 2 ч со скоростью 25-30 л/ч, лентных и деформационных колебаний после чего добавляют 50 мл диоксана, 15 (СН, )д 1 4-группировок на всех стадиях нагревают раствор до 60 С и вводят пор- превращения восков остается без изме о циями 9,5 г водного сернистого натрия, нения. а затем раствор нагревают в течение Проведенный анализ показывает, что

25 мин. при 80оС, отгоняют раствори полученные продукты содержат в своем тель, а остаток промывают водой, спир- 20 составе хлор и серу, но сохраняют чаотом и сушат. Получают 10,15 г (96%) тично карбоксильные, спиртовые и эфирсветло-серого продукта с температурой ные группировки исходного сырого воска плавления 145-172оС. и обладают при этом новыми свойствами, Примеры 4-12 осуществляют аналогич- как например устойчивость к омылению и ным образом. 25 более высокая температура кацлецадения, В таблице приведены условия прове- что позволяет использовать этот. модифидения опытов и характеристика модифи цированный воск вместо этерифицирован.цированных восков. ных восков или как специальный наполниВ ИК-спектрах хлорсерусодержащнх тель с низкой поверхностной энергией. восков фиксируются полосы поглощения у» Приведенные в таблице данные позво

1220, 1140-1130, 1068, 1050, 1010 ляют считать, что увеличение количества и 680 см-", отсутствовавшие у сырых сульфида (опыты 3,4,7,9,11), а также . исходных и у хлорированных восков, взя- повышение температуры (опыты 4,6,10) тых в реакцию с сернистым натрием. Эти незначительно влияют на выход и свойполосы в ИК-спектрах у продуктов соот- > ства конечного продукта. Это связано, 35 ветствуют полосам сульфидных, сульфок очевидно, с составом хлорированных воо сидных и сульфонильных групп, а также ков, используемых в реакции с сульфи.грулиировквм топв - С Э-С-5-. дами щелочных металлов, и определяетВ ИК-спектрах по сравнению с хло- ся частью компонентов восков, у которьц рированными восками возрастает интен- некоторые соединения имеют в молекуле

40 сивность поглощения в области валент- малоподвижные и сгабореакционно способ ных колебаний карбоксильных группирс ные атомы хлора. Химическая связь та вок (2500-3200 см- I) и спиртовых ких атомов хлора более устойчива, чей групп (3200«3400 см "). В ИК-спект- даже эфирная связь. Подтверждением эторах также наблюдаются средней интен45 му является " ИК-спектроскопическое сивности полосы с тремя максимумами исследование модифицированных восков.

8а

Ф

l0

CO

Ф н о о

Ф о и

Сб

С" о 4 о

° 1

СЧ ф

Ф

t»

Н

3" (м

Ф о о о о 4 о л

O о

Ф о о

Щ о

LQ о

О

Ф о Cl.

Ы044М о I»

Щ % С,Ф

lO о о

С о

° 4

С»

Ю ф

lO с4

ps>

Ф4" оХ Ф».

Е,»

j8l3

h. о II ф»Ф +»l

l» еЧ P73 C

Ф

СЧ

Ф м

t»

0) О Ч

С0

«1 о

С4 м

° 4

М

С0 о л

С0 Ф

О ч

СЧ

Ф

М

3"н фа

С0

С0

Ф о

CO

С0

Ф

С )

Ж

CO

0)

Ф

l0

Î3 о м

° 4

) у4 ь а «

ЛС О

Ig1

О

° 4 к

5о мО к о р

С

О

6) О

О

О

СЧ

О

О 4

Ф

0)

С0

И)

С4

jR» и, о

Д е р-о

3 6О

yR g3

Л-М в5g

1 О3

Д !

Я Ф Ь% °

)3 Ф

С С " Ol

11 1004451 12

Форм ула изобретения Источники инфо мании, принятые во внимание при экспертизе

Способ получения модифинированного 1. Авторское свидетельство СССР воска путем «лорированиа раствора сыро % 251589, кл. С 10 F 9/00, 1967, го торфяного или буроугольного воска в и 2. Авторское свидетельство СССР органическом растворителе при темнера- М 510503, as. С 11 С 3/02, 1973. туре 10- 45 С с получаем клорировав- 3. Патент ФРГ М 1261844, ного воска, отличающийся 12о 5/09, опублик. 1968 тем, что, с пелью повышения температу- 4. А. Км а ЬФЬ и др. ОьбасЪе ры каплепадения пелевого продукта, кло © niae s Woskaw ХогФогч СФ, Przemus4 рнрованный воск подвергают обработке сЬев егМ, 1960, 39/7, 5 . 449-452. сульфидом шелочного мегалла при темпе 5. Авт рское свидетельство СССР ратуре 45-100 С в течение 30-180мин hh 857252, кл. С 11 В 11/00, 1979. при весовом соотношении сульфнд me 6.Авторское сэидегельство СССР лочного металла: исходный сырой воск, >> М 739086, кл. С 11 В 11/00, 1977 равном 0,1-0,3: 1. (прототип).

Составитель В. Жестков

Редактор T.Ïàðôåíîâe i Texpea О.Неце . Корректор С. Шекмар

Заказ 1798/34 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фкпиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4