Способ термостабилизации олигоорганосилоксанов

 

Способ термостабилизации олигоорганосилоксанов. Использование: высокотемпературные теплоносители. Сущность изобретения: смешивают олигоорганосилоксан с 0,1-2,9 мас.% cоединения хрома формулы где m_cp = 1, удаляют растворенный кислород до остаточной концентрации 0,5-5,0 об. % от насыщения при естественных условиях и нагревают смесь до 425-475^oС со скоростью 3000-13000 град/ч, 1,0-1,5 ч. Сразу после термостатирования при 450^oС 100 ч количество низкокипящих (н.к.) составляет 0,8-0,9 мас.%, а изменение вязкости продукта - 0,96-0,97, через 2 года хранения количество н. к. - 0,9-1,0 мас.%, а изменение вязкости продукта - 0,96-0,97. 1 табл.

Изобретение относится к области термостабилизации кремнийорганических жидкостей, имеющих широкое применение в народном хозяйстве, в том числе в качестве высокотемпературных теплоносителей, например, при изготовлении изделий из пластмасс. Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет повышения устойчивости продукта при хранении с одновременным увеличением его термической стабильности. Эта цель достигается тем, что в способе термостабилизации олигоорганосилоксанов, включающем смешение олигоорганосилоксана с соединением хрома формулы где: m_cр 1 нагрев смеси до 425-475^oС и выдержку при этой температуре, соединение хрома используют в количестве 0,1-2,9% от массы олигоорганосилоксана, из смеси перед ее нагревом удаляют растворенный кислород до остаточной концентрации 0,5-5,0 об. от насыщения при естественных условиях, нагрев смеси проводят со скоростью 3000-13000 град/ч, а выдержку в течение 1,0-1,5 ч. Экспериментально установлено, что чем меньше количество вводимой хромсодержащей добавки, тем до меньшей концентрации доводят количество кислорода. Использование соединения хрома (хромсодержащей добавки) в количестве, меньшем 0,1 мас. не обеспечивает эффекта термостабилизации. Для этого количества добавки необходимым минимумом количества кислорода является 0,5 об. При количестве растворенного кислорода более 5,0 об. и добавки 2,9 мас. резко теряется однородность продукта при хранении. Пределы скорости нагрева 3000-13000 град/ч при реализации непрерывного процесса термостабилизации обосновываются следующими факторами. При скорости нагрева менее 3000 град/ч отмечается разделение смеси в нагревателе. Готовый продукт представляет собой исходный олигоорганосилоксан с растворенными продуктами его деструкции. Эффект термостабилизации при этом не достигается. Хромсодержащая добавка и продукты ее деструкции осаждаются на теплопередающей поверхности и могут привести к выводу из строя нагревателя. Скорость нагрева выше 13000 град/ч, не оказывая существенного влияния на эффективность термостабилизации, приводит лишь к повышению установленной мощности. При указанных скоростях нагрева, как показывают исследования, эффект термостабилизации начинает проявляться при выдержке не менее 1,0 ч, а выдержка более 1,5 ч экономически не целесообразна. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. I. Влияние количества хромсодержащей добавки и растворенного кислорода. Пример 1. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-10 (9992 г ν=9,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 0,08 мас. (8 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 0,5 об. от насыщения при нормальныъх условиях. Затем в нагревателе осуществляют быстрый нагрев смеси от комнатной температуры до 475^oС со скоростью нагрева 13000 град/ч. Время пребывания продукта в реакторах 1 ч (при 450^oС). Продукт не изменил первоначальной окраски (продукт 1, ν=7,8 сСт). Пример 2. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-10 (9990 г, ν=9,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 0,1 мас. (10 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 0,5 об. от насыщения при нормальных условиях. Затем в нагревателе осуществляют быстрый нагрев смеси от комнатной температуры до 475^oС со скоростью нагрева 13000 град/ч. Время пребывания продуктов в реакторах (при 450^oС) 1 ч. Продукт изменил цвет от светло-желтого до темно-желтого (продукт 2, ν=8,3 сСт). Пример 3. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-10 (9700 г, ν=9,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 3,0 мас. (300 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 0,5 об. от насыщения при нормальных условиях. Затем в нагревателе осуществляют быстрый нагрев смеси от комнатной температуры до 475^oС со скоростью нагрева 13000 гр/д/ч. Время пребывания продукта в реакторах 1 ч при 450^oС). Продукт изменил цвет от желтого до темно-коричневого (продукт 3, ν=8,5 сСт). Пример 4. Смешивают олигоорганосилоксан (9950 г, ν=9,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 0,5 мас. (50 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 0,5 об. от насыщения при нормальных условиях. Затем в нагревателе осуществляют быстрый нагрев смеси от комнатной температуры до 475^o со скоростью нагрева 13000 град/ч. Время пребывания продукта в реакторах 1 ч (при 450^oС). Продукт изменил цвет от желтого до светло-коричневого (продукт 4 ν=8,1 сСт). Пример 5. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-20 (9990 г, ν=17,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 1,0 мас. (100 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 0,5 об. от насыщения при нормальных условиях. Затем в нагревателе осуществляют быстрый нагрев смеси от комнатной температуры до 475^oС со скоростью нагрева 13000 град/ч. Время пребывания продукта в реакторах 1 ч (при 450^oС). Продукт изменил цвет от желтого до коричневого (продукт 5, ν=16,0 сСт). Пример 6. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-20 (9950 г, ν=17,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 0,5 мас. (50 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 5,0 об. от насыщения при нормальных условиях. Затем в нагревателе осуществляют быстрый нагрев смеси от комнатной температуры до 475^o со скоростью нагрева 13000 град/ч. Время пребывания в реакторах 1 ч (при 450^oС). Продукт изменил цвет от желтого до светло-коричневого (продукт 6, ν=15,0 сСт). Пример 7. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-20 (9710 г, ν=17,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 2,9 мас. (290 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 0,5 об. от насыщения при нормальных условиях. Осуществляют быстрый нагрев смеси в нагревателе от комнатной температуры до 475^oС со скоростью нагрева 13000 град/ч. Время пребывания продукта в реакторах 1 ч (при 450^oС). Продукт светло-коричневого цвета со взвешенным осадком (продукт 7, ν=15,8 сСт). Пример 8. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-100 (9710 г, ν=84,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 2,9 мас. (290 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 5,0 об. от насыщения при нормальных условиях. Затем в нагревателе осуществляют быстрый нагрев смеси от комнатной температуры до 475^o со скоростью нагрева 13000 град/ч. Время пребывания продукта в реакторах 1 ч (при 450^oC). Продукт изменил цвет от желтого до темно-коричневого (продукт 8, ν=70,0 сСт). Пример 9. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-10 (9950, г, ν=9,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 0,5 мас. (50 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 0,2 об. от насыщения при нормальных условиях. Осуществляют быстрый нагрев смеси в нагревателе от комнатной температуры до 475^o со скоростью нагрева 13000 град/ч. Время пребывания продукта в реакторах 1 ч (при 450^oС). Продукт изменил цвет от светло-желтого до светло-коричневого (продукт 9, ν=8,0 сСт). Пример 10. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-20 (9710 г, ν=17,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 2,9 мас. (290 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 15 об. от насыщения при нормальных условиях. Осуществляют быстрый нагрев смеси в нагревателе от комнатной температуры до 475^o со скоростью нагрева 13000 град/ч. Время пребывания продуктов в реакторах 1 ч (при 450^oС). Продукт изменил цвет от желтого до светло-коричневого, имеется взвешенный осадок (продукт 10, ν=16,0 сСт). II. Влияние скорости нагрева и времени выдержки. Пример 11. смешивают олигоорганосилоксан ПМС-20 (9950 г, ν=17,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 0,5 мас. (50 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 0,5 об. от насыщения при нормальных условиях. Осуществляют быстрый нагрев смеси в нагревателе от комнатной температуры до 475^o со скоростью 2000 град/ч. Время пребывания продукта в реакторах 6,5 ч (при 450^oС). Продукт светлый (продукт 11, ν=16,0 сСт). Пример 12. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-20 (9710 г, ν=17,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 2,9 мас. (290 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 5,0 об. от насыщения при нормальных условиях. Осуществляют быстрый нагрев смеси в нагревателе от комнатной температуры до 475^oС со скоростью 2000 град/ч. Время пребывания продукта в реакторах 6,5 ч (при 450^oС). Продукт изменил цвет от желтого до светло-коричневого (продукт 12, ν=15,8 сСт). Пример 13. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-20 (9950 г, ν=17,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 0,5 мас. (50 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 0,5 об. от насыщения при нормальных условиях, осуществляют быстрый нагрев смеси в нагревателе от комнатной температуры до 475^oС со скоростью нагрева 3000 град/ч. Время пребывания продукта в реакторах 1,5 ч (при 450^oС). Продукт изменил цвет от светло-желтого до светло-коричневого (продукт 13, ν=15,0 сСт). П р и м е р 14. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-20 (9710 г, ν=17,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 2,9 мас. (290 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 5,0 об. от насыщения при нормальных условиях. Затем в нагревателе осуществляют быстрый нагрев смеси от комнатной температуры до 475^o со скоростью 3000 град/ч. Время пребывания продукта в реакторах 1,5 ч (при 450^oС). Продукт изменил цвет от желтого до коричневого (продукт 14, ν=15,8 сСт). П р и м е р 15. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-20 (9950 г, ν=17,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 0,5 мас. (50 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 0,5 об. от насыщения при нормальных условиях. Затем в нагревателе осуществляют быстрый нагрев смеси от комнатной температуры до 475^oC со скоростью 6500 град/ч. Время пребывания продукта в реакторах 1,5 ч (при 450^oС). Продукт изменил цвет от светло-желтого до светло-коричневого (продукт 15, ν=15,0 сСт). Пример 16. Смешивают олигоорганосилоксан ПМС-20 (9710 г, ν=17,0 сСт) и хромсодержащую добавку в количестве 2,9 мас. (290 г), смесь подают в барботер, в котором проводят операцию барботирования аргона до остаточной концентрации кислорода в смеси 5,0 об. от насыщения при нормальных условиях. Осуществляют быстрый нагрев смеси в нагревателе от комнатной температуры до 475^oС со скоростью 6500 град/ч. Время пребывания продукта в реакторе 1,5 ч (при 450^oС). Продукт изменил цвет от желтого до коричневого. (Продукт 16, ν=15,2 сСт). Эффективность способа термостабилизации олигоорганосилоксанов оценивают по следующим параметрам: а) термическая стабильность продукта непосредственно после процесса термостабилизации и после длительного хранения; б) однородность продукта при получении и хранении. О термической стабильности продукта судят по глубине разложения после термостатирования в вакууме при 450^o С в течение 100 ч. При этом определяют количество вновь образующихся низкокипящих (н.к.) соединений хроматографическим методом анализа и изменение вязкости продукта (ν/ν_o). Об однородности продукта судят по наличию или отсутствию осадка в образце визуально или после центрифугирования со скоростью 17000 об/мин. Экспериментальные данные приведены в таблице. Таким образом, как видно из таблицы, способ по изобретению позволяет получать термостабилизированные олигоорганосилоксаны, превосходящие по своей термической стабильности олигоорганосилоксаны, полученные по известному способу.

Формула изобретения

Способ термостабилизации олигоорганосилоксанов, включающий смешение олигоорганосилоксана с соединением хрома формулы где m_cp= 1, нагрев смеси до 425-475^oC и выдержку при этой температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, соединение хрома используют в количестве 0,1-2,9% от массы олигоорганосилоксана, из смеси перед ее нагревом удаляют растворенный кислород до остаточной концентрации 0,5-5,0 об. от насыщения при естественных условиях, нагрев смеси проводят со скоростью 3000-13000 град/ч, а выдержку в течение 1,0-1,5 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002        

---