Способ получения полиэтиленового воска

Союз Советских Социалистических РеспубликВТРРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬС ое к авт, свид-ву 76 (21) 2325547/2 3-05(22) Заявлено, 20,02. вки Мо с присоедии м ственный комиСССРизобретениоткрытий осу 23) Приорите й 502,80. Бюллетень Мо лами Опубликован а опубликования описания 25.02.80 72) Авторьизобрете Ю.Л.Москович, И.Б,Бланштейн И Ю.Н.Юрь 71) Заявитель(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНОВОГО ВО ч15 ни на и прод1-3 час.,катализаткислоту. Изобретение относится к областинефтехимического синтеза, а именнок способам окисления полиэтилена.Полиэтиленовый воск получают окислением полиэтилена и применяют в виде водных эмульсий для обработкихлопчатобумажныхтканей с целрю придания им повышенной износостойкости,несминаемости и улучшенного товарногр вида, а также в других отрасляхпромышленности,наиболее близким по техническойсущности и получаемому эффекту к,изобретению является способ получения кислородсодержащих полиолефиновых, например, полиэтиленовых восковпутем окисления насыщения разветвленных полиолефинов с молекулярным весом от 800 до 1000 кислородом иликислородсодержащим газом при 120170 С в присутствии солей тяжелыхметаллов, в качестве которых используют, смесь солей металлов 711-ой ,аили Ч 111-ой а групп периодической системы элементов и карбонатныхкислот и солей металлов 17-ой бгруппы периодической системы элементов и карбоновых кислот 1).Сырьем для окисления являютсяизомерированные полиолефины, (например, полиэтилен высокого давления) .Для этой же цели может быть примененвырабатываемый в промышленности взначительных количествах полиэтиленнормального строения (низкого давления), однако, его окисляемость значительно ниже, чем полиолефинов изостроения. окисление прямоцепочныхполиолефинов по известному способуприводит к неудовлетворительным результатам как по скорости окисления,так и по качеству оксидата.Целью изобретения является увелиение скорости окисления и расширея сырьевой базы для получения воска.Поставленная цель достигается тем,что в известном способе полученияполиэтиленового воска путем окисления полиэтилена в присутствии ката лизатора - органической соли переходного металла, в качестве полиэтилена используют деструктированныйполиэтилен низкого давления, а егоокисление проводят при 90-140 С озоносодержащим газом до проскока озона, после чего прекращают подачу озоолжают окисление в течениепричем, в качестве второгоора используют бензойнуюДеструктированный полиэтилен низкого давления, представляющий собой твердый невязкий продукт белого цвета с мол. весом 900-1700, окисляют воздухом, содержащем 0,5-2,0 озона при температуре 90-140 С в присутствии органических солей переходных металлов с концентрацией,(по металлу) 310 :5 с 10 вес. (на сырье) до проскока озона.После этого прекращают подачу озона и проводят окислительное разложение оксидата в течение 1-3 ч. Иа первой или второй стадии процесса вводят в качестве второго катализатора бенэойную кислоту с концентрацией 510 -1 10 вес. (на сырье).15 После отстаивания и фильтрации получают 102-105 вес, полиэтиленового воска белого цвета.Предлагаемый способ окисления позволяет получит полиэтиленовый воск, 20 качество которбго практически не отличается от полученного по способу- прототипу, но скорость реакции возрастает в 1,5-1,8 раза по сравнению с иэвестным способом и,следовательно, возрастает и производительность, уста" новок йо получению воска.Установлено, что окисление деструктированного полиэтилена в известных условиях, а также в присутствии только одного катализатора -органической соли металла переменной валентности как чистым, кислородом, так:и кислородом содержащим озон, приводит к неудовлетворительным результатам. осуществление предлагаемого способа может быть иллюстрировано следующими примерами;П р и м е р 1 (для сравнения), 100 г полиэтилена низкого давления с вязкостью расплава при 1400 С, 40 434 сст расплавляют в окислительной колонне при 160-1650 С, добавляют 1 г стеарата Мп и 0,5 октоата Яп и обраба. тывают кислородом со скоростью20 л/час45Результаты окисления приведены в табл.1.П р и м е р 2 (для сравнения).100 г деструктированного полиэтилена низкого давления (мол. вес - 1100 иодное число - 23, вязкость расплава при 140 С - 26,5 сст) расплавляют в окислительной колонне при 160-165 С, добавляют 1 г стеарата Мп и 0,5 г октоата Яп и обрабатывают кислородом (скорость подачи О - 20 л/час) . 55Результаты окисления сведены в табл,2.П р и м е р 3 (для сравнения). ,100 "г деструктированного полиэтилена низкого давления (аналогичного описанному в примере 2) окисляют кислородом при 130 С в присутствии стеарата.Мп (0,05 вес. Мп на сырье) до кислотного числа 20, 5 мг КОН/г в те" чение 1,5 час., а далее температуру повышают до 140 С и окисление продолжают еще 60 мин до кислотногочисла. 54,2 мг КОН/г. Результаты окисления приведены в табл. 3.П р и м е р 4. (для сравнения) .100 г деструктированного полиэтилена низкого давления, . (аналогичногоописанному в примере 2), окисляютвоздухом, содержащим 1,5 озона при105 С в присутствии нафтената Мп(0,04 вес, Мп на сырье) до проскокаозона (15 мин), после чего прекращают подачу озона, повышают температуору дс 130 С и продолжают окислениепродуктов озонолиэа еще в течение2,5 час. Получают 103 г полиэтиленового воска с кислотным числом 37,3 мгКОН/г. Результаты окисления представлены в табл.4,П р и м е р 5. 100 г деструктированного полиэтилена низкого давления,(аналогичного описанному в примере2) окисляют воздухом содержащим 2озона при 100 С в присутствии нафтената Мп (0,03 Мп на сырье) до проскока озона (15 мин), после чего прекращают подачу озона, повышают температуру до 130 С, добавляют бензойнуюкислоту (0,01 вес. на сырье) и продолжают окислительное разложение ещев течение 2 час до кислотного числа38,0 мг КОН/г, Результаты реакцииприведены в табл, 5,П р и м е р 6. 100 г деструктированного полиэтилена низкого давления(мол.вес - 1700, иодное число - 15,вязкость расплава при 140 С - 20, 7 сст)окисляют воздухом содержащим 1,0озона при 90 С в присутствии каприната Со (0,05 вес. Со на сырье) допроскока озона (30 мин), после чегопрекращают подачу озона, повышаюттемпературу до 120 С, добавляют креакционной массе бензойную кислоту(0,01 вес. на сырье) и производятокислительное разложение в течение2-х час. Расход воздуха - 12 л/час.Получают 102 г полиэтиленовоговоска с кислотным числом 29,0 мгКОн/л, Результаты окисления приведены в табл. 6.П р и м е р 7. 100 г деструктированного полиэтилена низкого давления (мол,вес - 900 иодное число - ,о28, вязкость расплава при 140 С -20,3 сст) окисляют кислородом содержащим 0,5 озона (расход кислорода5 л/час) при 140 С в присутствиистеарата хрома (0,03 вес, Сг насырье) и бензойной кислоты (0,005на сырье) до проскока озона (10 мнн)Затем прекращают подачу озона и производят окислительное разложениепродуктов озонолиэа при той же температуре в течение 3 час. 20 мин.Получают 105 г полиэтиленовоговоска с кислотным числом 145,5 мгКОН/г.,7 2,4 5 3 2,0 180 210 36,4 . 6 44,5 10 54,1 14 5 5 4 5 Таблица 4,2 16 29,1 93 8 8,0 44,40,0 49, 6 3 120 150 6,50,О 7 3 6 О,3 921 О 1 Э 1,5 125,1 40 8 16 Результаты окисления приведены в табл. 7Сравнение качества восков,полученных по предлагаемому и известному способам показывает, что в данномслучае, исходя иэ величин кислотных 5 и эФирных чисел, полиэтиленовые воски имеют близкое к прототипу содержание кислорода, причем отношение кислотных чисел к эФирным совпадает.Цветность воска в предлагаемом способе ниже, чем в известном, а твердость и вязкость хотя и отличаются по абСолютным величинам от значений, приве" денныхв прототипе, но характер изменения их в процессе реакции остается прежним, т.е. твердость увеличивается; а вязкость либо уменьшается, либо находится практически на одном уровне. Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать воск, не уступающий по качеству воску, полученному по известному способу. В то же время,сравнение скоростей окисления показывает,что в данном способе скорость реакции (рассчитанная по накоплению кислотных чисел) возрастает в 1,5- 1,8 раза по сравнению с известнымТ а б л и ц а 1717068 Таблица 6 9 4,0 3 20,2 0,7ю 3 8 13 20,4 3 33,8 2 50 амказатели, качест и Времяокисления,мин. Пенетрация фирное число, г КОнг Цветность воска в сравнении с цветностью растворайода Кислотное число,мг КОН МЕ г97 20 9 45 Подписно форму водят при 90-140 фС озонсодержащим;газом до проскока озона после чего,Способ получения полиэтиленового црекращают подачу озона и продолжаютока путем окисления полиэтилена в окисление и течение 1-3 час., причем,иФ твин кат затора-органической 55 в качестве добавочного кат жизаторалИпереходного металла, о т л и - используют бензойную кислоту.а ю щ и й с я тем, что, с.цельюеличения скорости окисления и рас-Источникй информации,рения сырьевой базы для получения принятые во внимание при экспертизеска, в качестве полиэтилена исполь О 1. Авторское свидетельство СССРют деструктированный полиэтилен . 9 540875, кл. С 08 Р 8/06, 1973экого давления, а его окисление про (прототип).ЦНИИПИ Заказ 9754/30 Тираж 549,еФилиал ППП фПатент, и, Ужгород, ул, Проектная,4