Способ получения эмульсии димеров высших алкилкетенов

(51) 5 В ЗОБ ТЕН К ПАТЕНТУ 2твенное объединен ифанова, Б.Е,Чи урьянов и. В.Г,Б 58, опубликопуб. 1970.021 Н 3/28021 Н 3/08 Е ельство СССР17/00, опубл. 1991,щенный уг ащий не ме маваг СН - С =О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Патент СШАМ 4478682,кл. О 21 Н 3/58, НКИ 162 -1984.Патент США М 3524796,кл, О 21 Н 3/28, НКИ 162 - 175Патент США 82813093, кН КИ 162 - 175, опуб,1965.Заявка ф РГ М 2533411, копубл. 1978,Авторское свидетН. 1664391, кл, В 01 ГИзобретение относится к области коллоидной химии, в частности, к способам получения устойчивых эмульсий, например, димеров алкилкетена, использующихся в качестве проклеивающих материалов при производстве бумаги и картона повышенного качества.Цель изобретения - увеличение устойчивости эмульсии димеров алкилкетена при транспортировке и хранении, снижение расхода эмульгатора и снижение вязкости системы,Дисперсной фазой эмульсии являются димеры алкилкетена (ТУ 6-02-3-381-90), имеющие общую структурную формулук - сну, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭМУЛЬСИИ ДИМЕРОВ ВЫСШИХ АЛКИЛКЕТЕНОВ(57) Использование: проклеивающие материалы, эмульсии димеров высших алкилкетенов, эмульгаторы, Сущность изобретения: эмульсию димеров (С 1 о-С 2 о)-алкилкетена получают смешением димеров и эмул ьгатора, включающего водорастворимые (СВ-С 9)-алкилфенолы со степенью оксиэтилирования 3 - 12 и моноэтаноламиды СЖК С 1 о - С 16 с добавлением воды. Полученную концентрированную эмульсию разбавляют до рабочей концентрации 2 - 15% с помощью 0,5 - 2%-ного водного раствора Иа-карбоксиметилцеллюлозы или дистиллированной водой при 40-50 С. Эмульсия содержит 5% эмульгатора от массы димеров алилкетена, 20 прим, 2 з.п, ф-лы, 1 табл. В - насыщенный или нен леводородный радикал, соденее 1.0 атомов углерода. Способ получения эмульсии дийеров алкилкетена, включающий смешение димеров алкилкетена (ДК) и эмульгатора, состоящего из смеси масло- и водорастворимых оксиэтилированных алкилфенолов и моноэтаноламидов синтетических жирных кислот при температуре 70-80 С, порционное добавление воды при перемешивании при той же температуре и образование концентрированной эмульсии, которую разбавляют до концентрации 2-15 мас.% с помощью 0,5 - 2%-ного водного раствора Ка-карбоксиметилцеллюлозы или подогретой до 40- 50 С дистиллированной водой,1806001 50 Причем при рэзбавлении концентрированную эмульсию димеров алкилкетена вводятв водный раствор йа-карбоксиметилцеллюлозы или в дистиллированную воду.Эмульгатор вводят в эмульсию в количестве 5 мас,от содержания димеров алкилкетенов.,Эмульгатор содержит;- оксизтилированные апкилфенолы (ТУ38,507-63-171-91) общей формулы й-С 6 Н 40(СН 2 Сн 20)еН, где В - алкил Св - С 9, л 1 =3-12. и моноэтаноламидов СЖК (ТУ38.10797-82) общей формулы й - С(0) - ИНСН 2 СН 20 Н, где й - алкил С 1 о - С 16 при следующем соотношении компонентов, мас. о;оксизтилировэнныеалкилфенолы 20 - 80моноэтаноламиды СЖК остальное,Эмульгатор получают смешением указанных выше компонентов в определенныхсоотношениях и перемешиванием смесипри 60 - 70 ОС до получения однородной массы.Смешение димеров апкилкетена иэмул ьгатора при температуре 70 - 80 С обусловлено температурой плавления димераалкилкетена (ДК), которая составляет 4060 С и змульгатора 40-55 С, т.е. смешениеосуществляют при температуре выше температуры плавления компонентов.Концентрированную эмульсию получают при температуре 70 - 80 ОС, что такжеобусловлено температурой плавления ДК,Использование воды более низкой температуры приводит к застыванию ДК до образования эмульсии, При этом добавление водыпри получении концентрированной эмульсии ведут порционно, что обеспечивает об. разование монодисперсной эмульсии,Введение концентрированной эмульсии в водный раствор Ма-карбоксиметилцеллюлозы обеспечивает усиление, стабилизирующей способности эмульгато.ра, нто проявляется в повышении седиментационной устойчивости образующихсяразбавленных эмульсий .ДК при расходеэмульгаторэ 5 мас,; по отношению к ДК. Введение концентрированной эмульсии в подогретую до 40-50 С дистиллированную (умягченную) воду способствует более равномерному распределению капель эмульсии ДК в объеме воды к более медленному застыванию дисперсной фазы, в результате чего повышается устойчивость эмульсий. ДК при более низком расходе эмульгаторэ, чем зто достигается при разбавлении эмульсий ДК путем добавления водного раствора Ка-карбоксиметилцеллю 5 10 15 20 25 30 35 40 45 лозы или воды в концентрированную эмульсию.Согласно результатам микроскопического исследования в предлагаемом методе образуются монодисперсные эмульсии с размером частиц 1 - 3 мкм, по прототипу - полидисперсные флокулированные эмульсии.Оценку седиментационной устойчивости эмульсий ДК осуществляют по количеству выделившихся "сливок" (слоя концентрированной эмульсии) Ч 1, (мл) через 10 суток хранения.Влияние механического воздействия (транспортирования) на устойчивость эмульсий ДК определяют с помощью лабораторного вибратора ТНУЯследующим образом: в градуированную емкость на,50 мл наливают 40 мл эмульсии ДК, устанавливают на вибрационный стол, закрепляют с помощью специальных зажимов и включают установку. Частота возвратно-поступательных движений - 60 в минуту, время вибрации - 6 часов. После этого определяют количество Чг (мл) выделившийся в нижней части емкости дисперсионной среды (ДС) (осветление нижнего слоя).Вязкость эмульсий определяют с помощью вискозиметра ВПЖсразу после получения и 1, через 10 суток хранения м 2 и после воздействия вибрации и 3 (вибрация проводилась после получения эмульсии),П р и м е р 1 (прототип). Готовят эмульсию следующего состава, мас.о;димеры алкилкетена (ДК) 2 эмульгатор 0,2 (10% на ДК) вода до 100, для чего 2 г ДК и 0,2 г эмульгатора расплавляют в градуированном на 100 мл стеклянном стаканчике на водяной бане при температуре 70 С. При перемешивании стеклянной палочкой медленно порционно приливают 30 мл горячей (70 С) дистиллированной воды, затем объем эмульсии до метки (100 мл) доводят холодной дистиллированной водой Результаты исследований: 91=5 мл; Ч 2 =15 мл. Р 1 = 6 мм /с, р 2 = 35 мм /с, из =40 мм /с. Визуальные наблюдения (микроскопМБИ, увеличение 600-900): 1) через 10 суток - полидисперснаяэмульсия, дср 1 - 5 мкм;. крупные агрегаты; 2) после вибрации - полидисперснаяэмульсия; бр - 1-6 мкм; крупные агрегаты,П р и м е р 2 (прототип), 10 г ДК и 1 0 гэмульгатора (10% на ДК) расплавляют притемпературе 70 С, порционно приливают30 мл горячей (70 С) дистиллированной воды, затем до 100 мл доводят холодной дистиллированной водой,Приготовленная эмульсия имеет следующий состав, мдс,%;ДК - 10; эмульгатор - 1 (10% по отношению к ДК), вода - до 100.Результаты исследований: .Ч 1 - эмульсия разрушилась,Чг - 15 мл;У 1 =-10,2 мм /с; иг - не измеряли;гУз = 66 мм г/с,Визуальные наблюдения;1) через 10 суток - не исследовали;2) после вибрации - полидисперсная. эмульсия;дср - 1 - 6 мкм; крупные агрегаты.П р и м е р 3 (прототип). 15 г ДК и 1,5 гзмульгатора (10% на ДК) расплавляют притемпературе 80 С, порционно приливают30 мл горячей (80 С) дистиллированной воды, затем до 100 мл доводят холодной дистиллированной водой,Приготовленная эмульсия имеет следующий состав, мас,%. ДК - 15%; эмульгатор- 1,5% (10% по отношению к ДК); вода - до100.Результаты исследований;Ч 1 - эмульсия разрушилась;Чг - 16 мп;91=16,5 мм lс;иг - не измеряли;гУз - не течет.Визуальные наблюдения;1) через 10 суток - не исследовали;2) после вибрации - полидисперснаяэмульсия;др - 1-6 мкм; крупные агрегаты.П р и м е р 4 (предлагаемый способ). 2 гДК и 0,1 г эмульгатора (5% на ДК) расплавляют в стеклянном стаканчике на водянойбане при температуре 70 С,При перемешивании стеклянной палочкой порционно медленно приливают 30 млгорячей (70 С) дистиллированной воды, Встеклянный стакан емкостью 100 мл наливают 67,9 г 0,5%-ного раствора йа-карбокси-.метилцеллюлозы (Ка-КМЦ), в который приперемешивании стеклянной палочкой переносят образовавшуюся концентрированную эмульсию.Концентрация ДК в готовой эмульсиисоставляет 2 мас,%, эмульгатора - 0,1 мас,%. количество агрегатов из 2-3 капель;2) после вибрации - монодисперсная10 эмульсия; бр - 1-2 мкм; незначительноеколичество агрегатов из 3 - 5 капель,П р и м е р 5 (предлагаемый способ). 10г ДК и 0,5 г эмульгатора (5% на ДК) расплав-ляют в стеклянном стакане на водяной банепри температуре 70 Си медленно при перемешивании палочкой приливают 30 мл горячей (70 С) дистиллированной воды, Встеклянный стакан наливают 59,5 г 1%-ногораствора Ка - КМЦ, затем туда же при перемешивании стеклянной палочкой переносятобразовавшуюся эмульсию ДК.Концентрация ДК в полученной эмульсии составляет 10% масс, эмульгатора 0,5мас.% (5% на ДК),Результаты исследований:/1 = 2,5 мм;чг - отсутствие.ю 1 = 10,5 мм г/с; и г = 20 мм г/с;уз =32 5 мм /с.Визуальные наблюдения:1) через 10 суток - монодисперснаяэмульсия, бр - 1 - 2. мкм; отдельные агрегаты из 2-3 капель;2) после вибрации - монодисперсная35 эмульсия; бср = 1 - 2 мкм; отдельные агрегаты из 3-5 капель,П р и м.е р 6, 15 г ДК и 0,75 г эмульгатора(5% на ДК) расплавляют в стеклянном стаканчике на водяной бане при температуре40 о80 С и медленно при перемешивании стеклянной палочкой приливают 30 мл горячей(80 С) дистиллированной воды. В стеклянный стакан наливают 54,25 г 1%-ного раствора Ма - КМЦ, затем туда переносятконцентрированную эмульсию ДК,Концентрация ДК в полученной эмульсии составляет 15 мас,%, эмульгатора - 0,75мас,% (5% К на ДК),Результаты исследований;0 Ч 1=35 мл;Чг - отсутствие;ю 1 = 11,0 мм /сРг = 25 мм /с:из =35 мм /с,55 Визуальные наблюдения;2) после вибрации - монодисперснаяэмульсия; бр - 1 - 2 мкм; отдельные агрегаты из 3-5 капель,П р и м е р 7, 10 г ДК и 0,5 г эмульгатора(Ы% на ДК) расплавляют в стеклянном стаканчике на водяной бане при температуре70 ОС и медленно при перемешивании стеклянной палочкой приливают 30 мл горячей(70 С) дистиллированной воды. В стеклянный стакан емкостью 100 мл наливают 59,5г 2 о -ного раствора йа - КМЦ, затем туда переносят образовавшуюся концентрированную эмульсию ДК.Концентрация ДК в приготовленнойэмульсии составляет.10 мас. эмульгатора0,5 мас. (5 она ДК).Получены следующие результаты:Ч 1= 2,0 мл;Ч - отсутствие,ту 1 =15 мм /с и 2 =30 мм /сгз =38 мм /с.Визуальные наблюдения:.1) через 10.суток - монодисперснаяэмульсия; бр - 1-2 мкм; отдельные агрегаты из 2 - 3 капель;2) после вибрации - монодисперснаяэмульсия; бр - 1 - 2 мкм; отдельные агрегаты из 3-5 капель,(5 она ДК) расплавляют в стеклянном стаканчике на водяной бане при температуре70 ОС и медленно при перемешивании стеклянной палочкой приливают 30 мл горячей(70 С) дистиллированной воды. В стеклян. ный стакан емкостью 100 мл наливают 67,9мл теплой (40 ОС) дистиллированной воды,затем туда же при перемешивании стеклянной палочкой переносят полученную концентрированную эмульсию ДК.Концентрация ДК в приготовленной.Чз =2 мл;Ч 2 - отсутствиеи 1 = 2,8 мм /с; Р 2 = 10 мм /с;Рз =25 мм /с,Визуальные наблюдения.1) после 10 суток - монодисперснаяэмульсия, бср - 1-.2 мкм; отдельные агрегаты из 2-3 капель;2) после вибрации - монодисперснаяэмульсия; бр - 1-2 мкм; отдельные агрегаты из 3-5 капель П р и м е р 9. 10 г ДК и 0,5 г эмульгатора (5% на ДК) расплавляют в стеклянном стаканчике на водяной бане при температуре 75 С и медленно при перемешивании стеклянной палочкой приливают 30 мл горячей(75 С) дистиллированной воды, В стеклянный стакан емкостью 100 мл наливают 59,55 мл теплой (40 С) дистиллированной воды,затем туда при перемешивании стекляннойпалочкой переносят полученную концентрированную эмульсию ДК,Концентрация ДК в приготовленной10 эмульсии составляет 10 мас.%, эмульгаторе- 0,5 мас.о(5 она ДК);Результаты исследований;Ч 1=2,1 мл;Ч 2 отсутствие,ю 1 =3,0 мм /с; и 2 = 14,5 мм /с;Мз =28,0 мм /с.Визуальные наблюдения.1) через 10 суток - монодисперсная20 эмульсия, бр "- 1-2 мкм; отдельные агрегатыиз 2 - 3 капель;2) после вибрации - монодисперснаяэмульсия; бр - 1 - 2 мкм; отдеЛьные агрегаты из 3-5 капель.П р и м е р 10, 15 г ДК и 0,75 г эмульгатора (5% на ДК) расплавляют в стеклянномстаканчике на водяной бане при температуре 80 С и медленно при перемешиваниистеклянной палочкой приливают 30 мл горя 30 чей (80 С) дистиллированной воды, В стеклянный стакан емкостью 100 мл наливают54,25 мл теплой (40 С) дистиллированнойводы, затем туда же при перемешиваниистеклянной палочкой переносят полученную концентрированную эмульсию ДК.Концентрация ДК в приготовленнойэмульсии составляет 15 мас., эмульгатора- 0,75 мас,о(5% на ДК).Результаты исследований:40 Ч =3,0 мл;Чг - отсутствие;м 1 = 3,5 мм /с; Р 2 = 19,0 мм /с;из =32,0 мм /с.Визуальные наблюдения:1) через 10 суток - монодисперсная, эмульсия; бр - 1-2 мкм; отдельные агрегаты из 2-3 капель;2 ) после вибрации - монодисперснаяэмульсия; б - 1-2 мкм; отдельные агрегаты50 из 3-5 капель. Пример 11,10 гДКи 05 гэмульгатора(5% на ДК) расплавляют в стеклянном стаканчике на водяной бане при 70 С и медленно при перемешивании стеклянной палочкой приливают 30 мл горячей (70 ОС) дистиллированной воды, В стеклянный стакан емкостью 100 мл наливают 59,5 мл теплой (50 С) дистиллированной воды, затемтуда при перемешивании стеклянной палочкой переносят полученную концентрированную эмульсию ДК,Концентрация ДК в приготовленной эмульсии составляет 10 мас.%, эмульгатора - 0,5 мас.% (5% на ДК).Полученые следующие результаты;Чь =2,2 мл;12 =2,0 мл;ю = 3,5 мм /с; м 2 = 14.9 мм /с;юз = 32,0 мм /с .Визуальные наблюдения;1) через 10 суток - монодисперсная эмульсия: б - 1 - 2 мкм; отдельные агрегаты из 2 - 3 капель;2) после вибрации - монодисперсная эмульсия: бср - 1=2 мкм; отдельные агрегаты из 3 - 5 капель.Результаты исследований сведены в таблицу.Приведенные в таблице данные подтверждают, что эмульсии ДК, полученные по предлагаемому способу, обладают больйей седиментационной устойчивостью при хранении и воздействии вибрации (примеры 4 - 11), при одновременном снижении расхода эмульгатора в 2 раза по сравнению с прототипом,При получении эмульсии по предлагаемому способу образуются монодисперсные неагрегированные эмульсии с др - .1-2 мкм, легко поддающиеся перекачке и дозированию, в отличии от эмульсий, получаемых по прототипу, которые обладают повышенной вязкостью, При этом эмульсии образуются при незначительном механическом перемешивании,Предлагаемый способ позволит получать 2 - 15%-ные эмульсии ДК и транспортировать их на большие расстояния (от изготовителя к потребителю), Кроме того, 5 внедрение данного способа позволит бумажным фабрикам полностью отказаться от закупки аналогичных продуктов (эмульсий) по импорту.Формула изобретения 10 1, Способ получения эмульсии димероввысших алкилкетенов, включающий смешение при температуре 70-80 С димеров алкилкетена и эмульгатора, состоящего из смеси масло- и водорастворимых алкилфе нолов формулы Я - С 6 На - ОСН 2 СН 20)тН,где Я - алкил Сз - Сд и щ = 3 - 12 и моноэтаноламидов синтетических жирных кислот, формулы Я-СО) - КН - СН 2 СН 20 Н, где Я - алкил С 1 о-С 16, порционное добавление воды 20 при перемешивании при той же температуре и образование концентрированной эмульсии с последующим ее разбавлением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения устойчивости эмульсии при 25 транспортировке и хранении, снижениярасхода эмульгатора, снижения вязкости системы, концентрированную эмульсию разбавляют до концентрации 2 - 15 мас,% с помощью 0,5 - 2%-ного водного раствора 30 йа-карбоксиметилцеллюлозы или подогретой до 40-50 С дистиллированной воды.2. Способпоп 1,отличающийсятем, что концентрированную эмульсию вводят в водный раствор йа-карбоксиметил целлюлозы или в дистиллированную воду,3, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что эмульгатор вводят в эмульсию в количестве 5 мас.% от содержания димеров алкилкетенов.(тю отнзвенчю к НатоВ разбавленияконцентрированной эмульсииОпмт Вязкость, ннз/с Визуальные наблюдения(1,0 25,035 5,0 3,5 и н н 30 Отсут, 15,0 30,0 5,0 7 Конц,эмульсияга-й р-р Ка.КНЦ 10,0 2,0 2,0 2,В 2,0 и 10,0 25 и 2,1 2,2 2,2 10;0 15 В 1 О,О н н и 2,0 2 Г 10 -нн н 11 Коим,эмульсияподогретую до 50 0 воду н и Составитель Т.ЕпифановаТехред М.Моргентал Корректор Н.Король Редактор Заказ 956 " Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва. Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 По прототипу1 Вода в коимэиульсию По предпагаеномуспособу4 Кони.эмульсия0,52-й р-рЯа-КНЦ В Конц,внульсияподогретую . до 40 фС водуи Содермвние ТОТ в разбавленной энуль. сии,мас,Ф 5,05 О5,0 Кол-зоиспиваемчерезО суток,мп тт Кол-воемделиввейся ДО,нп,3,0 35 3,5 14,5 4,0 Т 4,0 2 В,О 32,0 ,32,0 Нзнодисперсиаяэнульсия, незначительное кол-еоагрегатов из2-3 капель Нонтдиспарсмая эиульсия,незначительное кол-воагрегатов из 2-3 капель Нонодисперснаяэмульсия, незначительное кол-воагрегатов иа3-5 капель Нонодисперсмаяэмульсия незначительное кол-еоагрегатов из3-5 капель