Способ получения модифицированного буроугольного воска

ОП ИКАНИЕИЗОБВЕТЕ Н ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 22.09.77 (21) 2529804/23-04с присоединением заявки рйао делам нзебретеннй н открытий(72) Авто 1 ы изобретения Тульский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института химической промышленности(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО БУРОУГОЛЬНОГО.ВОСКАИзобретение относится к области органической химии, конкретно к усовершенствованному способу получения модифицированного буро- угольного воска, который может быть исполь. зован в бытовой, химии для приготовления полирующих средств, в переработке пластмасс и других отраслях техники.Известен способ получения торфяного этерифицированного воска путем этерификации в токе азота при 120 - 140 С кислотного торфяного воска глицерином, В качестве катализатора10 примениот минеральную кислоту, например серную. Продолжительность процесса зтерификации 9 - 12 ч 1. В известном способе 100 г торфя. ного рафинированного воска с кислотным чис 15 лом 120 - 160 ---- этерифииируют 50 гКг КОНгглицерина. В процессе этеоификации кислотного (рафинированного) воска полигликолями происходитЮ удлинение цепи за счет сшивания двух молекул восковых кислот и образования диэфиров по уравнению За счет удлинения углеродной цепи молекул повышается качество конечного продукта. Протеканию процесса в таком направлении должно способствовать исходное соотношение реагентов, Значительный избыток глицерина будет способствовать образованию моноэфиров и не приведет к достижению желаемого результата 1,Основным недостатком известного способа является проведение реакции при значительном избьггке глицерина, что, как видно из уравне. ния реакции, способствует образованию моно-. эфиров, В 100 г рафинированного воска с кис. лотным числом 160 содержится 100 х 160 =16000 кислотных групп. В 50 г глицерина содержится 50 х 1825 =91250 гидроксильных групп (здесь. 25 ЗО 50 3 7Мг 1 ОН-- Ы гдэкстльноа число ггще."на)г Таким образом, в реакциацой смеси на одну кислотную группу при хадятсл =5,746000 гидроксильных групп, Если же этерификацииподвергается воск с исходным кислотным чнс.лом 120, то это соотноитенне увежчивается до7,6, В то же время из уравнения реакции 11)видно, что для образования диэфиров отношение гидроксильных групп к кислотным должнобыть близким к 1,5, а для преимущественногообразования маноэфиров - близким к 3, Визвестном способе используется большой избыток глицерина, который памного выше необ.ходимаго даже для образования моноэфиров.Вероятность образоващи диэфиров при такомсаотно 1 цеюи исходных реагентов мала. Следа.вательно, процесс этерификацци в этом слу 1 авпроходит с цреимущественньм обраэовациеммоноэфиров, а нец 1 ореагироваэшвп глицеринспособствуег еце большему спижежцо качестваконечного продукта.Использаваю 1 е в качестве кататизатара серной кислсты паи высоких температурах вызывает осмолецне и потемнение воска. Поэтому визвесттам способе температура реакции огра:.ичена 120 - 140 С, что увеличивает продолжчтельность процесса,Кроме того, применение азата для отдувкипаров воды, образующейся в результате реакции, оправдано только в лабораторных условиях и на п 1 едприятиях, имеащих установки пораэделеюца воздуха, Во всех опальных случа.ях экономически цеЛесообразнее использоватьдля этого вакуум.Цель изобретения - повыитение качества целеваго продукта,Поставленная цель достигается предлагаемымспособом получения модифицироваьпгого буроугольного васка путем этернаикацзпч восковыхкислот глицерином прц повышенной темперау.ре в присутствии катакзатора, па которомупроцесс этерификации проводят при саотнашеши гидраксильных групп к кислотным в реакционной смеси 1,4 - 1,6:1 при 170 - 190 С и остаточном давлении 450 - 500 мм рт, ст. с использованием в качестве катализатора тетрабутоксититана, в количестве 0,4 - 0,6 вес.% с последующей переэтерификацией образовавшимся промежуточным соединением тетраэтоксисилана при103 - 105 С до получения целевого продукта ссодержанием креьащя 0,6 - 0,7%.Применение в качестве катализатора тетра-бутаксититана позволяет проводить процесспри 170 - 190 С, не вызывая асмолеиия органических соединений воска, и сократить времэтерификаиуи до 5 - 6 ч. 4Сокращение времени этерификаиии дает ваэ. можность, не увеличивая обшей продолжитель. ности процесса, значительно повысить качества получаемого продукта и придать ему новые цею 5 ые свойства введением в состав воска кремния. Введение кремния осуществляется на вто; рой падии процесса посредством переэтерификации тетраэтокспсилана продуктом первой стадии. При этом оптимальным количеством явля. стся содержание кремния от 0,6 до 0,7%. При содержании кремния более 0,7% происходит излишняя полимериэация, уменьшается жидко- текучесть целевого продукта в расплавленном состоянии,. резко ухудшается ега сцлавляемость с другими васками, что ограничивает возмож. ности его применения. При содержании кремния менее 0,6% продукт в расплавлеюгом состоянии цзчицгне тетуч, а в твердом состоянии почти це отличается от продукта цромежуточ. ной стадии - воска, эгерифиидрованного гли. церицом.При мер. В реактор с мешалкой загружа. ют 200 г кислотного буроугольцого воска с м,гКОНкислотным числом 120и 20 г глицериг рина,. а также 0,5% от веса смеси катализатора. тетрабутоксититана). Затем смесь нагреваютодо 180 С и включают мешалку. Процесс проводят при 450 - 500 мм рт. ст. Продолжительность процесса 5 - б ч. Конец реакции определяют по прекращению выделения воды и анализом продукта. После этерификации продукт имеет кис. потное число б - 30 -, гидроксильнае чисьг КОНгло 58 - 64- - . Затем температуру реакционной смеси снижают до 103-105 С и вводят 12,3 г тет. раэтоксисилаца, одновременно устанавливал давление в системе 650 - 700 мм рт. ст, О ходе второй стадии реакции судят по выделению этилового спирта, По истечении 3 ч переэтерификацию тетраэтокснсилана заканчивают.Полученный продукт обладаег высоким блеском, хорошими водоотталкивающими свойствами, Тонкие пластины из этого воска в отличие от воска, полученного цо известному способу, обладают значительной гибкостью и упругостью. Основные константы полученного продукта: кислотное число 26 - 30 -- , гидроксильноемг КОНчисло 56 - 63 , температура каплепаде.. Мг КОН ния 80 - 82 С, содержание кремния 0,6 - 0,7%,Главным достоинством предлагаемого способа получения модифицированного воска является более высокое качество получаемого продукта по сравнению с известным (лучдие гидрофобные свойства, хороший блеск, упругость тонких восковых пластин - качество,Формула изобретения Источники информации,15 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Ме 50503,кл. С 11 С 3/02, 1975 (прототип). Способ получения модифицированного буроугольного воска путем этерификации восковых кислот глицерином при повышенной температу Составитель В, Жестков Редактор А. Соловьева Техред З.Фанта Корректор И. СтецЗаказ 7334/21 Тираж 476 Подпи сное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Филиал ПП 1 "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 700537 6которым воск, полученный по известному спо- ре в присутствии катализатора, о тли ча юсобу, совсем не обладает), Эти качества про- щи й ся тем, что, с целью повышения качества дукта, полученного по изобретению, объясняют. целевого продукта, процесс этерификации провося наличием в целевом продукте значительно дят при соотношении гидрокснльных групп к кисбольшего количества диэфиров и введением влотнымв реакционной смеси,4 - 1,6: при 170- структуру воска кремния. Кроме того, следу С и остаточном давлении 450 - 500 мм рт. ст, ет указать на,некоторое уменьшение времени с использованием в качестве катализатора тет. процесса (по предлагаемому способу 8 - 9 ч, рабутоксититана в количестве 0,4 - 0,6 вес,% с по прототипу 9-12 ч) и связанное с этим последующей переэтерификацией образовавшим. уменьшение затрат. 1 О ся промежуточным соединением тетраэтоксиси.лана при 103-105 С до получения целевого продукта с содержанием кремния 0,6 - 0,7%.