Способ получения стеарата кальция-цинка Российский патент 2019 года по МПК C07C51/41 C08K5/11 C08K5/09 

Описание патента на изобретение RU2705719C1

Способ получения стеарата кальция-цинка

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, в частности, к способу производства кальций - цинкового стабилизатора для производства жестких и пластифицированных композиций поливинилхлорида (ПВХ) и может быть использовано в качестве термостабилизатора для производства жестких и пластифицированных ПВХ-композиций: профили, трубы, обои, шланги, тара, искусственная кожа, линолеум, а также изделий из них, например, при литье под давлением, непрозрачной и полупрозрачной изоляции проводов.

Известен способ получения стеарата кальция-цинка путем взаимодействия оксида цинка и оксида кальция со стеариновой кислотой, при температуре 200-240°С. Процесс ведут следующим образом: к кислоте, нагретой до температуры 200-240°С, порциями, во избежание сильного вспенивания, вводят оксид кальция и оксид цинка в виде паст в обезвоженном льняном масле для предупреждения их агрегатирования, и процесс осуществляют до получения гомогенной реакционной массы, см. Сорокин М.Ф. и др. Химия и технология пленкообразующих веществ. - М.: Химия, 1981, с. 399-400.

Недостатком данного способа является высокая температура процесса и, как следствие, загрязненность стеарата кальция-цинка продуктами термической деструкции, что ухудшает качество целевого продукта.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения стеарата кальция-цинка путем последовательного раздельного осаждения стеарата кальция и стеарата цинка в соответствующих реакторах. Стеарат кальция получают путем взаимодействия стеариновой кислоты и гидроокиси кальция при нагревании и интенсивном перемешивании в водной среде при температуре 60-65°С в течение 110-120 минут, проводят термообработку для агрегатирования частиц при постоянном перемешивании суспензии, при этом температуру поднимают до 80-85°С и выдерживают при заданной температуре в течение 10-15 минут до рН 8,5-9,0 маточного раствора основного вещества и кислотного числа, с последующим закачиванием в аппарат для смешивания стеарата кальция и стеарата цинка. Стеарата цинка получают путем смешения воды, концентрированной соляной кислоты при рН раствора 2,8-3,5, окиси цинка и твердой стеариновой кислоты, температуру реакционной массы поднимают до 96-98°С, проводят циркуляцию суспензии с возможностью растворения осевшей окиси цинка в течение 110-120 минут при температуре 96-98°С, переводят суспензию стеарата цинка в состояние стабильной эмульсии до рН маточного раствора 4,5-5,0, кислотного числа 5,0 мг КОН/г и содержание основного вещества 10-11 мас. %, затем заливают химочищенной водой, перемешивают и перекачивают в аппарат для смешивания стеарата кальция и стеарата цинка. Затем производят слив суспензии стеарата кальция и стеарата цинка, смешивают их в течение 20-30 минут до получения основных веществ стеарата кальция в пределах 3,5-5 мас. % и стеарата цинка в пределах 2,5-3,5 мас. %, см. RU Патент №2672262, МПК С07С 51/41 (2006.01); C08K 5/11 (2006.01); C08K 5/09 (2006.01), 2018.

Недостатком данного способа является сложность технологического процесса, периодичность и длительность получения стеарата кальция-цинка.

Технической проблемой является упрощение технологического процесса, устранение периодичности получения стеарата кальция-цинка.

Техническая проблема решается способом получения стеарата кальция-цинка путем взаимодействия стеариновой кислоты, гидроксида кальция и оксида цинка при интенсивном перемешивании в твердой фазе, согласно изобретению, гидроксид кальция и оксид цинка берут при массовом соотношении, равном 3:1, реакционную смесь подвергают воздействию многократных ударных нагрузок вращающимися многоярусными лопастями струйной мельницы в псевдосжиженном слое при температуре ниже температуры плавления стеариновой кислоты, затем реакционную смесь направляют в осциллирующий экструзионный смеситель, в котором осуществляют деформационное перемешивание при температуре реакционной массы выше температуры плавления стеариновой кислоты, но ниже температуры плавления стеарата кальция-цинка.

Решение технической задачи позволяет упростить технологический процесс, получить стеарат кальция-цинка со стабильными качественными показателями непрерывным способом.

Способ получения стеарата кальция-цинка осуществляют при интенсивном перемешивании следующим образом:

Стеариновую кислоту, гидроксид кальция и оксид цинка в твердом состоянии через дозаторы подают в лабораторную струйную мельницу марки LNJ-12A Lab (общие характеристики см. https://docplayer.ru/68635318-Katalog-laboratornogo-oborudovaniya.html, с. 035), в которой реакционную смесь подвергают воздействию многократных ударных нагрузок вращающимися многоярусными лопастями струйной мельницы в псевдосжиженном слое.

Время пребывания реакционной массы в струйной мельнице составляет 24-26 секунд. Стенки струйной мельницы имеют систему охлаждения для поддержания температуры внутри мельницы ниже температуры плавления стеариновой кислоты, которая составляет 69-72°С.

После обработки в струйной мельнице порошкообразную реакционную массу через программируемую по времени заслонку отводят в бункер, из которого направляют в осциллирующий экструзионный смеситель SJW-45 Xinda (см. http:www.xindacorp.com/products/co-kneader/product-fimilies/?n=28), где осуществляют деформационное перемешивание реакционной массы в межвитковом пространстве вращающегося шнека при одновременном осциллирующем перемещении ее вдоль оси цилиндра, при температуре реакционной массы выше температуры плавления стеариновой кислоты, но ниже температуры плавления стеарата кальция-цинка.

Порошкообразный продукт выгружают через профилирующую фильеру осциллирующего экструзионного смесителя.

Процесс получения стеарата кальция-цинка непрерывный, получают его в виде мелкодисперсного порошка.

Для лучшего понимания изобретения приводим примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Стеариновую кислоту марки Т-18 ГОСТ 6484-96, гидроксид кальция ГОСТ 9262-77 и оксид цинка ГОСТ 10262-73 при массовом соотношении гидроксида кальция к оксиду цинка, равном 3:1, в твердой фазе непрерывно подают в лабораторную струйную мельницу LNJ-12А Lab.

Мельница LNJ-12A Lab оснащена валом с приводом вращения. На валу установлены многоярусные лопасти. Устанавливаемая скорость вращения лопастей 1480 об/мин.

При вращении лопастей исходные компоненты захватываются потоком и при движении внутри мельницы в псевдосжиженном слое подвергаются многократным ударным нагрузкам. При механическом воздействии на реакционную массу и химическом взаимодействии компонентов реакционной массы выделяется тепло, которое отводят через стенки для регулирования температуры реакционной массы - ниже температуры плавления стеариновой кислоты, в данном примере температура составляет 45°С. Время пребывания реакционной массы в мельнице составляет 24 секунды. Из струйной мельницы порошкообразную реакционную массу через программируемую по времени (через 24 секунды) заслонку отводят в бункер. Из бункера порошкообразную реакционную массу подают в осциллирующий экструзионный смеситель SJW-45 (Co-Kneader Xinda), в котором осуществляют деформационное перемешивание в межвитковом пространстве вращающегося шнека, при скорости вращения шнека (n), равной 30 об/мин, при одновременном осциллирующем перемещении ее вдоль оси цилиндра, при температуре реакционной массы выше температуры плавления стеариновой кислоты, но ниже температуры плавления стеарата кальция-цинка, которая составляет 95°С. В осциллирующем смесителе поддерживают температуру, равную 113°С.

После интенсивного осциллирующего деформационного перемешивания при температуре реакционной массы выше температуры плавления стеариновой кислоты, но ниже температуры плавления стеарата кальция-цинка, завершают процесс химического взаимодействия компонентов, который осуществляют по механизму межфазного взаимодействия в течение нескольких минут.

Пример 2 аналогичный примеру 1. Варьируют условия пребывания реакционной массы в струйной мельнице и осциллирующем экструзионном смесителе.

Пример 3 аналогичный примеру 1. Массовое соотношение гидроксида кальция к оксиду цинка устанавливается как 1:1.

Пример 4 аналогичный примеру 3. Варьируют условия пребывания реакционной массы в струйной мельнице и осциллирующем экструзионном смесителе.

Пример 5 аналогичный примеру 1. Температура реакционной массы в осциллирующем экструзионном смесителе (ОЭС SJW-45) превышает температуру плавления стеарата кальция-цинка. Стеарат кальция-цинка получен низкого качества в виде комка расплава стеариновой кислоты.

Пример 6 аналогичный примеру 1.

Температура реакционной массы в струйной мельнице превышает температуру плавления стеариновой кислоты, получены комки смеси исходных компонентов.

Пример 7 аналогичный примеру 1. Обработку реакционной массы ведут только в струйной мельнице, в псевдосжиженном слое. Время завершения процесса составляет 2400 сек (40 минут). Стеарат кальция-цинка получают невысокого качества, к тому же качество полученного стеарата кальция-цинка колеблется от партии к партии.

Пример 8 аналогичный примеру 1. Обработку реакционной массы ведут только в осциллирующем экструзионном смесителе (ОЭС SJW-45), отсутствует воздействие на реакционную массу многократных ударных нагрузок вращающимися многоярусными лопастями струйной мельницы.

Несмотря на деформационное перемешивание реакционной массы в межвитковом пространстве вращающегося шнека при одновременном осциллирующем перемещении ее вдоль оси цилиндра, полученный стеарат кальция-цинка не соответствуют стандарту качества по ТУ 2432-010-10269039-2012 (см. http://niichimpolymer.ru/production/vig_kc24.htm).

Режимные условия получения стеарата кальция-цинка по примерам 1-8 приведены в таблице 1.

Свойства полученного стеарата кальция-цинка по примерам 1-8 приведены в таблице 2.

Данные по примерам конкретного выполнения, приведенные в таблицах 1 и 2, показывают, что использование совокупности всех признаков формулы изобретения позволяет осуществлять способ получения стеарата кальция-цинка со стабильными качественными показателями непрерывным способом. Стеарат кальция-цинка, полученный по заявленному способу, представляет мелкодисперсный стабильно качественный продукт, соответствующий стандарту качества по ТУ 2432-010-10269039-2012: кислотное число составляет не более 3 мг КОН/г, температура плавления 95°С, массовая доля кальция в пределах 3,5-5,0%, массовая доля цинка не более 2,0-3,5%.

Похожие патенты RU2705719C1

название год авторы номер документа
Способ получения стеарата кальция 2019
  • Дебердеев Тимур Рустамович
  • Момзяков Александр Александрович
  • Хакимуллин Юрий Нуриевич
  • Нафикова Райля Фаатовна
  • Степанова Лена Булатовна
  • Мазина Людмила Александровна
  • Дебердеев Рустам Якубович
  • Берлин Александр Александрович
  • Стоянов Олег Владиславович
  • Колпакова Марина Владимировна
RU2703547C1
Способ получения стеарата цинка 2019
  • Дебердеев Тимур Рустамович
  • Момзяков Александр Александрович
  • Хакимуллин Юрий Нуриевич
  • Нафикова Райля Фаатовна
  • Степанова Лена Булатовна
  • Мазина Людмила Александровна
  • Дебердеев Рустам Якубович
  • Берлин Александр Александрович
  • Стоянов Олег Владиславович
  • Колпакова Марина Владимировна
RU2703549C1
Способ получения стеарата кальция 2021
  • Колпакова Марина Владимировна
RU2763887C1
Активатор вулканизации и способ его получения (варианты) 2020
  • Врублевский Сергей Борисович
RU2731902C1
Способ получения активатора вулканизации (варианты) 2020
  • Врублевский Сергей Борисович
RU2732569C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРОВ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА 2003
  • Рысаев У.Ш.
  • Хисматуллин С.Г.
  • Рысаев В.У.
  • Загидуллин Р.Н.
  • Гильмутдинов А.Т.
RU2243243C2
ПОКРЫТЫЕ ПИГМЕНТЫ ДЛЯ ОКРАШИВАНИЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА 2015
  • Хлопек, Кшиштоф
RU2697446C2
СМЕСИ ПОКРЫТЫХ ПИГМЕНТОВ С СОЛЯМИ ЖИРНЫХ КИСЛОТ ДЛЯ ОКРАШИВАНИЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА 2015
  • Хлопек Кшиштоф
RU2691717C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕАРАТА КАЛЬЦИЯ 2004
  • Рысаев У.Ш.
  • Дмитриев Ю.К.
  • Рысаев В.У.
  • Гильмутдинов А.Т.
  • Расулев З.Г.
  • Аннамурадов Р.Т.
RU2259993C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОФОБНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ ПОЛИМЕРОВ ПУТЕМ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИ ОСАЖДЕННОГО КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ СТЕАРИНОВОЙ КИСЛОТОЙ 2013
  • Прокофьева Лариса Анатольевна
  • Нифталиев Сабухи Илич-Оглы
  • Перегудов Юрий Семенович
RU2543209C1

Реферат патента 2019 года Способ получения стеарата кальция-цинка

Изобретение относится к получению стеарата кальция-цинка и может быть использовано для производства жестких и пластифицированных композиций поливинилхлорида: профили, трубы, обои, шланги, тара, искусственная кожа, линолеум, при литье под давлением, непрозрачной и полупрозрачной изоляции проводов в химической промышленности. Предложен способ получения стеарата кальция-цинка путем взаимодействия стеариновой кислоты, гидроксида кальция и оксида цинка при интенсивном перемешивании в твердой фазе, отличающийся тем, что гидроксид кальция и оксид цинка берут при массовом соотношении, равном 3:1, реакционную смесь подвергают воздействию многократных ударных нагрузок вращающимися многоярусными лопастями струйной мельницы в псевдосжиженном слое при температуре ниже температуры плавления стеариновой кислоты, затем реакционную смесь направляют в осциллирующий экструзионный смеситель, в котором осуществляют деформационное перемешивание при температуре реакционной массы выше температуры плавления стеариновой кислоты, но ниже температуры плавления стеарата кальция-цинка. Предложен новый эффективный непрерывный способ, позволяющий упростить технологический процесс получения стеарата кальция-цинка со стабильными качественными показателями. 8 пр., 2 табл.

Формула изобретения RU 2 705 719 C1

Способ получения стеарата кальция-цинка путем взаимодействия стеариновой кислоты, гидроксида кальция и оксида цинка при интенсивном перемешивании в твердой фазе, отличающийся тем, что гидроксид кальция и оксид цинка берут при массовом соотношении, равном 3:1, реакционную смесь подвергают воздействию многократных ударных нагрузок вращающимися многоярусными лопастями струйной мельницы в псевдосжиженном слое при температуре ниже температуры плавления стеариновой кислоты, затем реакционную смесь направляют в осциллирующий экструзионный смеситель, в котором осуществляют деформационное перемешивание при температуре реакционной массы выше температуры плавления стеариновой кислоты, но ниже температуры плавления стеарата кальция-цинка.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2705719C1

Способ производства кальций-цинкового стабилизатора 2017
  • Балакший Николай Стефанович
  • Куделя Владимир Николаевич
  • Салакаева Мадина Динуевна
  • Зарчукова Наталья Анатольевна
  • Боброва Татьяна Ивановна
RU2672262C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕАРАТА ЦИНКА 2012
  • Куделя Владимир Николаевич
  • Балакший Николай Стефанович
  • Боброва Татьяна Ивановна
  • Зарчукова Наталья Анатольевна
  • Салакаева Мадина Динуевна
RU2516663C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРОВ ХЛОРСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРОВ 2008
  • Рысаев Урал Шакирович
  • Нафиков Артур Булатович
  • Нафикова Раиля Фаатовна
  • Гильмутдинов Амир Тимерьянович
  • Рысаев Вильдан Уралович
  • Фомин Сергей Николаевич
  • Фирсов Дмитрий Сергеевич
  • Мазина Людмила Александровна
RU2391360C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРОВ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА 2003
  • Рысаев У.Ш.
  • Хисматуллин С.Г.
  • Рысаев В.У.
  • Загидуллин Р.Н.
  • Гильмутдинов А.Т.
RU2243243C2

RU 2 705 719 C1

Авторы

Дебердеев Тимур Рустамович

Момзяков Александр Александрович

Хакимуллин Юрий Нуриевич

Нафикова Райля Фаатовна

Степанова Лена Булатовна

Мазина Людмила Александровна

Дебердеев Рустам Якубович

Берлин Александр Александрович

Стоянов Олег Владиславович

Колпакова Марина Владимирован

Даты

2019-11-11Публикация

2019-06-25Подача