Способ получения метаборатов и ортоборатов металлов 1-1V групп периодической системы,используемых в качестве антипиренов Советский патент 1982 года по МПК C01B35/12 

1

Изобретение относится к технологии получения антипиренов - продуктов, используемых в качестве добавок к полимерным материалам, с целью понижения их горючести.

Известен способ получения, используемого в качестве антипирена, метабората магния, включающий обработку оксида магния безводной борной кислотой при давлении кбар и температуре 800-1600°С 1.

Недостаток известного способа заключается в низкой дисперсности продукта и в сложности процесса его получения.

Наиболее близким техническим решением является способ получения метабората бария, используемого в качестве антипирена, включающий обработку при нагревании гид роксида или хлорида бария борной кислоты, отделение, промывку, сущку и классификацию продукта 2.

. К недостаткам указанного способа следует отнести высокое содержание в целевом продукте кристаллизационной воды, многостадийность процесса, включающего наряду со стадией солеобразоввния, стадии кристаллизации, фильтрации, промывки, сущки и классификации, неоднородность дисперсного состава целевого продукта за счет образования кристаллов различных размеров на стадии кристаллизации и образования кристаллических агрегатов в процессе сущки, невысокую дисперсность порошков целевого 5 продукта порядка 50 мкм.

Целью изобретения является повыщение качества продуктов и упрощение процесса их получения.

Поставленная цель достигается тем, что (j обрабатывают при нагревании гидроксидов или соли металлов I-fV групп периодической системы борными кислотами в среде эфиров .органических антипиренов или полиоксипропилена.

При этом, в качестве сложных эфиров 15 используют дибутилфталат, диоктилфталат, диоктилсебацинат или диоктиладипинат.

Б качестве органических антипиренов используют хлорпарафин или 2-этилгексилфосфат.

Использование эфиров и антипиренов

20 позволяет проводить процесс в неводной среде, делает его одностадийным и исключает токсичность процесса.

Пример 1. В лабораторный смеситель волчкового типа емкостью 3 л, снабженный

мешалкой, нисходящим холодильником и масляной баней, загружают 600 г диоктилсебацината, включают мешалку и обогрев и при 100 ± 6°С, загружают 618,34 г борной кислоты, перемешивают до образования однородной суспензии и порциями загружают 1111,2 г гидроксида кальция, затем водоструйным насосом отгоняют воду до достижения содержания КОН 2,2 мг/г реакционной массы и содержания влаги 0,9 мае. /о. Получают 1940-1960 г однородной пасты бората кальция белого цвета, содержащей, мае. % Са 30,7; кристаллизационной воды 9,6; пластификатора 30. Дисперсность полученного продукта фракции 1,5-2 мкм 90 мае. /о, а фракции 2-5 мкм - остальное до 100.

Пример 2. В лабораторный смеситель волчкового типа емкостью 3 л, снабженный мешалкой, нисходящим холодильником и масляной баней, загружают 880 г дибутилфталата, включают перемешивание, обогрев, при 120°С загружают 1236,2г борной кислоты и выдерживают реакционную массу при указанной температуре в течение 1,,5 ч для превращения борной кислоты в метаборную. Затем, не прекращая перемешивания, загружают в смеситель порциями 1059,5 г карбоната натрия и отгоняют реакционную воду до достижения содержания КОН 1,3 мг/г реакционной массы и содержания влаги 1,5 мае. о/о.

Получают 2230 г пасты белого цвета, еодержащей мае. °/о: Na 10,15; кристаллизационной воды 4; дибутилфталата 38.

Дисперсность полученного продукта фракции 2-3 мкм 80 мае. %, а фракции 3-10 мкм - остальное до ЮО.

Пример 3. В центробежный смеситель марки MKW-160, емкоетью 160 л, снабженный мешалкой, рубашкой для обогрева паром или охлаждения водой и теплообменником, загружают 45,0 кг диоктилфталата, включают перемешивание, обогрев, при 115- 120°С загружают 40,05 кг борной кислоты и выдерживают смесь при указанной температуре в течение 1,5 ч для превращения борной кислоты в метаборную.

По окончании выдержки, не снижая температуру, в смеситель загружают порциями 102,2 кг восьмиводного гидрокеида бария и отгоняют реакционную воду.

В процееее отгонки реакционной воды, для облегчения перемешивания маееы, в емееитель порциями загружают еще 30 кг диоктилфталата. Синтез завершают после достижения содержания КОН 1,5 мг/г реакционной массы и содержания влаги 0,9 мае. %. Затем, пуском воды, в рубашку смесителя, реакционную массу охлаждают до 70-80°С. Получают 150 кг белой пасты с сероватым оттенком, содержащей, мае. %г диоктилфталата 50. Ва 30,1; криеТаллизационной воды 3,46.

Диепереноеть полученного продукта фракции 2-3 мкм 80 мае. %, а фракции 3-8 мкм остальное до 100.

Пример 4. В лабораторный смеситель волчкового типа емкостью 2 л, снабженный мешалкой, нисходящим холодильником и масляной баней, загружают 400 г диоктилфталата, включают мещалку и обогрев, при 115-120°С вносят 494,5 г борной кислоты, выдерживают реакционную смесь при этой температуре в течение 1,5-2,0 ч для превращения борной кислоты в метаборную, затем повыщают температуру до 125°С и вносят 162,74 г оксида цинка, понижают, температуру до 120.°С, порциями загружают 630,84 г восьмиводного гидроксида бария и отгоняют реакционную воду до достижения содержания КОН 0,7 мг реакционной маееы и еодержания влаги 1,1 мае. /о. При необходимоети, по мере отгонки воды и загустевания массы, добавляют порциями 200 г диоктиладипината. Получают 1260 г пасты белого цвета, содержащий, мае. % Ва 22,12; 10,21; кристаллизационной воды 2,8. Диепереноеть полученного продукта фракции 1-3 мкм 90 мае. %, а фракции 3-5 мкм - оетальное до 100.

Пример 5. В лабораторный емеситель волчкового типа емкостью 2 л, помещенный .в масляную баню и снабженный мешалкой и нисходящим холодильником, загружают 400 г дибутилфталата, включают мешалку и обогрев и при 120-125°С загружают 370,86 г борной киелоты, выдерживают при указанной температуре смесь в течение 1-1,5 ч. Затем повышают температуру до 130-135°С и загружают в емеситель 81,37 г оксида цинка и 223,1 г оксида свинца, выдерживают реакционную массу при указанной температуре в течение 1 -1,5 ч, снижают температуру до 120°С и загружают в смеситель порциями 315,42 восьмиводного гидрооксида бария и отгоняют реакционную воду до достижения содержания КОН 2,77 мг/г . реакционной массы, содержания влаги, 1,38мас.% По мере отгонки реакционной воды масса загустевает, для облегчения перемешивания вводят порциями 200 г дибутилфталата.

Получают 1260 г белой пасты, еодержащей, мае. о/о: Ва 10,68; Zn 4,88; ,8.

Пример 6. В стеклянный стакан емкоетью 0,5 л, енабженный мешалкой и помещенный в маеляную баню, загружают 180 г хлорпарафина, включают обогрев, после расплавления хлорпарафина включают перемешивание, при 115-120°С загружают 123,62 г борной кислоты и выдерживают смесь при указанной температуре в течение I ч.

Затем загружают 40,69 г оксида цинка и 157,71 г восьмиводного гидроксида бария и выдерживают при 120-125°С в течение 1,5-2 ч для отгонки реакционной воды. Синтез завершают при содержании КОН 2,82 мг/г реакционной маееы и еодержании