Способ получения металлсодержащих смазок для получения материалов из хлорсодержащих полимеров

Авторы патента:

Дебердеев Р.Я. (RU)

Дмитриев Ю.К. (RU)

Загидуллин Р.Н. (RU)

Расулев З.Г. (RU)

Нафикова Р.Ф. (RU)

Муратов М.М. (RU)

Мазина Л.А. (RU)

Скоков Г.В. (RU)

C08L27/24 - реакцией с галогенами

C08L27/06 - гомополимеры или сополимеры винилхлорида

C08K5/103 - с многоатомными спиртами

C07C69/02 - эфиры насыщенных ациклических монокарбоновых кислот с карбоксильной группой, связанной с ациклическим атомом углерода или водородом

Владельцы патента RU 2260020:

Закрытое акционерное общество "Каустик", г. Стерлитамак (RU)

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.

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:

Поливинилхлорид	100
Термостабилизатор	3-5
Указанный наполнитель	1-200
Смазка	1-2

(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.:

Поливинилхлорид	100
Металлсодержащий термостабилизатор	0,5-5,0
Триуксусноглицериновый эфир	0,3-5,0

(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.

Таблица 1
При мер №	Состав реакционной смеси	Условия синтеза	Кислотное число, мгКОН/г	Выход, %
Соотношение к-та: глицерин	Оксид металла, содержание, мас.% (от общей реакционной массы)	Температура, °С	Время, ч
1.	1:1	ZnO 0,5	210	6,5	2,6	95,2
2.	1:1	MgO 0,5	220	8	2,5	95,9
3.	1:1,5	ZnO 1,0	210	7,0	2,3	96,4
4.	1:1,2	ZnO 0,5 + CaO 0,5	190	7,0	2,0	96,3
5.	1:1,3	PbO 1,0+ZnO 0,5	230	7,5	2,9	97,0
6.	1:1,2	MgO 0,75 + PbO 0,5	220	6,5	2,4	96,4
7.	1:1,5	MgO 0,5 + ZnO 1,0	190	6,0	2,7	95,3
8.	1:1,2	MgO 1,0	205	7,0	2,9	96,2
9.	1:1,3	MgO 0,5 + BaO 0,5	230	7,5	1,8	97,3
10.	1:1,1	MgO 0,75 + ZnO 0,25	220	6,5	2,0	98,0
11.	1:1,4	MgO 0,5 + CaO 0,5	210	7,0	1,4	97,5
12.	1:1,3	PbO 0,5	195	7,5	2,6	97,1
13.	1:1,2	MgO 0,5 + CdO 0,5	200	7,0	2,8	95,9
14.	1:1,4	MgO 0,5+ CaO 0,5+ZnO 0,5	205	7,5	2,6	98,2
15.	1:1,2	MgO 1,0 + ZnO 0,5 + BaO 0,5	195	7,0	2,7	98,0
16.	1:1,1	MgO 0,5 + BaO 1,0 + CdO 0,5	210	6,5	2,4	97,9
	к-та:этиленгликоль
17.	1:2,0	ZnO 0,5	180	6,5	2,4	95,3
18.	1:2,0	MgO 0,25 + ZnO 0,5	185	6,0	3,0	95,2
19.	1:2,0	PbO 0,8	190	8,0	2,8	96,1
20.	1:2,0	CdO 0,25 + BaO 0,5	185	6,5	2,8	95,8
21.	1:2,0	MgO 1,0+CaO 0,5	185	7,5	2,8	96,4
22.	1:2,0	MgO 0,5 + PbO 0,5	190	6,5	2,3	96,6
23.	1:2,0	MgO 0,5 + CaO 0,5 + ZnO 0,5	185	7,0	2,3	97,2
24.	1:2,0	MgO 0,5+ ZnO 0,5 + BaO 0,5	180	7,5	2,5	96,9
25.	1:2,0	MgO 0,5 + BaO 1,0 + CdO 0,5	180	7,5	2,8	97,1
	к-та: полиглицерины
26.	1:2,0	ZnO 0,5	205	7,0	1,9	97,8
27.	1:1,5	PbO 0,75 + MgO 0,5	220	8,0	2,4	97,0
28.	1:2	MgO 0,5 + ZnO 0,5	200	6,0	2,9	96,8
29.	1:1,5	ZnO 0,5 + PbO 0,5	210	6,5	2,9	96,8
30.	1:2,0	MgO 0,5 + CaO 0,5 + ZnO 0,5	220	7,0	2,5	97,4
31.	1:1,5	MgO 0,5 + ZnO 0,5 + BaO 0,5	200	7,0	2,9	98,7
32.	1:2,0	MgO 0,5 + BaO 1,0 + CdO 0,5	200	7,5	2,6	98,0

Таблица 2
Компоненты	Состав, мас.ч.
Поливинилхлорид	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
Трехосновной сульфат свинца	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5
Стерат кальция	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Триуксусноглицериновый эфир (прототип)	0,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Металлсодержащая смазка по примерам табл. 1.	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
1	-	0,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
2	-	-	0,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
3	-	-	-	0,2	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
4	-	-	-	-	0,75	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
5	-	-	-	-	-	0,2	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
6	-	-	-	-	-	-	1,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
7	-	-	-	-	-	-	-	0,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-
8	-	-	-	-	-	-	-	-	0,2	-	-	-	-	-	-	-	-
9	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,75	-	-	-	-	-	-	-
10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,5	-	-	-	-	-	-
11	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,75	-	-	-	-	-
12	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1,5	-	-	-	-
13	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,5	-	-	-
14	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,75	-	-
15	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,2	-
16	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,5
Показатель текучести расплава, Т=200°С, Р=21,6 кгс, г/10 мин	2,1	4,0	4,3	3,7	4,8	3,9	6,1	4,6	4,1	5,2	4,8	5,4	6,4	5,0	5,8	4,0	4,6
Термостабильность, Т=185°С	47	89	105	95	125	95	145	130	98	125	130	142	134	145	138	104	120

Таблица 3
Компоненты	Состав, мас.ч
Поливинилхлорид	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
Трехосновной сульфат свинца	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5
Стерат кальция	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Металлсодержащая смазка по примерам таблицы 1.	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
17	0,2	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
18	-	0,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
19	-	-	0,2	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
20	-	-	-	0,75	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
21	-	-	-	-	0,2	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
22	-	-	-	-	-	1,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
23	-	-	-	-	-	-	0,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-
24	-	-	-	-	-	-	-	0,5	-	-	-	-	-	-	-	-
25	-	-	-	-	-	-	-	-	0,2	-	-	-	-	-	-	-
26	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,5	-	-	-	-	-	-
27	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,75	-	-	-	-	-
28	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1,5	-	-	-	-
29	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,5	-	-	-
30	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,75	-	-
31	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,2	-
32	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,5
Показатель текучести расплава, Т=200°С, Р=21,6 кгс, г/10 мин	4,1	4,6	3,7	5,4	3,9	6,1	4,9	5,1	4,0	4,6	5,4	6,3	5,0	5,7	4,2	5,1
Термостабильность, Т=185°С, мин	85	115	95	125	96	145	132	137	142	100	128	139	125	140	131	150

Таблица 4
Компоненты	Состав, мас.ч
Поливинилхлорид хлорированный	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
Трехосновной сульфат свинца	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5
Стерат кальция	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Металлсодержащая смазка по примерам таблицы 1.	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
1	0,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
2	-	0,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
6	-	-	0,2	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
7	-	-	-	0,75	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
8	-	-	-	-	0,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
13	-	-	-	-	-	1,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
15	-	-	-	-	-	-	0,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-
17	-	-	-	-	-	-	-	0,2	-	-	-	-	-	-	-	-
19	-	-	-	-	-	-	-	-	0,75	-	-	-	-	-	-	-
22	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,5	-	-	-	-	-	-
23	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,75	-	-	-	-	-
25	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1,5	-	-	-	-
26	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,5	-	-	-
27	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,75	-	-
28	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,2	-
32	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,5
Показатель текучести расплава, Т=200°С, Р=21,6 кгс, г/10 мин	2,9	3,2	3,3	4,1	3,6	5,1	4,2	3,0	4,5	4,2	4,7	5,4	3,9	4,6	3,1	4,1
Термостабильность, Т=185°С	67	68	85	96	82	125	92	65	85	91	99	110	89	115	90	91

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.

Изобретение относится к созданию композиционных материалов на основе полимеров, предназначенных преимущественно для изготовления стенок теплообменных аппаратов, разделяющих теплоносители, и работающих в агрессивных, малоагрессивных и не агрессивных средах при капельной и пленочной конденсации водяных паров на тепловоспринимающих поверхностях, а также конвективной передаче теплоты от горячего теплоносителя к стенке(ам) и от стенки(ок) к холодному теплоносителю и может быть использовано как на стационарных теплоэнергетических установках, так и в системах двигателей транспортных средств.

Композиция, содержащая хлорированный поливинилхлорид и сополимер акрилового типа // 2179985

Изобретение относится к адгезионным композициям на основе хлорированного поливинилхлорида и сополимера акрилового типа, которые используются в производстве клеев, химически стойких лаков, красок и эмалей.

Отделочная композиция для полимерных материалов // 2124536

Изобретение относится к производству полимерных материалов технического и специального назначения. .

Композиция, содержащая хлорированный поливинилхлорид и хлорированный каучук // 2109775

Изобретение относится к способу получения высокоадгезионной композиции на основе хлорированного полвинилхлорида и хлорированного дивинилпипериленового каучука при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлорированный поливинилхлорид - 1 - 96; хлорированный дивинилпипериленовый каучук - 4 - 99, причем содержание хлора в хлорированном дивинилпипериленовом каучуке составляет 45 - 55 мас.%.

Композиция для получения пористых пленок // 2017761

Изобретение относится к композициям, которые могут быть использованы в химической технологии для получения пористых пленок, применяемых в процессах ультра- и микрофильтрации, в качестве сепарационного материала в аккумуляторах.

Полимерная композиция // 2002769

Состав ионоселективной мембраны электрода // 1799881

Препрег // 1650660

Изобретение относится к производству препрегов, применяемых в качестве покровных материалов для тепловой изоляции трубопроводов . .

Пластизольная композиция для липкого слоя поливинилхлоридной ленты // 1647022

Связующее для пропитки стеклотканевых материалов // 1599399

Изобретение относится к составам связующих для пропитки стеклотканевых материалов, используемых в качестве межрамных ограждений крепи горных выработок. .

Способ получения пластифицированных полимерных материалов // 2258717

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к способам получения пластифицированных полимерных материалов путем введения в их объем пластификаторов, и может быть использовано в производстве различных полимерных материалов и покрытий.

Композиция смолы на основе винилхлорида // 2258073

Изобретение относится к композиции для формования изделий, которая может быть использована в области строительных материалов. .

Полимерная композиция для кабельного пластиката // 2251559

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к пластифицированным композициям на основе поливинилхлорида для кабельного пластиката. .

Пластизоль // 2251558

Изобретение относится к созданию пластифицированных композиций на основе эмульсионного поливинилхлорида - пластизолей, которые могут быть использованы в производстве полимерных изделий.

Полимерная композиция // 2251557

Изобретение относится к переработке термопластичных полимерных композиций на основе поливинилхлорида методом экструзии и может быть использовано при получении труб.

Полимерная композиция для получения мипластового сепаратора // 2249020

Изобретение относится к составу на основе порошкообразного эмульсионного поливинилхлорида, (ПВХЭ), перерабатываемому с высокой производительностью в мипластовый сепаратор (микропористый материал), предназначенный для разделения разноименных электродов кислотных (свинцовых) аккумуляторов.

Полимерная композиция // 2249019

Изобретение относится к созданию пластифицированных композиций на основе суспензионного поливинилхлорида, которые используются для получения пленочных материалов, в частности, в производстве ленты изоляционной поливинилхлоридной.

Композиция для кабельного пластиката // 2246508

Композиционный материал для экранирования электромагнитного излучения и способ его получения // 2243980

Изобретение относится к получению композиционного материала для защиты от электромагнитного излучения экранированием и может быть использовано в электронике, радиотехнике, а также в ряде изделий специального назначения.

Способ получения термостабилизаторов поливинилхлорида // 2243243

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, а именно к способу получения стеаратов кальция, цинка, бария и кадмия, применяемых как термостабилизаторы при переработке поливинилхлорида, а также при производстве лаков, поверхностно-активных составов, используемых как флотационные агенты.

Полимерная композиция для кабельного пластиката // 2251559