Композиция

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ 1677667 Союз Советских Социалистических Республик,5 132) 17.12.3 (33) США30,08.79. Бюллетень 2 3) Приорите ударстоенимк иомите СССР(088,8) евам извбретеиии и открмтий ния описания 26,09,79(72) Авторы изобретения Иностранцы н Ятс, Пауль Говард лфред Майкл Пинто(США) имс ече 1 д гщ юГЪ " За,явител Иностранная фирмаинентал Ойл Компани(54) уры по меньшей мер м охлаждением и лолуловилной, хрупкой комиси кальция вые разно- имер гаше 0 Кальциевая соль жи ной кислоты Изобретение относится к областо получения сыпучих добавок для полимерных композиций,Известна композиция, содержащая парафин и кальциевую соль жирной кислоты 1.Нелостатком известной композиции является недостаточная технологичность ее переработки,Цель изобретения - улучшение технолопичности процесса переработки композиции.Поставленная цель достигается тем, что в качестве парафина используют углеводородный парафин с т, пл. 43 - 74 С и в качестве кальциевой соли жирной кислоты используют кальциевую соль Св - С 4 алифатической углеводородной монокарбоновой кислоты или смесь жирных кислот с гидро- окисью кальция при следующем соотношении компонентов, вес, %:Углеводородный пара- ф Изобретение включает смешивание углеводородного парафина и соли кальция жирной кислоты, или ги-.локиси кальция и некоторых жирных к":. при нагревании смеси ло температ е180 С с последующичением твердой. стекпозиции,5 Можно применять жирные кислоты. кактаковые либо в форме солей кальция,См - С 4 алифатичесюие углеводородные монокарбоновые кислоты ипзи их смеси. Этикислоты могут быть насыщенными. При ис 10 пользовании смесей кислот следует учесть,что они х ут содержать до 15 вес. % С 4алифатической углеводородной монокарбоновой кислоты с указанными характеристиками насыщения. Примерами кислот яв 15 ляются: пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, арахиновая, бегеновая,таллового масла жирная кислота, гидрогенизированная растителытая жирная кислота, гилрогенизированная говяжья жирная20 кислота, дистиллированная хлопковая жирная кислота и т. д.При использовании гндроокможно применять любые торговилности этого материала, напр2 Ь н) ю или негашеную известь.Полхолящими углеволородными парафинами являются произволные нефтяных источников. Такие носки содержат множествоуглеволородных структур, например обычЗ 0 ные парафины, изопарафины, циклоларафи3нй, небольшие количества по ицпслопаряфинов и ароматические и лруге углеводороды. Они могут быть,в очцше 1 Ио формеили содержать масла в зависмости от источника (происхокдения Иллц хетола регенерации. Особенно применймыми считаются углеводородные парафины с точкойплавления (АСТМ Д 127-63) по меньшеймере 62 С, содержанием масла (АСТМД 7 ЖТ) не Вьше 50 вес, %, прелпочтцтельно не выше 204 вес. %, и срелней прочностью на прокол иглои прц 25 С (АСТМД 1321-65) 1 - 20 ям, прелпочтительно 1 - 10.В частности, при загрузке углеводородного парафина н соли кальция жирной кц:лоты или гидроокиси кальция и жирнойкислоты в нагреваемый сосуд используютмешалку. Боек может быть расплавлен лозагрузки или расплавлен в сосуде.При Спользовании соли кальция кцрнойкислоты ее просто загружают в реакторвместе с воском.При применении гидроокиси кальция ижирной кислоть отдельно жирная кислотаможет быть загружена как таковая цлипредварительно расплавлена, как и воск,Если гидроокись кальция применяют в твердом состоянии, загрузка может проводитьсяпри использовании любых подходящихсредств, напрсимер транспортером, Хотя последовательность введения не является крятической, в настоящем изобретении представляется целесообразным проводить загрузку сначала расплавленного воска, а затем Вводить твердую гидроокись кальция.После распределения мешалкой часчщ гцлроокиси кальция в сосуд можно Вводитьжирчую кислоту В жидком Виде, С Однойстороны, жирную кислоту можно лобавлятьло гцдроокиси кальция. С лругой стороны,легко проводить контроль за скоростью получения воды в процессе реакции гцлроокцси кальция и жирной кислоты. Это чмеетзначение по тем причинам, что способ требует температур выше точки кипения Волы,в результате чего присутствующая цлц полученная вода испаряется и является грцчцной некоторого ценообразования смеси. ОчсВилно, что если пенообразование становится проблемой, то она может быть устраненапутем применекия любых известных средств.Б любом случае смесь нагревают прицеремеИкваниц до, по меньшей мере, 150 С,11 агревяице мятсрнялОВ можнО продолжатьпрц ло:1 я" еиц их в сОсъд. Б Общем, температу повышают до 150 С, не Окончивлобавлен материалов, Предпочтительнонагревать смесь до более высокой температуры, например, до 180 С, так как при этомускоряется преобразование смеси в целевуюкомпозицйю., Преобразование смеси прсасхолит следующим образом,Расплавленный воск перво 1 а Яльн О создает непрерывную жидкую фазу, в которой 4 дцспергирются частицы с".лц к;.льця,:л Гилроокцсь кальция и жирная 11.лота ре- ГцруОт 1 П зц с Образование.л соли кя;1 ьшя ц волы, а затемсолькальция, будучи нерастворимым твердым веще; твом, лиепе игируетсяв воске; вола в это время испаряется из смеси, Тяк кяк нагревянце смеси прололжается, то происхолит увеличен.Вязкости, Первоначально масса достигает 1 ф гомогенной пастообразной коисцстецш, затем становится карамелсобразным мзт:риалом. Именно в этой точке достигают конечной температурь, и происходит образование композиции. Нагревание может быть продолжено на короткое время лля полного завершения преобразования ."Яже ло высоких темлератур, блэких к темперят рам разложения.Затем горячая масса извлекается цз сосуда и охлаждается Ло комнатной температуры,.,при которой композиция становится твердой, стекловидной, хрупкой массой, которую можно размолоть цлп уменьшить по размеру частицсохраняющих дискретность 2 В и целостность. Так как композцця является твердой при комнатной те млер а туре ц может быть легко размолота при таких условиях, представляется более улобным ц легкцм проводцть размол козИозццц пр. зо криогенных условиях. Б другом случае полуейные частицы композцциц при комнатной температуре можно легко грузить при наличии обычных средств. Далее, композиция в частицах сохраняет целостность в про.цессе хранения,Как правило, прц лримененнц смеси гцлроокиси кальция и жирной кислоты в таком способе молярное соотношение гилроокоси кальция ц жирной кислоты составляет по.рялка 0,5: 1 - 1: 1, а весовое соотношение воска ц жцрной кислоты составляет 0,5: 1 - 2: 1. Предпочтительно, чтобы моляриое соотношение гидроокиси кальция и жирной кислоты составляло 0,%:1 - 0,65: 1, а весо- ВОС ."ОТНОШЕНИЕ 3 СКЯ И жЦР .Ой Х:Лоты - 0,9: 1 - 1: 1, При использовании соли кальция в способе полученная композиция будет солержать 30 вес. % соли кальция. Можно лрименять также большее количество соли ьокальция В зависимости от назначения комлозиции, Особенно предпочтительно ислоль.зовать композицию в качестве экструзио 1- ной добавки для термолластнчеоких экстру.зионных составов с основой цз полцвцнцл хлорцла, ц для этой цели уловлетворлтельное соотношение веса соли кальция и воска составляет лорядка 30: 70 - 70: 30.Возможно также проволцть введениедругих добавок в композицию, если она бО предназначена для использования в качестве экструзионной добавки илц смазки, Прц таких условиях можно включить и другие добавки, чапрцмер полиэтиленовые носки или акрилатполцмеры, пигменты наприер 65 Т 02, наполнители и даже усил"вающие ма677667 5 10 ЗО териалы. Они могут быть добавлены в процессе пол чения композиций. Изобретение иллюстрируе ся следующими примерами. Примеры 1 - 7 иллюстрируют изобретение с применением предварительно образованной кальциевой соли жирной кислоты, а примеры 8 - 16 - с применением, гидроокиси .кальция,и жирной кислоты. П р и м е р 1. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, загружают примерно 100 г расплавленного углеводородного парафина. Нефтяной углеводородный парафин имеет т. пл. - 64 С, маслосодержание 161, и среднюю прочность на прокол иглой (25 С) - 8,1 мм, При непрерывном перемешивании добавляют - 63 г торговой марки стеарата кальция (ВИТКО б 339/С) и смесь нагревают до 180 - 190 С, Отмечено, что при наличии механической мешалки невозможно достичь оптимального смешивания. В любом случаепри 180 - 190 С смесь представляет собой карамелеобразный материал, ко. торый при последующем охлаждении при комнатной температуре становится более твердым и хрупким но сравнению с обычным воском. Вследствие недостатка перемешивания:в конечном продукте находятся частицы воска,При мер 2. Проводят процесс, как в примере 1, но 100 г стеарата кальция торговой марки добавляют по возрастающей"к воску и для нагревания применяют масляную баню. При охлаждении при комнатной температуре получают конечный продукт, как в примере 1. П р и м е р 3 (сразнителвный). 100 г расплавленного воска загружают всмеситель Вориига и по возрастающей добавляют 81 г торгового стеарата кальция при перемешивании и нагревают только до 100 С, После церемешнвания при указанной температуре смесь охлаждают до комнатной, Конечный продукт отличается от про дуктов примеров 1 н 2 и представляет собой физическую смесь двух компонентав, например порошкообразный твердый материал,: диопергировавный в мягком воске, Продукт "-,. о"верждается или хрупкий,55и мер 4, С применением смесителя Хс 1 а для получения лучшего перемешивания, снабженного электрическим нагревательным камином, 25 г расплавленного нефтяного воска загружают с последующим добавлением по возрастающей 300 г торгового стеарата кальция при перемешиванип и нагревании. Воск имеет среднюю т. пл. - 64 С, среднее маслосодерж ание - 16% и среднюю прочность на прокол иглой (25 С) -8,1 мм. Отмечено, что в процессе нагревания смеси до температуры - 190 С проходит несколько фаз, описанных выше, и продукт прп высоких температурах гомогенный и карамелеобразный. После охлаждения до комнатной температуры продукт становится твердым, хрупким и его можно легко расколоть,П р и м е р 5. Применяя систему Брабендера с лопастью Сигма, - 170 г расплавленного (Код 784) воска загружают с последующим добавлением по возраста;ошей - 200 г стеарата кальция (торговая марка - Ситко С 339/С) с перемепгнванием и нагреванием. Средняя температура плавления воска - 74 С, среднее маслосодержание около 3 вес. % и средняя прочность на прокол, иглой (25 С) 1,5 мм. При нагревании смеси до 190 С наблюдают несколько указанных фаз, Продукт при высокой температуре является гомогенным и карамелеобразным. При охлаждении до комнатных условий продукт становится твердым, хрупким и стекловидным. Продукт размалывают на дискретные частицы с применением пищевой мельницы Ревеля прн комнатной температуре. Пример 6. Для доказательства сохранения дискретности предлагаемых композиций по сравнению с торговым воском, использующимся в качеспве экструзионной добавки к смесям полквинилхлорида, проводят нескольжо тестов:20 г порошкового образца (частицы проходят через сито 30 меш) помещают в градуированный цилиндр (диаметр 2,5 см). Отмечают уменьшение объема и помешают груз в верхнюю часть, а также первоначальныи объем. Образец оставляют под грузом на 1 ч при комнатной температуре и еще раз отмечают объем. Затем образец помешают в лечь при температуре 60 С на 1 ч и снова отмечают объем. Особенности каждой стадии и результаты показаны в табл, 1.677667. Таблица 1 П р и м е ч а н и е: 1 - торговый парафин, применяющийся в термопластическнх смесях в качестве зкструзионной добавки, Аристовекс ХЛ2 и 3 - предла,леман композиция, полученная по примеру 4, но весовое соотношение воска и стеарата кальция составляет 0,85. 1. 4 - предлагаемая композиция, полученная по примеру 4, но весовое соотношение воска и стеарата кальция составляет 1,1: 0,8.Образец плавится в твердый пирог, Пример 7. Получают подобные композиции с применением технологли примера5 при использовании атальмитата кальцияили таллата кальция вместо стеарата кальция. 5П р и и е р 8. В смеситель Хобарта,снабженный электрическим нагревательнымкамином, загружают примерно 255 г углеводородного парафина (Код 776) и примерно 281 г стеариновой кислоты (промышленная марка Хумко Индустрен Р), Воск имеет среднюю т. пл. - б 4 С, средйее маслосодержание - 1 б,вес. %, среднюю прочность на лрокол иглой (25 С) - 8,1 мм. Принагревании материалы расплавляются, после чего добавляют 44 г твердой гидроокисикальция, При непрерывном перемешиваниии нагревании температуру повышают до180 С, в лроцессе чего ведут наблюдение засмесью, которая проходит последовательно 20отгисанные фазы.Полученный продукт имеет форму шарав лопастной мешалке и является гомогенным, карамелеобразным материалом.Продукт нагревают при 180 - 210 С еще 25в течение 40 мин. При охлаждении до к:.мнатнж температуры продукт твердеет истановится хрулким, не похожим на исходный воск,30П р и м е р 9. Повторяют способ по примеру 8, но применяют 37 г твердой ги:.;роокиси кальция и не проводят последоватс.чьного нагревания, Получают те же резуль.:.- ты, и хотя продукт при комнатной темпср- туре твердый и хрупкий, отмечается отсу;- ствие шарообразной форм з тешалке псред охлаждением.П р и м е р 10. Про. едят, как В примере 9, но примсня пердой гид роокнси кальция. Получают конечный продукт, подобный продукту примера 8,П р и м е р 11. Дополнительную фазу проводят, как в лримере 9, но лрименяют 74 г твердой гидроокиси кальция.Получают продукт, как в примерах 8 - 10.П р и м е р 12, Осуществляют технологию примера 9, но применяют следующие материалы: 255 г углеводородного воска (Циткон Код 784) со средней т. пл, - 74 С, средним маслосодержанием - 3 вес. , средней прочностью на прокол иглой (25 С) 1,5 мм; 280 г торговой двойной прессованной стеариновой кислоты (Томвсоц-Гейвард) и 47 г гидроокиси кальция, Материалы нагревают до 190 - 200 С. Получают конечный продукт. подобный продукту примера 8.П р и м е рПроводят процесс подобно примеру 9, но лрнменяют 300 г углеводородного парафина со средней т. пл. - 64 С, средним маслосодержанием примерно 16 вес. 7 о и средней прочностью на прокол иглой (25 С) 8,1 мм; 181 г талловой жирной кислоты (Херкулес Панак 985, и 44 г гидроокиси кальция, Материалы нагревают до 190 С, Получают конечный продукт, подобный продукту примера 8.П р и м е р 14. Подобные результаты получают по примеру 8, но заменяют лальмитиновую кислоту или смеси олеиновой кислотойй.и р и м е р 15. Процесс проводят по примеру 8, но используют смеситель Росса. Загружают - 2822 г углеводородного парафина (Код 776) и - 1 б 0 г гидрогенязованной говяжьей жирной кислоты (ДарлингДАР-С), расллавляют при нагревании до 150 С и одновременно по возрастающей677667 9вводят 317 г гашеной извести (ЗЙШ Гроув Кемслим) в течение 1 мин г 1 ри непрерывном перемешнванни. Точка 1 плавления воска 64 С, среднее маслосодержание - 16 вес, %, и средняя прочность на,прокол иглой (25 С) - 8,1 ил. В течение этого периода температуру повышают до 188 С, и смесь проходит все указанные фазы. Продукт в смесителе имеет форму шара, но не является гомогенным и карамелеобразным, Нагревание проводят при 188 - 195 С еще 25,яин. После охлаждения до комнатной температуры получают твердый и хрупкий продукт,П р и м е р 16. Для доказательства способности предлагаемых композиций сохраТаблица 2Объем, мл, после обработки при 1Исход"грный комнатной температуре, 1 чч объем,мл1 250 47 2 фф25050 П р и и е ч а н и е. ф Образец плавится в твердый пирог.фф Композиция по примеру 8 с применением3481 г воска, 3638 г двойной прессованной стеариновой кислоты и 612 г гидро- окисн кальция. Таким образом, предлагаемая композиция применяется в качестве экструзионных добавок к полимерным смесям, предназначенным для экструзии. Указанная композиция не только отвечает требованиям, предьявляемым к отдельно употребляемым воскам и солям жирных кислот, но и снимают проблемы, связанные с сухими смесями для экстр С зионных составов. Углеводородный парафинКальциевая соль жирнойкислоты 30 - 70 30 - 70 Композиция, содержащая парафин и кальциевую соль жирной кислоты, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения технологичности процесса переработки композиции, в качестве парафина используют углеводородный парафин с т. пл. 43 - 74 С Формула изобретения Юнять дискретность по сравнению с торговый воском, применяющимся в качестве экструзионной добавки. к ПВХ .смесями, проводят следующие два теста: 20 г порошкового об разца (проходит через сито 30 меш) помещают в градуираванный цилиндр емкостью 100 г (диаметр 2,5 см), Отмечают потери объема, На верхнюю часть помещают груз и снова отмечают объем. Образец оставляют под весом в течение 1 ч лри комнатной температуре и еще раз отмечают объем. Затем образец пбмещают в печь при 60 С и выдерживают 1 ч, затем снова замеряют объем.Особенности и результаты Опыта приведены в табл. 2. и в качестве кальциевой соли жирной кислоты используют кальциевую соль С,а - Са алифатической углеводородной монокарбо новой кислоты илч смесь жирных кислот сгидроокисью кальция при следующем соотношении компонентов, вес, %: Источник информации, принятый во80 внимание .при экспертизе: 1. Литскер К. С., Федосеева Т. Т. Деструкция и стабилизация поливинилхлорида, М., Химия, 1972 с. 323.