Способ получения стирол-акрилового сополимера Российский патент 2025 года по МПК C08F12/08 C08F20/06 C08F20/10 C08F212/08 C08F220/06 C08F220/10 C09D4/02 

Изобретение относится к области лакокрасочной промышленности, сфере получения красок и лакокрасочных композиций для дорожной разметки, декоративно-защитных покрытий и антикоррозионных эмалей с использованием промышленных отходов, в частности, стиролсодержащих отходов нефтехимических производств.

Из области техники известен способ получения сополимеров, применяемый для приготовления лакокрасочных покрытий [SU 763363 А1. МПК C08F 212/08, опубл. 15.09.1980], заключающийся в получении сополимеров путем сополимеризации смеси стиролсодержащей и пипериленсодержащей фракций при нагревании в присутствии катализатора, при этом в качестве стиролсодержащей фракции используют 48,78-74,8% от веса исходной смеси кубовых остатков ректификации стирола, в качестве пипериленсодержащей 24,7-48,78% от веса исходной смеси технического пиперилена, содержащего 60,1-60,9% транс-пиперилена и 28,39-30,39% цис-пиперилена, и процесс проводят в среде органического растворителя в присутствии катализатора Фриделя-Крафтса или цеолита при 80-200°С.

Также известен способ получения растворов сополимеров [RU 2126021 С1. МПК C08F 220/06, C08F 212/08, C09D 133/08, опубл. 10.02.1999], включающий полимеризацию (мет)акриловых мономеров или их смесей со стирольным компонентом в среде углеводородного растворителя в присутствии перекисного инициатора, и отличающийся тем, что в качестве перекисного инициатора используют перекись бензоила в количестве 1,9-3,1% от массы мономеров и полимеризацию осуществляют путем пятикратного введения инициатора в смесь мономеров с растворителем, причем первую порцию инициатора в количестве 1,0-1,5% вводят при температуре 115-125°С и далее процесс ведут в адиабатических условиях, вводя вторую порцию инициатора в количестве 0,3-0,65% после падения температуры до 138-134°С, третью, четвертую, пятую порции в количестве 0,2-0,3% каждую при температуре 128-125°С, 120-110°С и 105-90°С соответственно.

Недостатком вышеприведенных способов является усложненный процесс полимеризации.

В состав сополимеров, используемых в лакокрасочных материалах, обычно включают стирол, органические растворители толуол и бутилакрилат и пластификатор дибутилфталат [RU 2314327 С1. МПК C09D 133/04, C09D 133/10, C09D 5/00, опубл. 10.01.2008; RU 2357991 С1. МПК C09D 133/04, C09D 133/10, C09D 5/00, опубл. 10.06.2009; RU 2462494 С1. МПК C09D 133/04, C09D 133/08, C09D 133/10, E01F 9/04, опубл. 27.09.2012].

Технический результат способа получения стирол-акрилового сополимера заключается в ускорении процесса получения и сокращении времени синтеза сополимера из утилизируемых промышленных отходов с улучшенной атмосферостойкостью.

Технический результат способа получения стирол-акрилового сополимера достигается тем, что стиролсодержащую фракцию, включающую в себя стирол, толуол и этилбензол, 88,39 масс. % и бутилакрил 10 масс. % предварительно взвешивают в сухую чистую тару. Полученную смесь из тары переливают в колбу, перемешивают, добавляют перекись Лаурила 0,6 масс. %, после чего перемешивают в течение 10 мин и затем нагревают. Температуру реакционной массы контролируют с помощью термометра. При достижении температуры реакционной массы 60°С нагрев прекращают, и температура полученной реакционной массы растет самопроизвольно. По достижении температуры реакционной массы 180°С, подключают прямой холодильник с проточной холодной водой для отгона растворителя. Отгон производят до снижения температуры реакционной массы, равной 140°С. Затем добавляют агидол 0,01 масс. % и дибутилфталат 1 масс. % и перемешивают.

Использование сополимерцизации в растворе позволит получать низкомолекулярные фракции сополимера, что важно для его дальнейшего использования при производстве краски. При этом, поскольку в качестве сырья используется не чистый стирол, а фракция, которая также содержит этилбензол и толуол, нет необходимости специально добавлять чистые растворители.

После смешения исходных компонентов и нагрева до 60°С вследствие реакции температура будет повышаться самопроизвольно (в отличии от известных способов сополимеризации, где рекомендовано удерживать температуру 70°С), что приведет к ускорению процесса и сокращению времени синтеза, а также отгону не прореагировавших углеводородов без дополнительного нагрева.

Для увеличения атмосферостойкости в сополимер введен стабилизатор - антиоксидант агидол.

Дополнительным преимуществом является использование в качестве компонента сополимера стиролсодержащих отходов нефтехимических производств вместо чистого стирола, что позволяет утилизировать отходы и снизить стоимость получаемого продукта более чем в три раза.

При необходимости получения раствора сополимера в органических растворителях в полученный сополимер загружают расчетное количество растворителя.

Также полученный сополимер можно использовать для изготовления твердой смолы. Для этого полученный в результате выполнения способа раствор сополимера выливают в металлическую емкость для охлаждения и дальнейшего дробления.

Описание получения сополимера в лабораторных условиях. Мономеры: 88,39 масс. % стиролсодержащей фракции и масс.10% бутилакрила предварительно взвешивают на лабораторных весах и помещают в сухую чистую тару. Смесь мономеров заливают в коническую плоскодонную с притертой крышкой колбу и включают перемешивание, которое можно осуществлять с помощью магнитной мешалки, позволяющей также осуществлять нагрев до 200°С. Затем, после перемешивания, в полученную смесь заливают расчетное количество перекиси Лаурила (0,6 масс. %) и перемешивают в течение 10 мин.

Полученную в результате перемешивания реакционную среду нагревают до 60°С после чего нагрев прекращают и в дальнейшем температура растет самопроизвольно. Контроль нагрева и роста температуры осуществляют с помощью спиртового термометра со шкалой до плюс 200°С.

По достижении температуры реакционной среды 180°С, подключают прямой холодильник с проточной, холодной водой для отгона растворителя. Отгон производят вакуумным насосом при снижении температуры реакционной массы до 140°С после чего загружают расчетное количество агидола (0,01 масс. %) и дибутилфталата (1 масс. %).

Для получения раствора сополимера на этом этапе можно загрузить расчетное количество растворителя, для получения твердой смолы расплав выливаем в металлическую емкость для охлаждения и дальнейшего дробления.

Таким образом, посредством изобретения получен низкомолекулярный сополимер, отвечающий требованиям лакокрасочной промышленности для получения высококачественных красок для дорожной разметки, антикоррозионных эмалей, а также решена проблема целевого использования промышленных отходов.

Кроме того, предлагаемая технология позволяет получить твердую смолу, и раствор сополимера в органических растворителях.

Настоящее изобретение относится к способу получения стирол-акрилового сополимера. Согласно указанному способу осуществляют перемешивание в течение 10 минут стиролсодержащей фракции, включающей 88,39 мас.% стирола, толуола и этилбензола и 10 мас.% бутилакрила, с 0,6 мас.% перекиси Лаурила с последующим нагреванием до 60°С, после чего температура реакционной массы растет самопроизвольно, до достижения температуры реакционной массы 180°С подключают прямой холодильник для отгона растворителя, отгон производится до снижения температуры реакционной массы до 140°С, после чего добавляют 0,01 мас.% агидола и 1 мас.% дибутилфталата и перемешивают. Способ обеспечивает ускорение процесса получения и сокращение времени синтеза сополимера из утилизируемых промышленных отходов с улучшенной атмосферостойкостью. 1 пр.

Способ получения стирол-акрилового сополимера, при котором стиролсодержащую фракцию, включающую в себя стирол, толуол и этилбензол, 88,39 масс. % и бутилакрил 10 масс. % предварительно взвешивают в сухую чистую тару, затем полученную смесь из тары переливают в колбу, перемешивают, добавляют перекись Лаурила 0,6 масс. %, после чего перемешивают в течение 10 мин и затем нагревают, при этом температуру реакционной массы контролируют с помощью термометра,

по достижении температуры реакционной массы 60°С нагрев прекращают, и температура полученной реакционной массы растет самопроизвольно,

по достижении температуры реакционной массы 180°С подключают прямой холодильник с проточной холодной водой для отгона растворителя, отгон производят до снижения температуры реакционной массы до 140°С,

затем добавляют агидол 0,01 масс. % и дибутилфталат 1 масс. % и перемешивают.