Способ получения триметаллических солей поли(мет)акриловой кислоты

Авторы патента:

C08F120/06 - акриловая кислота; метакриловая кислота; их металлические или аммониевые соли

Владельцы патента RU 2462481:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет (RU)

Настоящее изобретение относится к синтезу водорастворимых триметаллических солей поли(мет)акриловой кислоты. Описан способ получения триметаллических солей поли(мет)акриловой кислоты, включающий полимеризацию акриловой или метакриловой кислоты в присутствии персульфата калия с последующим добавлением соответствующей смеси хлоридов металлов Са, Mg, Zn, Mn, Fe(II), Co и Ni, используя пары Ca-Mn, Ca-Fe(II), Ca-Co, Ca-Ni, Mg-Mn, Mg-Fe(II), Mg-Co, Mg-Ni, Zn-Mn, Zn-Fe(II), Zn-Co, Zn-Ni от 1.6441 до 2.4354 моль, и нейтрализацию оставшейся кислоты водным раствором гидроксида натрия. Технический результат - получение водорастворимых триметаллических солей поли(мет)акриловой кислоты для возможности их использования при термообработке металлов в качестве компонентов смазочно-охлаждающих жидкостей в производстве строительных материалов. 21 пр.

Предлагаемое изобретение относится к синтезу водорастворимых триметаллических солей поли(мет)акриловой кислоты, применяемых при изготовлении смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), закалочных сред, флокулянтов, эмульгаторов, формовочно-разделительных добавок, биоцидов и модификаторов буровых растворов. Предлагаемый способ позволяет получать водорастворимые триметаллические соли поли(мет)акриловой кислоты различного состава.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения биметаллических солей полиакриловой кислоты реакцией полиакрилата натрия с водорастворимыми солями Mg и Са (JP №53-37757, МКИ C08L 33/02, 07.04.1978 г.).

Недостатком данного способа является невозможность получения триметаллических солей поли(мет)акриловой кислоты.

Из просмотренных источников информации авторами не найдены способы получения триметаллических солей поли(мет)акриловой кислоты.

В основу настоящего изобретения положена задача разработки способа получения водорастворимых триметаллических солей поли(мет)акриловой кислоты для возможности их использования при термообработке металлов в качестве компонентов СОЖ в производстве строительных материалов (ДСП и ДВП) и др.

Поставленная задача решается тем, что способ получения триметаллических солей поли(мет)акриловой кислоты включает полимеризацию акриловой или метакриловой кислоты в присутствии персульфата калия с последующим добавлением соответствующего количества смеси хлоридов металлов Са, Mg, Zn, Mn, Fe(II), Co и Ni, используя пары Ca-Mn, Ca-Fe(II), Ca-Co, Ca-Ni, Mg-Mn, Mg-Fe(II), Mg-Co, Mg-Ni, Zn-Mn, Zn-Fe(II), Zn-Co, Zn-Ni от 1.6441 до 2.4354 моль, и нейтрализацию оставшейся кислоты водным раствором гидроксида натрия.

Полученные водные растворы триметаллических солей пропускают через колонку с ионообменной смолой АН-31 ТУ 2227-344-00203447-99 для удаления из раствора ионов Cl^-и

Калий персульфат K₂S₂O₈ ГОСТ 4146-74;

акриловая кислота марки П, С₃Н₄O₂, ТУ 2431-001-52470063-2002; метакриловая кислота С₄Н₆O₂, ТУ 2431-001-52470068-2002;

вода питьевая ГОСТ 2874-73;

железо (II) сульфат (железный купорос) FeSO₄7Н₂O ГОСТ 41-48-78;

натрий гидроксид NaOH ГОСТ 4328-77, ГОСТ 2263-79;

железо (III) сульфат Fe₂(SO₄)₃ ГОСТ 9485-74;

железо (II) хлорид FeCl₂ ГОСТ 11159-65;

железо (III) хлорид FeCl₃ ГОСТ 4147-74;

кальций хлорид СаСl₂·2Н₂O ГОСТ 4460-66; ТУ 6-09-5077-83;

кобальт сульфат CoSO₄·7Н₂O ГОСТ 4462-78;

магний хлорид MgCl₂·6Н₂O ГОСТ 4209-77;

марганец хлорид МnСl₂·2Н₂O ГОСТ 612-75;

никель сульфат NiSO₄·7Н₂O ГОСТ 4465-74;

олово хлорид SnCl₂·2Н₂O ГОСТ 36-78;

цинк сульфат ZnSO₄·7Н₂O ГОСТ 4174-77;

цинк хлорид ZnCl₂·2Н₂O ГОСТ 4529-78.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного по заявляемой совокупности признаков и наличию вышеуказанных свойств, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию «новизна» и «изобретательский уровень».

Для доказательства соответствия заявляемого изобретения критерию «промышленная применимость» приводим примеры конкретного выполнения.

Пример 1 (по прототипу)

В стеклянный реактор объемом 30 л, снабженный перемешивающим устройством турбинного типа, карманом для установки термопары, загрузочным люком и капельной воронкой, наливают 15 литров 8% водного раствора полиакрилата натрия и при включенной мешалке приливают из капельной воронки 10 л водного раствора 6 кг (54.059 моль) СаСl₂·2Н₂O и получают 0.2-0.4% водные растворы с вязкостью 218-348 сП. Водные растворы пропускают через колонку с ионообменной смолой АН-31 для удаления из раствора ионов Сl^- и по реакциям анионного обмена:

RKt⁺OH^- + Na⁺+ Сl^- = RKt⁺Сl^- + Na⁺ + ОН^-;

где R - полимерный радикал;

Kt⁺ - ионогенная группа.

Очищенные полимерные продукты высушивают при 45-60°С до остаточной влажности 15%. Полученный твердый полимерный продукт измельчают до пылевидного состояния и анализируют.

Найдено, %: С 38.61; Н 3.45; О 35.27; Na 20.89; Са 0.43.

Пример 2

В условиях примера 1, но при использовании 2.8 л дистиллированной воды, нагретой до 65°С, включают перемешивание и присыпают 62 г (0.2294 моль) персульфата калия. После растворения персульфата калия добавляют 672 г (9.3243 моль) 639 мл акриловой или 803 г (9.3243 моль) 794 мл метакриловой кислоты и приливают смесь водных растворов 132 г (1.1893 моль) хлорида кальция и 132 г (1.049 моль) хлорида марганца в 1.75 л дистиллированной воды. Температура повышается до 93°С. Выключают мешалку. Температура снижается до 74°С. Снова включают мешалку. Температура поднимается до 86°С. Приливают 3.5 л дистиллированной воды и добавляют водный раствор 165 г (4.125 моль) гидроксида натрия в 6.2 л дистиллированной воды. Через 0.5 часа добавляют еще 4.8 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 5%.

Для CaMnПAКNa найдено, %: С 39.43; Н 3.51; О 35.42; Na 20.96; Са 0.18; Мn 0.08.

Для CaMnПMКNa найдено, %: С 45.17; Н 4.88; О 30.56; Na 18.87; Са 0.1; Мn 0.04.

Пример 3

В условиях примера 2 но при использовании смеси водных растворов из 135 г (1.2163 моль) хлорида кальция и 135 г (1.0651 моль) хлорида железа (II) в 2.6 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 5.5%.

Для CaFeПАКNa найдено, %: С 39.66; Н 2.83; О 35.86; Na 20.96; Fe(II) 0.09; Са 0.18.

Для CaFeПMКNa найдено, %: С 45.19; Н 4.89; О 30.54; Na 18.87; Fe (II) 0.04; Са 0.14.

Пример 4

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 134 г (1.2073 моль) хлорида кальция и 134 г (1.032 моль) хлорида кобальта в 2.5 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 6%.

Для CaCoПАКNa найдено, %: С 39.58; Н 3.52; О 35.42; Na 20.96; Со 0.07; Са 0.16.

Для CaCoПМКNa найдено, %: С 45.0; Н 4.86; О 30.76; Na 18.87; Са 0.01; Со 0.05.

Пример 5

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 130 г (1.1893 г) хлорида кальция и 130 г (1.003 моль) хлорида никеля в 1.56 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 6%.

Для CaNiПАКNa найдено, %: С 39.3; Н 3.5; О 35.55; Na 20.96; Са 0.18; 19 Ni 0.09.

Для CaNiПМКNa найдено, %: С 45.21; Н 4.87; О 30.5; Na 18.87; Са 0.1; Ni 0.05.

Пример 6

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 132 г (1.3864 моль) хлорида магния и 132 г (1.049 моль) хлорида марганца в 2.5 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 8.2%.

Для MgMnПАКNa найдено, %: С 39.55; Н 3.52; O 34.72; Na 20.96; Mg 0.65; Mn 0.08.

Для MgMnПМКNa найдено, %: С 45.19; Н 4.89; О 30.53; Na 18.87; Mg 0.45; Mn 0.7.

Пример 7

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 132 г (1.3864 моль) хлорида магния и 132 г (1.0414 моль) хлорида железа (II) в 2.5 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 8.6%.

Для MgFeПАКNa найдено, %: С 39.47; Н 3.5; О 35.44; Na 20.96; Fe 0.08; Mg 0.13.

Для MgFeПМКNa найдено, %: С 45.23; Н 4.67; О 30.73; Na 18.87; Mg 0.91; Fe 0.08.

Пример 8

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 132 г (1.3864 моль) хлорида магния и 132 г (1.0166 моль) хлорида кобальта в 2.5 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 7.8%.

Для MgCoПАКNa найдено, %: С 39.46; Н 3.5; О 35.44; Na 20.96; Со 0.09; Mg 0.13.

Для MgCoПМКNa найдено, %: С 45.23; Н 4.89; О 25.09; Na 18.87; Со 0.05; Mg 0.06.

Пример 9

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 132 г (1.3864 моль) хлорида магния и 132 г (1.0184 моль) хлорида никеля в 2.5 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 7.2%.

Для MgNiПАКNa найдено, %: С 39.43; Н 3.49; О 35.41; Na 20.96; Mg 0.06; Ni 0.23.

Для MgNiПМКNa найдено, %: С 45.22; Н 4.89; О 30.32; Na 18.87; Mg 0.19; Ni 0.09.

Пример 10

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 135 г (1.1216 моль) сульфата магния и 135 г (0.8742 моль) сульфата марганца в 2.6 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 6.8%.

Пример 11

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 135 г (1.1216 моль) сульфата магния и 135 г (0.8881 моль) сульфата железа (II) в 2.7 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 7.4%.

Пример 12

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 135 г (1.1216 моль) сульфата магния и 135 г (0.8710 моль) сульфата кобальта в 2.6 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 6.8%.

Пример 13

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 135 г (1.1216 моль) сульфата магния и 135 г (0.8723 моль) сульфата никеля в 2.6 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 8.4%.

Пример 14

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 134 г (0.9832 моль) хлорида цинка и 134 г (1.0648 моль) хлорида марганца в 2.6 л дистиллированной воды.

Концентрация водного раствора полимера 8.1%.

Для MnZnПАКNa найдено, %: С 39.55; Н 3.51; О 38.48; Na 20.96; Zn 0.1; Мn 0.08.

Для MnZnПМКNa найдено, %: С 45.21; Н 4.89; О 30.53; Na 18.87; Zn 0.09; Мn 0.18.

Пример 15

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 134 г (0.9832 моль) хлорида магния и 134 г (1.0572 моль) хлорида железа (II) в 2.6 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 8.7%.

Для ZnFeПАКNa найдено, %: С 39.41; Н 3.5; О 35.37; О 20.96; Fe 0.08; Zn 0.26.

Для ZnFeПМКNa найдено, %: С 45.2; Н 4.88; О 30.46; Na 18.87; Fe 0.04; Zn 0.1.

Пример 16

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 134 г (0.9832 моль) хлорида цинка и 134 г (1.032 моль) хлорида кобальта в 2.6 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 7.4%.

Для ZnCoПАКNa найдено, %: С 39.57; Н 3.52; О 35.4; Na 20.96; Zn 0.17; Со 0.18.

Для ZnCoПМКNa найдено, %: С 45.17; Н 4.88; О 30.49; Na 18.87; Со 0.04; Zn 0.1.

Пример 17

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 134 г (0.9832 моль) хлорида цинка и 134 г (1.0339 моль) хлорида никеля в 2.6 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 6.8%.

Для ZnNiПАКNa найдено, %: С 42.78; Н 3.48; О 32.06; Na 20.96; Ni 0.2; Zn 0.1.

Для ZnNiПМКNa найдено, %: С 45.29; Н 4.86; О 30.42; Na 18.87; Ni 0.09; Zn 0.05.

Пример 18

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 130 г (0.8053 моль) сульфата цинка и 130 г (0.8609 моль) сульфата марганца в 3 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 6.9%.

Пример 19

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 130 г (0.8053 моль) сульфата цинка и 130 г (0.8552 моль) сульфата железа (II) в 3.5 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 7.1%.

Пример 20

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 130 г (0.8053 моль) сульфата цинка и 130 г (0.8388 моль) сульфата кобальта в 3.8 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 8.1%.

Пример 21

В условиях примера 2, но при использовании смеси водных растворов из 130 г (0.8053 моль) сульфата цинка и 130 г (0.8400 моль) сульфата никеля в 3.2 л дистиллированной воды.

Концентрация полученного водного раствора полимера 6.8%.

ИК-спектры триметаллических солей поли(мет)акриловой кислоты сняты на приборе UP-75 в вазелиновом масле.

Спектры ЯМР ¹Н, ¹³С записаны на спектрометре Bruker DPX-400 с рабочей частотой 400 МГц в дейтерохлороформе, внутренний стандарт ГМДС.

Способ получения триметаллических солей поли(мет)акриловой кислоты, включающий полимеризацию акриловой или метакриловой кислоты в присутствии персульфата калия с последующим добавлением соответствующей смеси хлоридов металлов Са, Mg, Zn, Mn, Fe(II), Co и Ni, используя пары Ca-Mn, Ca-Fe(II), Ca-Co, Ca-Ni, Mg-Mn, Mg-Fe(II), Mg-Co, Mg-Ni, Zn-Mn, Zn-Fe(II), Zn-Co, Zn-Ni, от 1.6441 до 2.4354 моль и нейтрализацию оставшейся кислоты водным раствором гидроксида натрия.

Способ получения полиакриловой кислоты // 2266918

Изобретение относится к химической технологии получения синтетических высокомолекулярных соединений. .

Полиакрилат лидокаина, обладающий пролонгированным местноанестезирующим действием // 2246502

Способ получения соли полиакриловой кислоты // 2186792

Изобретение относится к органической химии (синтез биологически активных препаратов) и может быть использовано в производстве изделия медицинского назначения. .

Установка для получения железосодержащей полиакриловой кислоты // 2112593

Изобретение относится к технике полимеризации непредельных соединений, в частности акриловой кислоты, и может быть использовано при получении железосодержащей полиакриловой кислоты, применяемой в медицине (препарат "ФЕРАКРИЛ") и технике.

Способ получения редкосшитых полимеров акриловой кислоты // 2088598

Изобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к способу получения редкосшитой полиакриловой кислоты, применяемой для загущения водных сред с образованием высоковязких прозрачных гелей.

Биологически совместимый материал для протезов и способ его получения // 2056863

Изобретение относится к медицине и медицинской промышленности, а именно к области получения материалов для изготовления протезов различных органов. .

Способ получения соли полиакриловой кислоты для закалочной среды // 2056439

Изобретение относится к способам получения соли полиакриловой кислоты для закалочной среды на водной основе, применяемой при термообработке металлов. .

Полиакриловая кислота в качестве высокомолекулярного полимерного флокулянта - осадителя шлама в глиноземном производстве и способ ее получения // 2024550

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, точнее к полиакриловой кислоте общей формулы CH с характеристической вязкостью [] = =10,0-15,0 дл/г и мол. .

Способ получения полимерных материалов заданной формы // 1728252

Изобретение относится к синтезу высокомолекулярных соединенийна основе акриловых мономеров и может быть использовано в технологии получения ионообменных материалов.

Амфифильные гомополимеры и способ их получения // 2599576

Изобретение относится к области органических высокомолекулярных соединений, а именно к новым биосовместимым амфифильным гомополимерам, пригодным для создания форм лекарственных препаратов, биологически активных веществ и солюбилизации плохорастворимых веществ, а также к одностадийному способу получения таких гомополимеров. Амфифильные гомополимеры имеют общую формулу , где М представляет собой мономер, выбранный из группы, включающей N-винилпирролидон, N-изопропилакриламид, N-(2-гидроксипропил)метакриламид, этиленамин, 2-аллилоксибензальдегид, акриламид, акриловую кислоту и ее эфиры, метакриловую кислоту и ее эфиры и N-диалкилакриламид; R представляет собой длинноцепочечную алифатическую линейную или разветвленную гидрофобную группу; n представляет собой целое число от 6 до 125. Способ получения указанных гомополимеров заключается в том, что проводят радикальную гомополимеризацию мономера в органическом растворителе в присутствии инициатора радикальной гомополимеризации и регулятора роста длины цепи. В качестве регулятора роста длины цепи применяют длинноцепочечный алифатический меркаптоамин или солянокислый меркаптоаминохлорид. Изобретение позволяет разработать одностадийный способ получения амфифильных гомополимеров, повысить выход целевого продукта, а также сократить время его получения. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 табл., 4 пр.

Амфифильные полимерные металлокомплексы и способ их получения // 2608304

Изобретение относится к области органических высокомолекулярных соединений, а именно к новым амфифильным полимерным комплексным соединениям, способу их получения, к носителю и композиции для доставки биологически активных веществ, а также к применению комплексных соединений в качестве активаторов оксо-биоразложения карбоцепных полимеров. Полимерное комплексное соединение содержит гидрофильный фрагмент амфифильного полимера, который комплексно связан с ионами переходного металла. Амфифильный полимер представляет собой гомополимер или статистический сополимер общей формулы H-[-M-]-S-R, в которой [-M-] представляет собой гидрофильный фрагмент, состоящий из одинаковых или нескольких различных нерегулярно упорядоченных мономеров, выбранных из группы, включающей N-винилпирролидон, N-изопропилакриламид, N-(2-гидроксипропил)метакриламид, этиленамин, 2-аллилоксибензальдегид, акриламид, N-диалкилакриламид, малеиновый ангидрид, акриловую, метакриловую, малеиновую, фумаровую, коричную кислоты и эфиры этих кислот; R представляет собой гидрофобный фрагмент общего строения –(-C8-19алкил)-CH2-X, в котором X независимо представляет собой H, OH, NH2 или NH3Cl. В амфифильном полимере по меньшей мере 1 мольн. % мономеров составляют мономеры, содержащие карбоксильную группу. Среднечисловая молекулярная масса амфифильного полимера составляет от 1 до 30 кДа. Способ получения полимерных комплексных соединений заключается в том, что осуществляют совместную инкубацию водного раствора амфифильного полимера с водным или органическим раствором соли переходного металла. Носитель для доставки биологически активных веществ представляет собой мицеллы, состоящие из вышеуказанных комплексных соединений. Композиция для доставки биологически активных веществ содержит по меньшей мере одно биологически активное вещество и вышеуказанный носитель. Изобретение позволяет получить полимерные комплексные соединения с высоким выходом и высокой степенью чистоты, а также получить носитель, обеспечивающий высокую водосовместимость плохорастворимых и нерастворимых в воде биологически активных веществ. 5 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл., 9 пр.