Способ получения модифицированного воска

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 020279 (21) 2721030/23-04с присоединением заявки йо(5)М, Кл.з С 11 В 11/00 Государственный комитет СССР по лелам изобретений и открытий(1;,;,1 з т елорусской СС Институт тор аявнтель СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ВОСКА Изобретение относится к усовершенствованному способу получения модифицированного воска из сырых восков тоРфа и бурого Угля, предназначенного для использования в качестве защйтных пленкообразователей, компонентов антиадгезионных составов н для получения клея.Известны торфяные н буроугольные воска, которые являются одним нз основных компонентов, вводимых в антиадгезионные составы для формования изделий из эластичного пенополиуретана горячим способом и из полу- жесткого пенополиуретана (1 и 2. Известен способ получения рафинированного воска путем окисления ,предварительно обессмоленного воска бихроматом калия в сернокислой среде 20 при температуре 75-110 С и интенсивном перемешивании в течение 6-10 ч до исчезновения в растворе шестивалентного хрома с последующей промывкой серной кислотой 3.Недостатком способа является необходимость проведения обессмоливания воска, потребность в антикоррозиониой аппаратуре и недостаточная чистота конечного продукта. Известен также способ получения хлорированного воска путем хлорирования битумов в растворе при температуре 10-45 С без освещения и при ультрафиолетовом освещении (4.Однако данные воска обладают низкой температурой каплепадения.Наиболее близким по технической сущности является способ получения этерифицированных восков путем обессмоливания сырого воска, его окисления и последующей этерификации гликолями, в котором процесс ведут при 120-140 С в присутствии минеральной кислоты, например, серной кислоты (5Выход этерифицированного воска на исходный сырой воск по известному способу не превышает 50%, так как существует промежуточная стадия получения рафинированного воска иэ сырого обессмоленного воска. Этерифицированный воск является дорогостояшимеЦель изобретения - повыаение качества модифицированных восков за счет придания им способности быть устойчивыми к действию изоцианатов, обладать хорошей адгезией к металлам и эпоксидным покрытиям, вследствие мего они могут быть использованыв антиадгезионных смазках взамен этерифицированных носков.Поставленная цель достигается тем, что н способе. получения модифицированного воска с использованием химической отработки сЫрого торфяного или буроугольного воска при повышенной температуре, сырой торфяной или буроугольный воск растворяют в органическом растворителе и обрабатывают изоцианатом в течение 70- 120 мин при 50-150 С.При этом расход изоцианата обычно составляет 0,1-0,2 г-моля на 100 г воска, При этом спирты и эфиры воска вступают в реакцию с изоцианатом, образуя уретанпроизводные продукты. Получают модифицированный воск с выходом до 98 на взятое количество воска и изоцианата. Увеличение продолжительности не влияет на выход продукта. Выбор температуры процесса зависит от температуры кипения растворителей.П р и м е р 1. К 12 г торфяного воска н 180 мл сухого толуола при температуре 50 С постепенно добавляют раствор 1,65 г толуилендиизоцианата в 17 мл толуола, Нагревают реакционную смесь в течение 60 мин при 110 С и охлаждают до 20 С, Получают после отгонки растнорителя под вакуумом 13,41 г (98,3 ) модиФицированного воска. Температура каплепадения 68 ОС, к.ч. - 27, ч.о.154, и.ч. - 26. Найдено, Ъф С 78,2 у Н 11,1 у М 0,7 у О (по рази,) 10,0.В опытах 3,7 и 8 в качестве изоцианата использован Десмодур МТ, представляющий собой 27-30 раствор уретанового компонента в толуилендиизоцианате, содержащий до 7 дифенилметандиизоцианата. Уретаноный компонент 11 Десмодура МТявляется продуктом реакции толуилендиизоцианата с триэтиленгликолемВ табл. 1 приведены условия проведения опытов при измененных параметрах; н табл. 2 - характеристика модифицированных носков.ИК-спектроскопическое исследование модифицированных носков, полученных по этому способу, указывает на существенное отличие от сырых носков. В ИК-спектрах сырых торфяных и буроугольных носков наблюдаются полосы поглощения с максимумами приМ см-": 3450 - 3350 сл., 2960 ср 2920 с.с., 2855 с.с, 1740 с., 1715 с, 1640 сл., 1520 сл.,1470 с.1420 сл., 1383 ср 1300 сл., 1270- 1240 ср., 1175 ср., 730-720 ср. (дуб лет), Полосы ИК-спектров свидетельствуют о наличии н составе носковспиртов, кислот, сложных эфиров иуглеводоропоя.В ИК-спектрах модифицированныхносков наблюдается следующее распределение интенсивности, 0 см- : 33303300 ср., 2960-2910 о.с., 2855 о.с2273 сл., 1740-1725 с.с., с выступами при 1720, 1710 и 1700, 1600 ср.,1550-1540 с выступами при 1520 и1500 см-", 1470. с., 1420 ср., 1383 ср.,1300 ср., 1230 с с выступом при1270 и 1190, 1125 сл., 1068 ср820 ср., 770 ср 720 ср.В ИК-спектре растнора в СС 84 (концентрация 3 г/л, толщине слоя 10 мм)наблюдаются узкие полосы 3530,3440 см 4и широкая полоса 3300 см ",Полоса свободных гидроксильныхгрупп при 3615 см-", характерная дляспектров исходных носков, не иден 20 тифицируется. Анализ .спектров позволяет идентифицировать амидные группировки (3440 и 3300 см ") свободныеи связанные, которые входят в уре.таноные структуры (В -ИН-СО-О-й );Псм: 1720,1540-1520, 1230,угле-нодородные радикалы представленыкак алифатическими длинными цепями(2960-2910, 2855, 1467, 730-720 см),так и ароматическими (1600, 1510,1070, 820 и 770 см ).Следовательно, спиртовая частьносков вступает первоначально н реакцию с образованием фкнилуретанов.Свободные;кислоты: исходных носковостаются неизменными, Это согласуется с кислотным числом исходного воска и уретаноного продукта.П р и м е р 10, К 14 г торфяноговоска в 190 мл хлорбензола притемпературе 50 С при перемешивании4 О постепенно добавляют раствор 1,12 ггексаметилендииэоцианата в 10 млхлорбензола. Нагревают реакционнуюсмесь в течение 100 мин при 120 С,после отгонки растворителя получаютз,ц 14,86 г (98,3) модифицированноговоска, Температура каплепадения 68 С.Элементный состав продукта, ;С 77,2 у Н 13, 1 у Н 1, 4 ф О (по рази,)П р и м е р 15. К 17 г буроугольного воска в 220 мл четыреххлористого углерода при температуре 50 фСпостепенно добавляют раствор 6,78 г,метилизоцианата в 30 мл четыреххлористого углерода. Реакционную смесьф нагревают в течение 100 мин при78 С, после отгонки растворителяполучают 22,52 г (94,7 Ъ) модифицированного воска.Температура каплепадения; 83 С.О Элементный состав,Ъ: С 79,8;Н 13,0 у И 0,4 р О (по рази,) 6,8.В табл, 3 приведены условияпроведения примеров при неизменныхпараметрах; в табл. 4 - характерис 45 тика модифицированных образцов.Анализ спектров модиФицированныхвосков, полученных в результате реакций торфяного и буроугольного восков с моноизоцианатами и алкилдиизоцианатами, показал появление в моди"фицированн " восках алкилуретановых 5структур (3460, 3340, 3270, 1695,1525, 1250 и 780 см ). Полос поглощения компонентов восков - спиртови оксисоединений в ИК"спектрах модифицированных восков не наблюдается,Растворитель не оказывает существенного влияния иа свойства восков,исходя иэ вида ИК-спектра модифицированного воска. Принятая методикаидентификации структуры модифицированных восков по их ИК-спектрам 15позволяет считать возможным частич"ное участие кислот в реакциях с алкилдиизоцианатами, В спектрах разбавленных растворов буроугольных восков, модифицированных гексаметилен диизоцианатом, полоса поглощениягидрокснльных групп мономеров кис"лот при 3535 см-"не наблюдается, ав спектре. твердой восковой пленкипоявляются полосы ангидридов кислот,что указывает на возможное участиеалифатических восковых кислот в реакции с изоцианатами. Модифицированный воск, полученныйпо предлагаемому способу, обладаетхорошей пленкообразующей способностью,совместимой с другимн носками и полимерами, инертен к воздействиюизоцианатов. Кроме того, эти воскамогут найти широкое применение вразличных областях народного хозяйства, в частности, для применения вантиадгезиониых составах, используемых при формировании изделий иэ ППУ,для антикоррозиониых покрытий,в бытовой химии и других областях.сЕ хо,3 1 О Ю Ю Ю Ю О м (ч Оъа ф 6 Р ЕР, О л й Ю м ю л лЦ н 1 Р од 3Э ОС Э О 0 О 1 о 1; О Х са и 3 О,о д х 6 о ю РОл Е а о е ОЮ О ю о с Ц оЮ ЦЮ оч Е ЦООьфоЕ х ф ИЮ о дЮ х" х Ц ц) х О ф с 1 гс х сч1- оу Ю Х с" О О О) О) Ю с ф Х о оД 111 х н ц о офо йхд О (а 1оодах 1 И 1 о 1 1 О 1 Ю 1 1 1 1;,оф о4с сс ФО Оцм ло - в ьЕЮ й йцЛ а л.11н1Во1 ЮНю 1лй(г-моль/100 г воска) ритель объем, Темпера тура ск Коли- чествовоска,пыт,В Хлорбенэо 200 0 98 кса Гексаметилендиизо анат, 1,71 (0,102 о же 120 9 4,2 Гексаметилендииэоцанат,2,57 (0,11) 12 уо 110 96,Хлорбензол, 180 етилендиизоци,02 (0,15) СЫрой буроугольныйвоск екс нат 1,98 11,29 4 То ендиизоци(0,2) ксамет ат,9,7 олуол,200 11 0 96,Четыреххлористый углерод250 Сырой буроугольнывоск 7,0 етилизоц,78 (0,7 ат,78 100 94,0 Мети 7,65 нат,зоци1,9 ж етырехлористыйглерод,150 7 Сыройторфянвоск б а 4 Растворимость Опыт Темпер тура к лепаде ния,оС ментный анализ,% одно д /1 Омылеия, г КОН мавЮСОФРОЙарФяОЙ оск72 о 7,2 1 129 2,4 24 122 5,9 12 Сырой тор- Гексаметилендиизофяной воск 14,0 анат,1,12 (0,05) Метилизоцианат, 5,56 (1,0),75 9 118 - 99 4 8,9 968,2 92 8,9 27 Четыреххлористыуглерод,180 ислотое,г КОН/г 1 Выходна исходныепродукты,Ъ Бензин, бензол, толуол, хлориро ванные углевод роды То же Частично в бензол толуоле, хлорированных углеводо родах) 90 75,7 11,4 3,4 9,5 65 79,8 13,0 0,4 6,8 7,8 76,8 12,3 1,4 9,5 8,0 14 83 15 23 84 98 16 источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 481453, кл, В 29 С 1/04, 1974.2. Авторское свидетельство СССРЮ 525550, кл, В 29 С 1/04 19753. Авторское свцетельство СССР9 251589, кл. С 10 Р 9/00, 1967.4. Авторское свидетельство СССРВ 739086 кл.С 11 В 11/00, 1977.5. Авторское свидетельство СССРР 510503, кл. С 11 С 3/02, 1973(прототип),Формула изобретенйя Составитель В. Жестковредактор В, Лазаренко Техред,М. Рейвес Корректор Я. Демчик Тирю 450 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 7148/43 Филиал ППП фПатентфф, г. Ужгород, Ул.;Проектная, 4 Способ получения моднФицированного воска с использованием химической обработки сырого торФяного .или буроугольного воска при повышенной температуре, о т л и ч а в ц и йс я тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, сырой торФяной и буроугольный воск растворяют в органическом растворителе и подвергают обработке изоцианатсм в течение 70120 мин при 50-150 С. Бензин,бензол,толуол,хлорированныеуглеводороды Бензин,бензол,.толуол,хлорированныеуглеводородыТо же