Способ получения пластификатора-стабилизатора поливинилхлорида на основе алкилфеноксипропеноксида

Формула

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРА-СТАБИЛИЗАТОРА ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА НА ОСНОВЕ АЛКИЛФЕНОКСИПРОПЕНОКСИДА путем взаимодействия эпихлоргидрина с фенолсодержащим соединением в присутствии щелочи при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, в качестве фенолсодержащего соединения используют смесь C4 - C10-алкилфенолов, полученную алкилированием фенола полимердистиллатом или тримерами пропилена и -олефинами фракции С8 - С10, и взаимодействие осуществляют при молярном соотношении эпихлоргидрин : алкилфенол : щелочь, равном 2 - 4 : 1 : 1, при температуре 95 - 130oС.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве щелочи используют кристаллический едкий натр или едкое кали, или их водный раствор.

Описание

Изобретение относится к эпоксисоединениям, в частности к способам получения пластификатора-стабилизатора поливинилхлорида на основе алкилфеноксипропеноксида.
Целью изобретения является повышение качества целевого продукта.
Предложенный способ осуществляют следующим образом:алкилфенолы, щелочь (NaOH или КОН) и эпихлоргидрин при молярном соотношении 1:1:2-4 нагревают при 95-130оС в течение 1,5 ч с одновременной отгонкой реакционной воды, последующим отделением образующейся соли и отгонкой при пониженном давлении избытка эпихлоргидрина.
В качестве алкилфенолов используют смеси следующих составов, мас.%: фенол 0,8-1,0; диалкилфенолы 10-20; алкилфенолы 79,0-82,0; где алкил С48 или фенол 0,4; диалкилфенолы 2.5; алкилфенолы 97,0 где алкил С810.
Используемые смеси получают алкилированием фенола полимердистиллатом или тримерами пропилена и -олефинами фракции С810.
Полученные алкилфеноксипропиленоксиды представляют собой подвижные маслянистые жидкости с вязкостью при 20оС 0,26-0,3 Па с (LD50=14770 мг/кг).
П р и м е р 1, Алкилфеноксипропеноксиды, где алкил С48 (эпоксид С-1281).
В трехгорлую колбу емкостью 1 л снабженную мешалкой, термометром, обогреваемой насадкой с нисходящим холодильником загружают 330,14 г (1,6 моль) алкилфенолов, полученных алкилированием фенола полимердистиллатом и 66,46 г (1,6 моль) технического едкого натра. В образовавшуюся суспензию в течение 1,5-2 ч прикапывают 377,67 (4,0 моль) технического эпихлоргидрина. В процессе подачи эпихлоргидрина температура реакционной массы повышается и достигает 85-90оС. Затем массу нагревают на глицериновой бане. При температуре 95оС начинает отгоняются азеотропная смесь воды эпихлоргидрина. По мере отгонки воды температура реакционной массы постепенно повышается и к концу отгонки достигает 125-130оС. Время реакции 1-1,5 ч. После прекращения отгонки воды массу охлаждают до комнатной температуры и отфильтровывают от осадка хлористого натрия, промывая последний на фильтре 100 мл эпихлоргидрина. Из фильтрата отгоняют в вакууме с остаточным давлением 100-130 мм рт. ст. избыток эпихлоргидрина. Получают 418,95 г продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-коричневого цвета с показателем преломления nD20= 1,5100 и содержанием эпоксидных групп 12,0%.
Продукт имеет следующий состав, %: алкилфеноксипропеноксиды 73,35%; алкилфенолы 10,88. 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 11,63 где алкил С48. примеси 4,14. Выход технического продукта 99,8%.
П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 из 330,14 г (1,6 моль) алкилфенолов, полученных алкилированием фенола полимердистиллатом, 152,4 г (1,6 моль) 42%-ного водного раствора едкого натра и 377,67 г (4,0 моль) эпихлоргидрина получают 416,43 г продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-коричневого цвета с показателем преломления nD20=1,5110 и содержанием эпоксидных групп 12,4%.
Продукт имеет следующий состав, %: алкилфеноксипропеноксиды 76,41, алкилфенолы 9,59, 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 10,89, где алкил С48 примеси 3,11.
Выход технического продукта 99,2%.
П р и м е р 3. Аналогично примеру 1 из 330,14 г (1,6 моль) алкилфенолов, полученных алкилированием фенола полимердистиллатом, 96,3 г (1,6 моль) технического едкого кали и 377,67 г (4,0 моль) эпихлоргидрина получают 418,1 г продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-коричневого цвета с показателем преломления nD20=1,5108 и содержанием эпоксидных группы 12,3%.
Продукт имеет следующий состав, %: алкилфеноксипропеноксиды 75,3, алкилфенолы 9,87, 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 11,21, где алкил С48 примеси 3,62. Выход технического продукта 99,6.
П р и м е р 4. Аналогично примеру 3 из 330,14 г (1,6 моль) алкилфенолов, полученных алкилированием полимердистиллатом, 179,2 г (1,6 моль) 50% -ного водного раствора едкого кали и 377,67 г (4,0 моль) эпихлоргидрина получают 415,6 г продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-коричневого цвета с показателем преломления nD20=1,5110 и содержанием эпоксидных групп 12,4%.
Продукт имеет следующий состав, % : алкилфеноксипропеноксиды 76,56, алкилфенолы 9,77, 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 10,74, где алкил С48 примеси 2,93. Выход технического продукта 99%.
П р и м е р 5. Алкилфеноксипропеноксиды, где алкил С810 (эпоксид С-1369).
Аналогично примеру 1 из 352,5 г (1,6 моль) алкилфенолов, полученных алкилированием фенола тримерами пропилена и -олефинами фракции С810, 66,46 г (1,6 моль) едкого натра и 377,67 г (4,0 моль) эпихлоргидрина получают 446,5 г технического продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-желтого цвета с показателем преломления nD20=1,5140 и содержанием эпоксидных групп 13,2%.
Продукт имеет следующий состав, %: алкилфеноксипропеноксиды 84,39, алкилфенолы 6,0 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 6,41, где алкил С810 примеси 3,2. Выход технического продукта 98,7%.
П р и м е р 6. Аналогично примеру 1 из 330,14 г (1,6 моль) алкилфенолов, 66,46 г (1,6 моль) технического едкого натра и 302,14 г (3,2 моль) технического эпихлоргидрина получают 415,8 г продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-коричневого цвета с показателем преломления nD20= 1,5110 и содержанием эпоксидных групп 12,1%.
Продукт имеет следующий состав алкилфеноксипропеноксиды в расчете на С8 309,6 г (74,46 % 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 48,74 г (11,72%), алкилфенолы 43,64 г (10,5%) примеси 13,82 г (3,32%).
П р и м е р 7. Аналогично примеру 1 из 330,14 г (1,6 моль) алкилфенолов, 96,3 г (1,6 моль) технического едкого кали и 604,28 г (6,4 моль) технического эпихлоргидрина получают 417,9 г продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-коричневого цвета с показателем преломления nD20=1,5109 и содержанием эпоксидных групп 12,3%.
Продукт имеет следующий состав: алкилфеноксипропеноксиды в расчете на С8 314,84 г (75,34 %) 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 46,87 г (11,22% ): алкилфенолы 41,27 г (9,88%) примеси 14,92 (3,56%).
Влияние молярного соотношения на качество смеси представлено в табл. 1.
П р и м е р 11. В условиях лабораторных испытаний и применения химикатов-добавок в полимерных материалах проведены испытания в качестве пластификаторов поливинилхлорида эпоксидов С-1281 (алкил С48) и С-1369 (алкил С810). Эталоном сравнения служит известное соединение, полученное эпоксидированием продукта конденсации фталевого ангидрида с кубовым остатком от ректификации бутиловых спиpтов.
Готовят 15% -ный раствор ПВХ в циклогексаноне и добавляют эпоксиды С-1281 и С-1369 в количестве 10-50 мас.ч. к весу сухого остатка. Полученные смеси выдерживают сутки для лучшей совместимости полимера и пластификатора, а затем готовят образцы для испытаний методом полива на стекла размером 20х10 см, сушат 2 ч при комнатной температуре и 2 ч при 60оС, затем их снимают со стекол, разрезают, измеряют и разрывают на разрывной машине. Результаты испытаний приведены в табл. 2.
По остальным примерам (1-7) получают смеси со свойствами, аналогичными С-1281.
П р и м е р 12. Готовят смесь порошкообразного поливинилхлорида, пластификатора и стабилизаторов состава, приведенного в табл. 3. Набухание смеси проводят при 90-100оС в течение 30 мин. Набухшую массу вальцуют при 150оС в течение 7 мин. Получают пленку толщиной 0,4 мм. Термостабилизатор - эпоксид С-1281 - вводят в состав ПВХ-композиций.
Стабилизирующее действие эпоксида оценивают по времени термостабильности ПВХ-смеси при 180оС и термостойкости (стойкость к изменению цвета) пленок при 180оС в сушильном шкафу СЭШ-ЗМ. Рецептура и результаты испытаний приведены в табл. 3.
П р и м е р 13. В условиях лабораторных испытаний и применения химикатов-добавок в полимерных материалах были испытаны образцы алкилфеноксипропеноксидов: эпоксид С-1281 (алкил С48) и эпоксид С-1369 (алкил С810), в качестве вторичных стабилизаторов пластифицированных поливинилхлоридных композиций. Эталоном сравнения служил применяемый в промышленности стабилизатор - эпоксидированное сoевое масло (ЭПС).
Образцы готовят методом вальцевания смеси порошкообразного поливинилхлорида, пластификатора, металлосодержащих стабилизаторов и вторичного стабилизатора состава, приведенного в табл. 4. Набухание смеси проводят при 70оС в воздушном термостате в течение 40 мин и затем выдерживают при комнатной температуре 2 суток.
Режим вальцевания: температура 150оС, время 7 мин, зазор между валками 0,2-0,5 мм.
Эффективность стабилизирующего действия эпоксидов С-1281, С-1369 и ЭПС оценивают по их влиянию на начальный цвет и сохранение цвета пленок (термостойкость) в условиях термостарения при 175оС в течение 540 мин в приборе "Стабилиметр", а также по индукционному периоду (время до начала выделения HCl) по методу "Конго-Рот" в процессе термостарения пленок при 175оС в воздушном термостате. Рецептура и результаты испытаний приведены в табл. 4.
П р и м е р 14. В условиях лабораторных испытаний и применения химикатов-добавок в полимерных материалах проводят испытания в качестве вторичного стабилизатора пластифицированных поливинилхлоридных композиций алкилфеноксипропеноксида (эпоксид С-1281) с различным содержанием эпоксидных групп:
образец 1 10,7%.
образец 2 11,3%.
образец 3 12,4%.
Термостабилизирующую эффективность (термостабильность) ПВХ-композиций определяют по индукционному периоду (время до начала выделения HCl) по методу "Конго-Рот" при температуре муфельной печи 160оС.
Готовят смесь порошкообразного ПВХ, металлсодержащего стабилизатора, пластификатора и вторичного стабилизатора при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: ПВХ 100 Стеарат кадмия 1,0 Стеарат бария 1,0 Диоктилфталат 40 Эпоксид С-1281 3,0.
Смесь подвергают механическому перемешиванию с последующей термообработкой в течение 40 мин при 70оС и затем выдерживают при комнатной температуре двое суток. Из полученной смеси готовят пленки методом вальцевания.
Режим вальцевания: температура 150оС, время 7 мин, зазор между валками 0,2-0,5 мм. Результаты испытаний приведены в табл. 5.
Предложенный способ позволяет получить новые смеси, которые без дополнительной обработки могут быть использованы в качестве пластификаторов-стабилизаторов поливинилхлорида и позволяют получать пленки с улучшенными свойствами по сравнению с известным эпоксидом, а также повысить термостабильность. ПВХ-композиций при 160оС до 588 мин против 150 мин с использованием известного стабилизатора.
Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к получению пластификатора - стабилизатора поливинилхлорида на основе алкилфеноксипропеноксида. Цель - повышение качества целевого продукта. Получение его ведут взаимодействием эпихлоргидрина со смесью C4-C10- -алкифенолов, полученной алкилированием фенола полимердистиллатом или тримерами пропилена и -олефинами фракции C8-C10 в присутствии щелочи при молярном соотношении 2 - 4 : 1 : 1 и температуре 95 - 130°С. Предпочтительно в качестве щелочи используют кристаллический NaOH или КОН, или их водный раствор. Способ позволяет получить новые смеси, которые без дополнительной обработки могут быть использованы в качестве пластификаторов - стабилизаторов поливинилхлорида, и позволяет получать пленки с улучшенными свойствами по сравнению с известной эпоксидной смесью, а также повысить термостабильность ПВХ-композиций при 160°С до 588 мин против 150 мин с использованием известного стабилизатора. 1 з.п. ф-лы. 5 табл.

Рисунки

Заявка

4069310/04, 26.05.1986

Научно-исследовательский институт химикатов для полимерных материалов, Волжское производственное объединение "Оргсинтез"

Скрипко Л. А, Тростянецкая В. Л, Горбунов Б. Н, Рыков В. К, Горелов В. И, Парамонов В. И, Пархоменко А. И, Чалдаев В. В, Макогон А. М

МПК / Метки

МПК: C07D 301/28, C08K 5/15, C07D 303/02

Метки: алкилфеноксипропеноксида, пластификатора-стабилизатора, основе, поливинилхлорида

Опубликовано: 27.01.1995

Код ссылки

<a href="http://patents.su/0-1743161-sposob-polucheniya-plastifikatora-stabilizatora-polivinilkhlorida-na-osnove-alkilfenoksipropenoksida.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения пластификатора-стабилизатора поливинилхлорида на основе алкилфеноксипропеноксида</a>

Похожие патенты