Изобретение относится к способу получения жидких полисульфидных полимеров, которые могут быть использованы как полимерная основа герметизирующих материалов, широко применяющихся в строительстве, авиа- и судостроении, электронной промышленности.
Одной из актуальных технических и экологических проблем химической промышленности является получение серосодержащих олигомеров и полимеров по замкнутому циклу без сброса вредных веществ в сточные воды и атмосферу. К числу таких производств относится и производство жидких полисульфидных полимеров типа тиоколов, см. Энциклопедия полимеров. Т.3. М.: Советская энциклопедия, 1977, с.45.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения жидких полисульфидных полимеров путем смешения хлорсодержащих мономеров - ди(β-хлорэтил)формаля и 1,2,3-трихлорпропана, взятых в мольном соотношении 0,99:0,01-0,98:0,02, с сульфидным соединением, в качестве которого используют серу или дисульфид натрия или смесь произвольного состава серы и дисульфида натрия в количестве 0,56-1,0 моль на 1 моль смеси хлорсодержащих мономеров, осуществляя его полную или дробную подачу, и в течение 1,5 ч при температуре 75-80°С и интенсивном перемешивании вводят водный раствор гидросульфида натрия в количестве 1,92-3,15 моль в расчете на гидросульфид щелочного металла на 1 моль смеси хлорсодержащих мономеров, а взаимодействие компонентов реакционной массы ведут при температуре (97±2)°С в течение 6,5-7,5 часов.
Для выделения и очистки целевого продукта используют органический растворитель - толуол.
Сущность способа по прототипу приведена в соответствии с примерами конкретного выполнения, приведенными в описании изобретения, см. Патент RU №2220158, МПК 7 C 08 G 75/16, 2003 г. и Приложение к заявке.
Недостатками этого способа являются:
- использование токсичного, а также пожаро- и взрывоопасного вещества - толуола для очистки и выделения целевого продукта из водного раствора;
- необходимость дополнительного оборудования и проведения дополнительной операции - отгонки толуола;
- сложность полного удаления органического растворителя традиционными приемами, что в значительной степени ухудшает потребительские свойства полисульфидных полимеров, особенно при использовании их в строительстве;
- длительность получения целевого продукта.
Задачей изобретения является упрощение способа получения полисульфидных полимеров.
Техническая задача решается способом получения жидких полисульфидных полимеров путем смешения хлорсодержащих мономеров -ди(β-хлорэтил)формаля и 1,2,3-трихлорпропана, взятых в мольном соотношении 0,99:0,01-0,96:0,04, с гидросульфидом натрия и серой при температуре 70-75°С и интенсивном перемешивании в течение 1,0-1,5 часа и последующего взаимодействия компонентов реакционной массы при температуре 85-97°С, в котором гидросульфид натрия с серой берут в мольном соотношении 3,2:0,5-3,5:1,5 на 1 моль хлорсодержащих мономеров, а взаимодействие компонентов реакционной массы ведут в присутствии галогенида четвертичного аммония или смеси галогенидов четвертичного аммония в количестве 0,5-1,0% от массы мономеров в течение 3-4 часов.
Техническая задача решается также способом получения жидких полисульфидных полимеров путем смешения хлорсодержащих мономеров -ди(β-хлорэтил)формаля и 1,2,3-трихлорпропана, взятых в мольном соотношении 0,99:0,01-0,96:0,04, с гидросульфидом натрия и сульфидным соединением при температуре 70-75°С и интенсивном перемешивании в течение 1,0-1,5 часа и последующего взаимодействия компонентов реакционной массы при температуре 85-97°С, в котором в качестве сульфидного соединения используют полисульфид натрия со степенью полисульфидности n=2,7-4,2, при этом гидросульфид с полисульфидом натрия берут в мольном соотношении 3,1:0,6-3,5:0,2 на 1 моль хлорсодержащих мономеров, а взаимодействие компонентов реакционной массы ведут в присутствии галогенида четвертичного аммония или смеси галогенидов четвертичного аммония в количестве 0,5-1,0% от массы мономеров в течение 3-4 часов.
Решение технической задачи позволяет сократить продолжительность процесса получения полисульфидных полимеров, улучшить его экологичность и снизить трудоемкость.
Характеристика используемых в способе получения полисульфидного полимера галогенидов четвертичного аммония:
1. Тетрабутиламмоний йодид, формулы
[СН3(СН2)3]4N+J- белое кристаллическое вещество, Тплавл - 145-147°С
2. Тетрабутиламмоний бромид, формулы
[СН3(СН2)3]4]N+Br- белое кристаллическое вещество, Тплавл - 73-75°С, см. "Новый справочник химика и технолога". Основные свойства неорганических, органических и элементоорганических соединений, - СПб.: АНО НПО "Мир и семья", 2002 г.
3. Алкилдиметилбензиламмоний хлориды фракции C10-C16-50%-ный спиртовый раствор, жидкость светло-желтого цвета, плотность при 20°С 0,85-0,90 г/см3, выпускается под торговой маркой "КАТАПАВ С" ОАО "НИИПАВ" по ТУ 2482-003-04706205-01.
4. Алкилтриметиламмоний хлориды фракции С10-C16-50%-ный спиртовый раствор, жидкость светло-желтого цвета, плотность при 20°С - 0,85-0,90 г/см3, выпускается под торговой маркой "АЛКАПАВ С" по ТУ 2482-006-04706205-03. Производитель галогенидов четвертичного аммония по пп.3 и 4, г.Волгодонск, Ростовская обл., НИИПАВ.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.
Пример 1
В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником, помещают 484 мл водного раствора с концентрацией 7,2 моль/л гидросульфида натрия (3,5 моль), 48,1 г (1,5 моль) порошковой серы с содержанием основного вещества 99,5% и 0,85 г тетрабутиламмоний бромида (0,5% от массы хлорсодержащих мономеров). Содержимое колбы нагревают при интенсивном перемешивании до температуры 70-75°С, а затем в течение 1 ч ведут смешение со 167,4 г (0,96 моль) ди(β-хлорэтил)формаля с содержанием основного вещества 99,2% и 6,1 г (0,04 моль) 1,2,3-трихлорпропана с содержанием основного вещества 97%. Взаимодействие компонентов реакционной массы ведут при интенсивном перемешивании и температуре 85-90°С в течение 4 часов. Затем нагрев и перемешивание прекращают, маточный раствор солей декантируют. Полученный полимер промывают несколько раз водой для удаления солей и сушат в вакууме при температуре 80-85°С и остаточном давлении 20 мм рт.ст. в течение 2,5 ч. Получают полисульфидный полимер желтого цвета в количестве 161,0 г (97,6%) с вязкостью 10,2 Па·с. Массовые доли S, Cl, SH в%: 38,9; 0; 3,75. Среднечисловая молекулярная масса Мп=1760.
Пример 2
В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником, помещают 172,6 г (0,99 моль) ди(β-хлорэтил)формаля с содержанием основного вещества 99,2% и 1,52 г (0,01 моль) 1,2,3-трихлорпропана с содержанием основного вещества 97%. Содержимое колбы нагревают при интенсивном перемешивании до температуры 70-75°C, а затем в течение 1,5 ч ведут смешение с 442 мл водного раствора с концентрацией 7,2 моль/л гидросульфида натрия (3,2 моль), и 3,4 г 50%-го спиртового раствора алкилтриметиламмоний хлоридов фракции C10-C16 (1% от массы хлорсодержащих мономеров) с последующим смешением с 16,1 г (0,5 моль) порошковой серы с содержанием основного вещества 99,5%. Взаимодействие компонентов реакционной массы ведут при интенсивном перемешивании и температуре 95-97°С в течение 3 часов. Затем нагрев и перемешивание прекращают, маточный раствор солей декантируют. Полученный полимер промывают несколько раз водой для отмывки от солей и сушат в вакууме при температуре 80-85°С и остаточном давлении 20 мм рт.ст. в течение 2,5 ч. Получают полисульфидный полимер светло-желтого цвета в количестве 161,4 г (97,5%) с вязкостью 16,5 Па·с. Массовые доли S, Cl, SH в%: 39,1; 0; 2,9. Среднечисловая молекулярная масса Мп=2275.
Пример 3
В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником, помещают 429 мл водного раствора с концентрацией 7,2 моль/л гидросульфида натрия (3,1 моль), 240 мл водного раствора с концентрацией 2,5 моль/л и степенью полисульфидности п=2,7 полисульфида натрия (0,6 моль) и 1,7 г тетрабутиламмоний йодида (1,0% от массы хлорсодержащих мономеров). Содержимое колбы нагревают при интенсивном перемешивании до температуры 70-75°С, а затем в течение 1 ч ведут смешение со 172,6 г (0,99 моль) ди(β-хлорэтил)формаля с содержанием основного вещества 99,2% и 1,52 г (0,01 моль) 1,2,3-трихлорпропана с содержанием основного вещества 97%. Взаимодействие компонентов реакционной массы ведут при интенсивном перемешивании и температуре 85-90°С в течение 4 часов. Затем нагрев и перемешивание прекращают, маточный раствор солей декантируют. Полученный полимер промывают несколько раз водой для удаления солей и сушат в вакууме при температуре 80-85°С и остаточном давлении 20 мм рт.ст. в течение 2,5 ч. Получают полисульфидный полимер желтого цвета в количестве 162,8 г (98,1%) с вязкостью 42,6 Па·с. Массовые доли S, Cl, SH в%: 39,2; 0; 2,12. Среднечисловая молекулярная масса Мп=3110.
Пример 4
В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником, помещают 167,4 г (0,96 моль) ди(β-хлорэтил)формаля с содержанием основного вещества 99,2% и 6,1 г (0,04 моль) 1,2,3-трихлорпропана с содержанием основного вещества 97%. Содержимое колбы нагревают при интенсивном перемешивании до температуры 70-75°С, а затем в течение 1,5 ч ведут смешение с 484 мл водного раствора с концентрацией 7,2 моль/л гидросульфида натрия (3,5 моль), 91 мл водного раствора с концентрацией 2,2 моль/л и степенью полисульфидности п=4,2 полисульфида натрия (0,2 моль) и 1,7 г 50%-го спиртового раствора алкилдиметилбензиламмоний хлоридов фракции C10-C16 (0,5% от массы хлорсодержащих мономеров). Взаимодействие компонентов реакционной массы ведут при интенсивном перемешивании и температуре 95-97°С в течение 3 часов. Затем нагрев и перемешивание прекращают, маточный раствор солей декантируют. Полученный полимер промывают несколько раз водой для отмывки от солей и сушат в вакууме при температуре 80-85°С и остаточном давлении 20 мм рт.ст. в течение 2,5 ч. Получают полисульфидный полимер светло-желтого цвета в количестве 159,8 г (96,5%) с вязкостью 2,8 Па·с. Массовые доли S, Cl, SH в%: 39,6; 0; 10,8. Среднечисловая молекулярная масса Мп=610.
Таким образом, заявляемый способ получения жидких полисульфидных полимеров позволяет сократить продолжительность процесса, улучшить его экологичность и снизить трудоемкость.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ПОЛИСУЛЬФИДНЫЙ ПОЛИМЕР (ВАРИАНТЫ) | 2012 |
|
RU2493179C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИСУЛЬФИДНЫХ ПОЛИМЕРОВ | 2001 |
|
RU2220158C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИСУЛЬФИДНОГО ПОЛИМЕРА | 2011 |
|
RU2461583C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИСУЛЬФИДНОГО ПОЛИМЕРА | 2015 |
|
RU2599992C1 |
НИЗКОСОЛЕВОЙ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИСУЛЬФИДА | 2015 |
|
RU2692777C2 |
СИНТЕТИЧЕСКИЙ ЛАТЕКС И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 2012 |
|
RU2496803C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ ТИОКОЛОВ | 1981 |
|
SU1840614A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИСУЛЬФИДА | 2014 |
|
RU2662433C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИСУЛЬФИДНЫХ ОЛИГОМЕРОВ | 1995 |
|
RU2099361C1 |
ПОЛИМЕР, СОДЕРЖАЩИЙ ТИОЛОВЫЕ ГРУППЫ, И ВКЛЮЧАЮЩАЯ ЕГО ОТВЕРЖДАЕМАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2013 |
|
RU2617686C2 |
Изобретение относится к способу получения жидких полисульфидных полимеров путем смешения хлорсодержащих мономеров - ди(β-хлорэтил)формаля и 1,2,3-трихлорпропана, взятых в мольном соотношении 0,99:0,01-0,96:0,04, с гидросульфидом натрия и серой при температуре 70-75°С и интенсивном перемешивании в течение 1,0-1,5 часа. Последующее взаимодействие компонентов реакционной массы осуществляют при температуре 85-97°С. Гидросульфид натрия с серой берут в мольном соотношении 3,2:0,5-3,5:1,5 на 1 моль хлорсодержащих мономеров. Взаимодействие компонентов реакционной массы ведут в присутствии галогенида четвертичного аммония или смеси галогенидов четвертичного аммония в количестве 0,5-1,0% от массы мономеров в течение 3-4 часов. Изобретение также относится к варианту способа получения жидких полисульфидных полимеров. Изобретение позволяет сократить продолжительность процесса получения полисульфидных полимеров, улучшить его экологичность и снизить трудоемкость. 2 н.п. ф-лы.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИСУЛЬФИДНЫХ ПОЛИМЕРОВ | 2001 |
|
RU2220158C2 |
Авторы
Даты
2006-04-27—Публикация
2004-07-28—Подача