Способ получения модифицированного оксиленного полиэтиленового воска Советский патент 1980 года по МПК C08F110/02 C08F8/46 

I

Изобретение относится к производству модифицированных яолиэтиленовык восков (МПВ) и может быть использовано в химической промышленности, а МПВ - в бытовой химии, текстильной нромышленности и т.д.

Известен способ получения модЬфицированного окисленного полиэтиленовога воска взаимодействием окисленного полиэтиленового воска с непредельной органической кислотой при нагреваний в присутствии растворимого в кислоте перекисного инициатора Cll

Согласно этому способу модификацию окисленного полиэтиленового кислотным числом до f воска проводят малеиновой кислотой при 14О180°С в инертной атмосфере в присутствии перекисного инициатора, растворяемого в модифицирующем агенте.

Недостатками способа являются: большая длительность процесса (не менее 1 ч), низкое содержание карбоксильных и эфирных групп, поскольку содержание

«to

связанного кислорода не превышает 1%, что соответствует КИСЛОТНОМУ числу окисленного воска 14,3 воскЪ условии, что весь кислород находится в

виде карбоксильных групп, это ограничи вает области применения воска. Кроме того, необходимб вводить дополннтолг ные операции для получения продукта белого цвета (переосаждение, фильтрация И вакуумирование). Температура процесса модифицирования сравнительно высока (14О-180°С), что приводит к дополнир тельным энергетическим затратам,

Цель изобретения - увеличение содержания функциональных групп в цоловом продукте и сокрашедгие продолжительности процесса.

Цель достигается тем, что в известном способе получения модиф1щнроь« нпо- . го окисленного полиэтиленового воскп взаимодействием окисленного полиэтиленового воска с непредельной органической кислотой при нагревании в присутствии растворимого в кислоте пс;|)гкйсного инициатора процесс проводят при 95-110 С, в качестве непредельной органической кислоты применяют акриловую кислоту, а в качестве исходного воска - воск с кислотным числом КОНг. FB.PCKQ качестве инициаторов применяют перекисныё инициаторы, эффективные при температурах до 110 с и растворяющиеся в акриловой кислоте, например перекись бензоила, . Пример 1. 60 г окисленного полиэтиленового воска с кислотным чис „ мг лон лом 27 JTeocKQ. и числом омыления 68 молекулярной массой 10ОО помещают в колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником. Содержимое колбы нагревают до 105 С При комнатной температуре к 12 г акриловой кислоты добавл1пот О,О2 г пе рекиси бензоила, перемешивают до полного растворения и раствор акриловой кислоты перекисью бензоила вливают при перемещивании в расплав окисленнох воска. Через 10 мин останавливают мешалку и выливают содержимое колбы в емкость для охлаждения и последующего анализа. Получают светлый продукт с . „ . мг К0Н кислотным числом . . 134 rjbcKc с числом омыления 172 достью по пенетрации 1О, имеющий хорошую эмульгируемость (эмульгирующий ся в присутствии 5%, От веса МПВ, поверхностно-активного вещества). П р и м е р ы 2 - 28. Опыты проводят fx условиях примера 1, но варьируют кислотное число исходного полиэти . нового воска, количество акриловой кислоты, количество инициатора, температур молекулярную Массу полиэтилена и про- долхсителыгость процесса модификации. Данные опытов приведены в таблице. Примеры 2-5 демонстрируют врзмож ность получения МПВ с различным кислотным числом в зависимости от кислот нОго числа и числа омыления исходного полиэтиленового воска. Число омыления является функцией к лотного числа и составляет величину, в 2-3 раза превыщаюшую абсолютную величинуКИСЛОТНОГО числа. Вследствие этого модифицирование воска с кислот- ным числом менее lO-jrgr нецелесообразно, так как офазуется продукт с невысоким числом омыления, 1гаходящий лишь ограниченное применение. Для модифицирования используется 1чх;к, имеющий кислотное число до -7. . rjBocKQ , так как более высокое кислотное чгюло невозможно получить суэдествующим методом окисления воска кислородом воздуха. Примеры 6-10 демонстрируют вооможность получения МПВ с различным кислотным числом в зависимости от различных кбличеств участвующей в реакции акриловой кислоты. Минимальное количество участвующей в реакции кислоты соответствует воску, имеющему кислотное число 75 г BoiiKd, т.е. предель йому значению кислотного числа воска, получениого окислением кислородом возДуха, Максимальное значение участвующей в реакции акриловой кислоты соответствует МПВ, имеющему кислотное число . 184 PBoek - ; увеличение загрузки кислоты приводит к образованию гомополимера акриловой кислоты. Примеры 11-16 демонстрируют мод1; фикацию ; полиэтиленового воска в зависимости от различных количеств ини-. циатора перекисного типа, растворяющегося в акриловой кислоте. В опытах применяют перекись бензоила.- Если количество инициатора меньше величины 0,005%, то акриловая кислота прививается неполностью, если количество инихгаатора превышает величину 0,О4% от реакционной массы, то реакция протекает с выделением летучих продуктов. Примеры 17-21 показывают, что осуществляется в интервале от 95°с (что превьпиает температуру плавления исходного окисленного воска на 3°С) до 110 С. Осуществление реакции при температурах выше НО С (пример 21) приводит к потере акриловой кислоты. Примеры 22-28 демонстрируют зависимость изменения свойств воска от длительности процесса модификации. Как ввдно из примера 22, прививка акриловой кислоты за 2 мин происходит неполностью, полная прививка осуществляется за время 5 и более мин. Проведение реакции длительностью более 25 мин приводит к получению продукта с большей твердостью по пенетрации, что связано с образованием сшитых соединений. Как видно из примеров 1-28, предлагаемый способ позволяет увеличить кислотное число до 184 г аостео , ЧИСЛО омыления до 24ОРвЬ&5 , уменьшить время реакции до 5-ЗО мин и снизить температуру реакции до 96-110 С.

Увеличение содержания кислотных и

эфирных групп в МПВ расширяет области его применения и позволит использовать МПВ в производстве смазочных масеп, .Моющих средств, как сырье для эпоксидных смол и в качестве ПАВ. В частности, это позволит заменить канифоль в ряде производств целлюлозно-бумажной про- мы1иленности, дефицитное ПАВ марки , ОС-20, для производства которого в на715585

стошпее время используется кашалотоТОВЫЙ жир, снизить расход С1 ШЭОЧЛЫХ

веществ в ряде производств.

Предлагаемый способ Модифицирования окисленного полиэтиленового воска проводится при низкой температуре и малой длительности процесса, что позволяет значительно снизить расход электроэнер-. гии.

Продолжение таблицы

Формула изобретения Способ получения модифицированного окисленного полиэтвпеновго воска взаимо действием окисленного полиэтиленового воска с непредельной органической кислотой при-нагревании в присутствии растворимого в кислоте пёрекисного инициатора, о т л ичаюп1;ийся тш, что, с целью увеличения содержания функциональных групп в депёвом .продукте и сокращения продолжительности процесса, последний проводят при 95110 С, в качестве непредельной органической кислоты применяют акриловую в качестве исходного воска кислоту, а г1MF каи ЛОТНЫМ числом 10-7 О р воскЬ воск с кислотным Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3892717, кл. С О8 27/ОО, опублик. 1975.