Способ получения модифицированного воска Советский патент 1981 года по МПК C11B11/00 

Изобретение относится к усовершен ствованному способу получения модифи цированного воска из сырых восков торфа и бурого угля, предназначенного для использования в качестве защитных пленкообразователей, компонен тов антиадгезионных составов и для получения клея. Известны торфяные и буроугольные воска, которые являются одним из основных компонентов, вводимых в антиадгезионные составы для формования издрлиЯ из эластичного пенополиуретана горячим способом и из полужесткого пенополиуретана { и 2. Иавестей способ получения рафинированного воска путем окисления .предварительно обессмоленного воска бихроматом калия в сернокислой среде при температуре 75-1Ю с и интенсивном перемешивании в течение б-Ю ч до исчезновения в растворе шестивалентного хрома с последующей промывкой серной кислотой 3. Недостатком способа является необходимость проведения обессмоливания воска, потребность в антикоррозионной аппаратуре и недостаточная чистота конечного продукта. Известен также способ получения хлорированного воска путем хлорирования битумов в растворе при температуре 10-45 С без освещения и при ультрафиолетовом освещении 4. Однако данные воска обладгиот низкой температурой каплепадения. Наиболее близким по технической сущности является способ получения этерифицироваиных восков путем обессмоливания сьфого воска его окисления и последующей этерификации гликолями, в котором процесс ведут при 120-140°С в присутствии минеральной кислоты , например, серной кислоты 5, Выход этерифицироваиного воска на исходный сырой воск по известному способу не превышает 50%, так как cyntecTByeT промежуточная стадия получения рафинированного воска из сыpoJPO обессмоленного воска. Этерифицированный воск является Дорогостоящим. Цель изобретения - повьшение. качества модифицированных восков за счет придания им способности быть устойчивыми к действию изоцианатов, обладать хорсяаей адгезией к металлам и эпоксидным , вследствие чехю оня могут быть использованы в антиадгезионных смазках взамен этерифициррванных восков. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения модифицированного воска с использованием химической отработки сьзрого торфяно го или буроугольного воска при повы шенной температуре, сырой торфяной или буроугольный воск растворяют в органическом растворителе и обрабатывают изоцианатом в течение мин при SO-ISO C. При этом расход изоцианата обычн составляет 0,1-0,2 г-моля на 100 г воска. При этом спирты и Зфиры воск вступают в реакцию с изоцианатом, образуя уретанпроизводные продукты. Получают модифицированный воск с выходом до 98% на взятое количество воска и изоцианата. Увеличение продолжительности не влияет на выход продукта. Выбор температуры процесса зависит от температуры кипения растворителей. Пример .1.К12Г торфяного воска в 180 мл сухого толуола при температуре постепенно добавляют раствор 1,65 г толуилендиизоцианата в 17 мл толуола. Нагревают реакционную смесь в течение 60 мин при и охлаждают до 20С. Полу чают после отгонки растворителя под вакуумом 13,41 г (98,3 %) модифицированного воска. Температура каплепадения 68С, к.ч. - 27, ч.о. 154, и.ч. - 26. Найдено, %: С 78,2; Н 11,1; N 0,7; О (по разн.) 10,0, В опытах 3,7 и 8 в качестве Десмодур изоцианата использован МТ-10, представляющий собой 27-30 раствор уретанового компонента в толуилендиизоцианате, содержащий до 7% дифенилметайдиизоцианата. Уре тановый компонент Десмодура MT-1Q является продуктом реакции толуилен диизоцианата с триэтиленгликолем Г о , f -W-C-0 - ()j и Н в табл. 1 приведены условия проведения опытов при измененных параметрах; в табл. 2 - характеристик модифицированных восков. ИК-спёктроскопическое исследование модифицированных восков, полученных по этому способу, указывает на с ественное oTJjH4He от сырых восков, В ИК-спектрах сырых торфяны и буроугольных восков наблюдаются полосы поглощения с максимумами при ( ЛЗ см-: 3450 - 3350 ел., 2960 ср., 2920 с.с., 2855 с.с., 1740 с., . 1715 с., 1640 ел., 1520 ел.,1470 1420 ел., 1383 ср., 1300 ел., 1270 1240 ср., 1175 ср., 730-720 ср. (д лет) . Полосы ИК-спектров свидетель ствуют о наличии в составе восков пиртов, кислот, сложных эфиров и глеводоролор. В ИК-спектрах модифицированных осков наблюдается следующее распределение интенсивности, ) см : 33303300 ср., 2960-2910 о.с., 2855 о.с., 2273 ел., 1740-1725 с.с., с выступами при 1720, 1710 и 1700, 1600 ср., 1550-1540 с выступами при 1520 и 1500 см-, 1470. с.,- 1420 ср., 1383 ср., 1300 ср., 1230 с., с выступом при 1270 и 1190, 1125 ел., 1068 ср., 820 ср., 770 ср., 720 ср. В ИК-спектре раствора в (концентрация 3 г/л, толщине слоя 10 мм) наблюдаются узкие полосы 3530,3440 см и широкая полоса 3300 . Полоса свободных гидроксильных групп при 3615 , характерная для спектров исходных восков, не идентифицируется. Анализ .спектров позволяет идентифицировать амидные группировки (3440 и 3300 см ) свободные и связанные, которые входят в уретановые структуры (R -NH-CO-O-R (} ; 1720,1540-1520, 1230. Углеводородные радикалы представлены как алифатическими длинными цепями (2960-2910, 2855, 1467, 730-720 см- ), так и ароматическими (1600, 1510, 1070, 820 и 770 ) . Следовательно, спиртовая часть восков вступает первоначально в реакцию с образованием фкнилуретанов. Свободные ;кислоты ; исходных восков остаются неизменными. Это согласуется с кислотным числом исходного воска и уретанового продукта. Пример 10. К 14 г торфяного воска в 190 мл хлорбензола при температуре при перемешивании поетепенмо добавляют раствор 1,12 г гексаметилендиизоцианата в 10 мл хлорбензола. Нагревают реакционную смееь в течение 100 мин при 120 С, после отгонки растворителя получают 14,86 г (98,3%) -модифицированного воска. Температура каплепадения . Элементный состав продукта, %: С 77,2; Н 13,1; N 1,4; О (по разн.) 8,3. Пример 15. К 17 г буроугольного воска в 220 мл четыреххлориетого углерода при температуре 50 С постепенно добавляют раствор 6,78 г метилизоцианата в 30 мл четыреххяористого углерода. Реакционную смесь нагревают в течение 100 мин при 78°С, после отгонки растворителя получают 22,52 г (94,7%) модифицированного воска. Температура каплепадения: . Элементный еостав,%: С 79,8; Н 13,0; N 0,4; О (по разн.) 6,8. В табл. 3 приведены условия проведения примеров при неизменных параметрах; в табл. 4 - характеристика модифицированных образцов.

Анализ спектров модифицированных носков, полученных в результате реакций торфяного и буроугольного восков с моноизоцианатами и алкилдиизоцианатами, показал появление в модифицированных восках алкилуретановых структур (3460, 3340, 3270, 1695, 1525, 1250 и 780 см) . Полос погло|щеиия компоиентов восков - спиртов и оксисоединений в ИК-спектрах модифицировамиых восков не наблюдается. Растворитель ие оказывает существенного влияния Иа свойства восков, исходя из вида ИК-спектра модифицированного воска. Принятая методика идентификации структуры модифицированных восков- по их ИК-спектрам позволяет считвть возможным частичное участие кислот в реакциях с алкилдиизоцианатами. В спектрах разбавленных растворов буроугольных восков, модифицированных гексаметилендиизоцианатом, полоса поглощения гидроксильных групп мономеров кислот при ЗЬ35 наблюдается, а в спектре .твердой восковой пленки появляются полосы ангидридов кислот, ЧТО указывает на возможное участие алифатических восковых кислот в реакции с изоцианатами.

Модифицированный воск, полученный по предлагаемому способу, обладает хорошей пленкообразующей способностью, совместимой с другими восками и полимерами, инертен к воздействию изоцианатов. Кроме того, эти воска могут найти широкое применение б различных областях народного хозяйства, в частности, для применения в антиадгеэиониых составах, используемых при формировании изделий из ППУ, для антикоррозионных , в бытовой химии и других областях.

«3

cf s ч

ID Ю EH

Таблица 3

78,9 11,8

72

6

80 76,5 12,9 2,4 8,2

790

Таблица 4

9,3 Формула изобретения Способ получения модифицированного воска с использованием химической обработки сьфого торфяного .или буроугольного воска при повышенной температуре, отличающи с я тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, сырой торфяной и буроугольный воск растворяют а органическом растворителе и подвергают обработке изоцианатом в течение 70-120 мин при 50-150 С.

Продолжение табл. 4 пр : (п Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свкдетвльство СССР 481453, кл. В-29 С 1/04, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 525550, кя, В 29 С 1/04, 1975. 3.Авторское свидетельство СССР 251589, кл. С 10 Р 9/00, 1967. 4.Авторское свидетельство СССР 7Э9086, кд, С 11 В 11/00, 1977. 5.Ав1-орское свидетельство СССР 510503, кл. С 11 С 3/02, 1973 рототип)9