Способ получения метаборатов и ортоборатов металлов 1-1v групп периодической системы, используемых в качестве антипиренов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 960120 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 546,27. .273 (088.8) ла делам кзобратенкй и еткрмтий(72) Авторы изобретения ф.,т;,:.Институт органической химии АН Украинск й ССР"1(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАБОРАТОВ И ОРТОБОРАТОВ МЕТАЛЛОВ 1 - 1 Ч ГРУПП ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ АНТИПИРЕНОВ.Гасударственный кемитет (23) Приоритет -1Изобретение 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 50 - 80 кбар и температуре 800 в 16 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, сушку и классификацию продукта 12.. К недостаткам указанного способа следует отнести высокое содержание в целевом продукте кристаллизационной воды, многостадийность процесса, включающего наряду со стадией солеобразования, стадии кристаллизации, фильтрации, промывки, сушки и классификации, неоднородность дисперсного состава целевого продукта за счет образования кристаллов различных размеров йа стадии кристаллизации и образования кристаллических агрегатов в процессе сушки, невысокую дисперсность порошков целевого 5 продукта порядка 50 мкм.Целью изобретения является повышениекачества продуктов и упрощение процесса их получения.Поставленная цель достигается тем, чтообрабатывают при нагревании гидроксидов или соли металлов 1 в групп периодической системы борными кислотами в среде эфиров,органических антипиренов или полиоксипропилена.При этом, в качестве сложных эфиров 1используют дибутилфталат, диоктилфталат,диоктилсебацинат или диоктиладипинат.В качестве органических антипиренов используют хлорпарафин или 2-этилгексилфосфат.Использование эфиров и антипиреновпозволяет проводить процесс в неводной среде, делает его одностадийным и исключает токсичность процесса.Пример 1. В лабораторный смесительволчкового типа емкостью 3 л, снабженный50 55 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 водо- струйным насосом отгоняют воду до достижения содержания КОН 2,2 мг/г реакционной массы и содержания влаги 0,9 мас.о/О. Получают 1940 - 1960 г однородной пасты бората кальция белого цвета, содержащей, мас. /, Сад 30,7; кристаллизационной воды 9,6; пластификатора 30. Дисперсность полученного продукта фракции 1,5 - 2 мкм 90 мас, %, 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 1236,2 г борной кисло- ты и выдерживают реакционную массу при указанной температуре в течение 1,0 - 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 мас. /Получают 2230 г пасты белого цвета, содержащей мас, %: Ха 10,15; кристаллизационной воды 4; дибутилфталата 38.Дисперсность полученного продукта фракции 2 - 3 мкм 80 мас. %, а фракции 3 - 10 мкм - остальное до 100.Пример 3. В центробежный смеситель марки МК%-160, емкостью 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 гидроксида бария и отгоняют реакционную воду. В процессе отгонки реакционной воды,для облегчения перемешивания массы, в смеситель порциями загружают еще 30 кг диоктилфталата. Синтез завершают после достижения содержания КОН 1,5 мг/г реакционной массы и содержания влаги 0,9 мас, %. Затем, пуском воды в рубашку смесителя, реакционную массу охлаждают до 70 - 80 С. Получают 150 кг белой пасты с сероватым оттенком, содержащей, мас. %.,-диоктилфталата 50, Ва+ 30,1; кристаллизационной воды 3,46. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Дисперсность полученного продукта фракции 2 - 3 мкм 80 мас. /о, 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 мешалку и обогрев, при 115 в 1 С вносят 494,5 г борной кислоты, выдерживают реакционную смесь при этой температуре в течение 1,52,0 ч для превращения борной кислоты в метаборную, затем повышают 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 массы и содержания влаги 1,1 мас. о/о. При необходимости, по мере отгонки воды и загустевания массы, добавляют порциями 200 г диоктиладипината, Получают 1260 г пасты белого цвета, содержащий, мас. /о Ва" 22,12; Уп+ 10,21; кристаллизационной воды 2,8. Дисперсность полученного продукта фракции 1 - 3 мкм 90 мас. /о, а фракции 3 - 5 мкм - остальное до 100.Пример 5, В лабораторный смеситель 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 кислоты, выдерживают при указанной температуре смесь в течение 1 - 1,5 ч. Затем повышают температуру до 130 - 135 С и загружают в смеситель 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, 1,38 мас.ф 4 По мере отгонки реакционной воды масса загустевает, для облегчения перемешивания вводят порциями 200 г дибутилфталата.Получают 1260 г белой пасты, содержащей, мас. о/о, Ваф 10,68; Уп+ 4,88; РЬ 16,8.Пример б. В стеклянный стакан емкостью 0,5 л, снабженный мешалкой и помещенный в масляную 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 1 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 массы и содержании5о15 го 25 Формула изобретения 30 35 4 О 45 50 55 4 Тираж 509 Поднисноег. Ужгород, ул. Проектная, 4 ВНИИПИ Заказ 6856/2филиал ППП Патент, . влаги 0,57 мас. %. Получают 360 г пастысветло-коричневого цвета, содержащи,мас %: Ва+ 185 Уци+ 86Дисперсность фракции полученного продукта 3 мкм 90 мас. %, а фракции 3 - 8 мкмостальное до 100.Пример 7. Процесс проводят аналогичнопримеру 6, но загружают, г: 2-этилгексилдифенилфосфита 120, борной кислоты 123,62,оксида цинка 40,69; восьмиводного гидроксида бария 157,71,Синтез завершают при содержании КОН. 2,5 мг/г реакционной массы и содержаниивлаги 1 мас. %. Получают 305 г пасты розового цвета, содержащей, мас. %. Ва 22,1;2 пт 10,92.Пример 8. В лабораторный смесительволчкового типа емкостью 3 л, снабженныймешалкой, нисходящим холодильником имасляной баней, загружают 300 мл дистиллированной воды, включают мешалку, обогрев, и загружают 61,83 г борной кислоты.После растворения борной кислоты в смеситель загружают 122,07 г оксида цинка, температуру повышают до 100 - 110 С и отгоняют воду,По мере загустевания массы для облегчения перемешивания и отгонки воды в смеситель порциями загружают 130 г диоктилфталата. Синтез завершают после достижения содержания КОН 3 мг/г реакционноймассы и содержания влаги 1,2 мас. %.Получают 360 г пасты содержащей, мас.%:Упт 26,6; кристаллизационной воды 10,9.Дисперсность полученного продукта фракции1 - 3 мкм 95 мас. %, а фракции 3 - 5 мкм -остальное до 100.Пример 9. По примеру 4 вместо диоктиладипината применяют полиэфир Лапрол 303(ТУ 6-05 - 1513-75) в том же количестве.Результаты анализа, мас. %: мг КОН/г1,2; содержание влаги 1,8; 2 п+ 10,82; Ватдо 100.22,4. Дисперсность фракции до 3 мкм80 мас. %, а фракций 3 - 8 мкм - остальноеПример 10. К 145 кг пасты метаборатабария, полученной по примеру 3 при 70 -80 С и непрерывном перемешивании, добавляют 145 кг поливинилхлоридной смолы марки С. Перемешивание продолжают в течение 1,0 - 1,5 ч до получения однородногосыпучего порошка белого цвета. Затем, непрекращая перемешивания, в рубашку смесителя подают воду для охлаждения, и массу выгружают при 35 - 40 С.Результаты анализа полученного продукта, мас. % Ва 15,2; пластификатора 25,2.Остаток после просева на сите,С сеткой1.1315 , ОтсутствуетС сеткой0063 93Пример 11. Концентрат получают в двухстадийном комбинированном смесителе типа КМЦЛНРК,ЦЛНРК Верхний смеситель, емкостью 10 л типа ЦЛНРК, снабжен рубашкой для нагрева и двумя мешалками (и = 608 - 3000 об/мин). Нижний смеситель, емкостью 25 л тина ЦЛНРК, снабжен рубашкой для охлаждения и одной мешалкой с широкими лопастями (и = 175 об/мин).В разогретый верхний смеситель загружают 2,5 кг акрилонитрилбутадиенстирольной смолы марки АБС 250 УК, 2,5 кг трех- окиси сурьмы и 5 кг пасты метабората бария. Включают мешалку (и = 608 - 1000 об/мнн), через 7 - 10 мин смесь через клапан верхнего смесителя выгружают в нижний смеси- тель, в рубашку которого непрерывно подается вода. После 5 - 7 мин перемешивания смесь при 40 - 50 С через клапан нижнего смесителя выгружают в тару. Готовый продукт представляет собой сьгпучий непылящий порошок с сероватым оттенком. Результаты анализа полученного продукта, %. Ва 15,4; пластификатора 25.Как следует из приведенных примеров, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет значительно упростить процесс, сделав его одностадийным, исключить токсичные сточные воды и значительно повысить дисперсность продукта. 1. Способ получения метаборатов и ортобаратов металлов 1 - 1 Ч групп периодической системы, используемых в качестве антипиренов, включающий обработку при нагревании гидрооксидов или солей металлов борными кислотами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества продуктов и упрощения процесса их получения, обработку ведут в среде эфиров, органических антипиренов или полуоксипропилена.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сложных эфиров используют дибутилфталат, дноктилфталат, диоктилсебацинат или диоктиладипинат.3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что в качестве органических антнпиренов используют хлорпарафин или 2-этилгекснлфосфат. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка Японии51-22377,кл. С 01 В 35/12, 1976.2. ЬеЬпап Н. А., Мцйгпе Н. Р. ггп-Рапд Яцп Хцг сЬегпц цпд Мопз 1 Пцг 1 оп Ьогвоцпгп за 1 ге. Х 1 Х ОЬег цп п 1 едегез Нудга 1 цпд цпе педе. Тц 1 тегпрегагцг 1 оггп без Вапщп (1:1) Ьога 1 ев. - Х. апогр. цпд а 1 дет, СЬегп., 1967, 3555 - 6, с. 238 в 2 (прототип).