Способ получения серебряных солей насыщенных жирных кислот С @ - С @ Советский патент 1992 года по МПК C07C51/41 

Изобретение относится к способам получения водонерастворимых карбоксилатов серебра, предназначенных для создания на их основе термопроявляемых фотоматериалов (ТПФМ), ТПФМ - новый тип регистрационных материалов; карбоксилат серебра - компонент, ответственный за формирование термопроявляемого изображения, которое является следствием его реакции с восстановителем при нагревании.

Водонерастворимые карбоксилаты серебра получают путем взаимодействия растворимых, щелочных или аммонийных карбоксилатов (мыл) с растворимыми солями серебра, осуществляемого в присутствии органического растворителя (на стадии синтеза и отмывки) или в присутствии добавок.

препятствующих агрегации частиц, или в водной среде без применения посторонних добавок.

Известен способ получения серебряной соли бегеновой кислоты в водно-спиртовой среде взаимодействием натриевой соли бегеновой кислоты с нитратом серебра. Выход 97.3%.

Способ предполагает использование больших количеств органического растворителя, что усложняет процесс утилизации отходов(утилизироватьсядолжныводно-ор- ганические смеси с повышенным содержанием серебра), повышается себестоимость целевого продукт,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предла§

Сл)

сь о

гаемому является способ получения серебряных солей насыщенных жирных кислот Се-С22, например серебряной соли бегено- вой кислоты, путем взаимодействия натриевой соли бегеновой кислоты с нитратом серебра, который добавляют в раствор мыла в водной среде при нагревании с последующим отделением, промывкой и сушкой целевого продукта, Выход 95,3%.

Однако способ не обеспечивает, высокой чистоты продукта в отношении примеси щелочного мыла и светочувствительных примесей (Ад+, Ад20): содержание примеси мыла при воспроизведении способа состаа- ляет5-18мас.%; содержание светочувствительных примесей обнаруживается по наличию в продукте включений с сероватой прицветкой; а также дисперсности продукта на уровне, обеспечиваемом способами, использующими синтез карбоксилата в среде органических растворителей ( 1-50 мкм): при воспроизведении способа получается грубодисперсный, неоднородный порошок, содержащий жесткие, легко комкующиеся включения размером до 5000 мкм;

Кроме того, способ не обеспечивает однородности продукта по чистоте и дисперсности. Поскольку от чистоты и дисперсности зависит количество введенного в ТПФМ серебра, использование неоднородного продукта не позволяет в производственных условиях получать ТПФМ воспроизводимого качества; при использовании продукта в ТПФМ невозможно добиться хорошей разрешающей способности и четкости изображения.

Цель изобретения - повышение качества целевого продукта.

Поставленная цель достигается способом получения серебряных солей насыщенных жирных кислот Св-С22 путем взаимодействия щелочной соли соответствующей кислоты с растворимой солью серебра в водной среде при нагревании, причем процесс проводят в присутствии исходной насыщенной жирной кислоты при массовом соотношении натриевой соли насыщенной жирной кислоты и жирной кислоты 1:0,005 - 0,04 и указанную смесь добавляют в водный раствор соли серебра, при этом щелочная соль берется в количестве от стехиометрии до 3 мас.% избытка и процесс проводят при высокоскоростном перемешивании реакционной массы, при скорости мешалки 900-2800 об/мин.

Предлагаемый способ позволяет повысить качество целевого продукта за счет повышения дисперсности до уровня не более 5 мкм, повысить степень однородности продукта по чистоте и дисперсности до уровня.

обеспечиваемого применением в синтезе органических растворителей.

Технология способа состоит в следующем.

Разбавленный водный раствор щелочного мыла (щелочной соли насыщенной жирной кислоты), приготовленный из соответствующего реактива или путем омыления щелочью жирной кислоты, нагревают до

80-95°С и корректируют содержание жирной кислоты в интервал.е соотношения 1:0,005-0.04 путем добавки соответствующей жирной кислоты или щелочи. Готовый раствор мыла вливают в раствор соли серебра, соблюдая соотношение компонентов от стехиометрии до избытка мыла не более 3%; в процессе слива реагентов перемешивание реакционной массы обеспечивается вращением мешалки со скоростью 900-2800

об/мин. Полученный осадок отмывают водой до отсутствия в промводах Ад+-ионов. Осадок отделяют и сушат.

Эффективность способа обусловлена следующим:

использование мыла с соотношением щелочной соли и жирной кислоты не менее 1:0,005 предохраняет продукт от загрязнения его примесью АдаО, которая при меньшем кислотном числе может образоваться

за счет протекающего с выделением щелочи гидролиза мыла; в то же время ограничение соотношения значением 1:0,04 не загрязняет продукт обладающей склеивающим свойством жирной кислотой настолько, чтобы

это заметным образом отразилось на дисперсности продукта;

использование мыла в избытке не более 3%, высокая скорость перемешивания и порядок слива реагентов мыло в соль серебра,

при котором легко застывающее и обладающее склеивающим свойством мыло находится в недостатке вплоть до завершения синтеза, обеспечивает минимальную сорбцию мыла и минимальную окклюзию Ад 1 ионов, которые в противном случае остаются неотмытыми в агломератах, скрепленных застывшим мылом;

отсутствие примеси мыла в продукте обусловливает высокую дисперсность, чистоту и однородность продукта по обоим показателям.

П р и м е р 1. В аппарат с нижним спуском вместимостью 4 дм , снабженный 5 мешалкой и рубашкой для обогрева заливают дистиллированную воду (2,7 дм3) и загру- жают 11,5 г твердого NaOH, Раствор нагревают до 90--92°С. После достижения требуемой температуры в раствор загружают стеариновую кислоту вначале в количестne 81,8 г, затем порциями по 0,2 г/дм3 до достижения соотношения 10,03.

В аппарат с мешалкой вместимостью 4 дм3 заливают дистиллированную воду (2,8 дм3) и загружают 47,7 г нитрата серебра.

В аппарат вместимостью 8 дм , снабженный мешалкой (частота вращения мешалки 1400 об/мин; геометрические симплексы, принятые в промышленности1 ,2; ,33; ,33, где Н, h - высота аппарата и мешалки соответственно; D, - диаметр аппарата и мешалки соответственно), заливают раствор нитрата серебра с температурой 20°С из аппарата, При включенной мешалке в аппарат заливают самотеком раствор мыла из вышеоаспо- ложенного1 аппарата (скорость 4 дм /мин). Выключают мешалку и выдерживают суспензию в покое в течение 1 ч (при этом осадок всплывает на поверхность жидкости). Открывают вентиль нижнего спуска и сливают прозрачный маточный раствор. В аппарат заливают дистиллированную воду, включают мешалку, перемешивают смесь, затем при выключенной мешалке после 1- часовой выдержки суспензии в покое сливают промывную воду также как маточный раствор. Операцию отмывки повторяют 5 раз до отсутствия в промводе Ад -ионов. Суспензию отмытого осадка спускают на фильтр, осадок отжимают и сушат при 50°С. Продукт анализируют по показателям: содержание серебра (роданометрически), кислотное число (титриметрически из ацетоновой вытяжки), содержание примеси мыла (по разности между общим содержанием органического компонента, содержанием связанной и свободной стеариновой кислоты). Размер частиц определяют методом электронной просвечивающей микроскопии (ЭВМ - 100 АК при ускоряющем напряжении 50 кВ в светлом поле).

Результаты анализа продукта представ-- лены в табл. 1, результаты испытаний в составе ТПФМ - в табл. 2.

П р и м е р 2. Осуществляют аналогично примеру 1, но используют мыло с соотношением компонентов 1:0,005.

П р и м е р 3. Осуществляют аналогично примеру 1, но используют мыло с соотношением компонентов 1:0,04.

П р и м е р 4. Осуществляют аналогично примеру 1, но используют мыло с соотношением компонентов 1:0,05.

П р и м е р 5. Осуществляют аналогично примеру 1, но используют мыло с соотношением компонентов 1:0,003.

П р и м е р 6, Осуществляют аналогично примеру 1, но скорость вращения мешалки составляет 200 об/мин.

Пример, Осуществляют аналогично примеру 1, но скорость вращения мешалки составляет 800 об/мин.

Примерв, Осуществляют аналогично 5 примеру 1, но скорость вращения мешалки составляет 900 об/мин.

П р и м е р 9. Осуществляют аналогично примеру 1, но скорость вращения мешзлки составляет 2800 об/мин. 0 П р и м е р 10. Осуществляют аналогично примеру 1, но используют порядок слива реагентов соль серебра в мыло.

П р и м е р 11, Осуществляют аналогично примеру 1, но мыло берут в стехиометриче- 5 ском количестве.

П ример 12. Осуществляют аналогично примеру 1, но мыло берут в 4 %-ном избытке Пример 13. Осуществляют аналогично примеру 1, но мыло берут с недостатком в 0 3%

П р и м е р 14. Осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве растворимой соли серебра используют ацетат серебра.

Пример 15. Осуществляют аналогично 5 примеру 1, но в качестве жирной кислотм используют бегеновую кислоту.

Прототип 25,9 г стеарата натрия растворяют в 0,5 дм дистиллированной воды при 80°С. В охлажденный до 75°С раствор стеа- 0 рата натрия в течение 15 мин вводят по каплям 90 см 1 н.раствора нитрата серебра с температурой 55°С. Осадок отделяют, промывают водой и сушат.

Зависимость показателей качества про- 5 дуктов от условий его получения представлена в табл. 1, 2,

Примеры 1, 2, 3, 8, 9, 11 и 14 демонстрируют оптимальный режим.

Пример 4 демонстрирует, что использо- 0 вание мыла с соотношением компонентов более 1:0,04 повышает кислотное число продукта и снижает его дисперсность.

Пример 5 демонстрирует, что использование мыла с соотношением компонентов 5 менее 1:0,005 приводит к загрязнению продукта примесью АдаО, образующейся за счет гидролиза мыла, протекающего с выделением NaOH.

Примеры 6 и 7 демонстрируют, что ис- 0 пользование скорости вращения мешалки менее 900 об/мин снижает дисперсность, однородность продукта по дисперсности и чистоте, увеличивает содержание примеси мыла.

5 Пример 10 демонстрирует, что использование порядка слива реагентов соль серебра в мыло ведет к повышению примеси мыла в продукте.

Пример 12 демонстрирует, что увеличение избытка мыла более 3% ведет к повышению содержания примеси мыла и увеличению размера частиц продукта; из-за избытка мыла суспензия карбоксилата плохо фильтруется.

Пример 13 демонстрирует, что недоста- ток мыла приводит к потемнению продукта вследствие восстановления избыточных ионов Ад .

Примеры 14 и 17 демонстрируют, что в качестве растворимой соли серебра может использоваться ацетат, а в качестве жирной кислоты - бегеновая, каприловая, пальмитиновая кислоты.

Таким образом, при получении карбок- силатов серебра в водной среде только в предлагаемом режиме удается получить продукт высокой дисперсности и чистоты, однородный по химическому составу и дисперсности.

При этом по эффективности в примене- нии в составе ТПФМ. продукт превышает полученный по прототипу; достигается (в сравнении с мировой практикой использования в синтезе органических растворителей) существенное усовершенствование технологии по ряду аспектов, ва жных для промышленной организации производства:

за счет отказа от использования ЛВЖ процесс становится невзрывоопасным, не требуется аппаратура во взрывозащищенном исполнении, существенно упрощается схема утилизации отходов, снижаются потери серебра, энерго- и трудозатраты, материальные затраты.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и я Способ получения серебряных солей насыщенных жирных кислот путем взаимодействий щелочной соли соответствующей кислоты с растворимой солью серебра в водной среде при нагревании с. последующим отделением, промывкой и сушкой продукта, отличающийся тем. что, с целью повышения качества целевого продукта, процесс проводят в присутствии исходной насыщенной жирной кислоты при массовом соотношении щелочной соли насыщенной жирной кислоты и жирной кислоты 1:0,005-0,04 и указанную смесь добавляют в водный раствор соли серебра, при этом щелочная соль берется в количестве от стехиометрии до 3 мас.% избытка и процесс проводят при высокоскоростном перемешивании реакционной массы, при скорости мешалки 900-2800 об/мин.

Сущность изобретения: продукт - серебряная соль стеариновой кислоты БФ С18Н350УАд1, серебряная соль бегеновой кислоты БФ С22Н4302 Agl. серебряная соль каприловой кислоты БФ С8Н1502Ад1. серебряная соль пальмитиновой кислоты БФ С16Н31 02Ад1. размер частиц 1-5 мкм. Реагент I: смесь щелочной соли стеариновой кислоты и стеариновой кислоты или смесь щелочно соли бегеновой кислоты и бегеновой кислоты, или смесь щелочной соли каприловой кислоты и каприловой кислоты, или смесь щелочной соли пальмитиновой кислоты и пальмитиновой кислоты в воде. Реагент И: водный раствор соли серебра Условия реакции: массовое соотношение щелочной соли насыщенной жирной кислоты и жирной кислоты 1 :(0,005-0,04), добавление реагента I к реагенту II в количестве от стехиометрии до 3 мас.% избытка щелочной соли жирной кислоты, скорость перемешивания 9СО-2800 об/мин. 2 табл ел С

Sc - обозначим энной масикииоА яирмоа кмсло ы Cj-Cti Соа Р-«эчие образцах сост# п г 0,Т-2% по гтояммен ч сплерк (сц итгвип-443овый ).

, last - /ю 5 51; сбрязцр

Способ получения стеарата серебра

Светочустви- тельность

Примеры 1-3,8,9,

11,И3,7-М

Прототип0,9

I...§.

Характеристика ТПФМ

Максимальная

оптическая

плотность

Оптическая

плотность

вуали

1,40-1,45 1.3

0,23-0,25 0,38