Hydrofilná ropná živica a sposob jej prípravy

Číslo patentu: 260342

Dátum: 15.12.1998

Autori: Mikulec Jozef, Kopernický Ivan, Hronec Milan

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

UMD PIO WNMEZY 451 Vydané 15 m 29 A omvv(54) iiythruiľšltá ropuíz živím a spôsob jej prípravyI-iydrofiinê ropné živice sa používajú pri výrobe lakov a Iarbiv. Podstatou riešenia je,že živiaa na báze nenasýtených uhľovodíkov s teplotou varu 30 až 240 °C v moleku~ le s priemernou mólovou hmotnosťou 450 až 000 ky . mól obsahuje 1 D až B 0 0/0 hmot. iw-ionfóuie a/alebno jej derivátov, pričom čisio kyslosti je 30 až 170 mg KOH.g 1. Pripadne může ešte obsahovat anhydrid a/alehw liysiviinu maloinnvú a/aiebo ich derivátv. Viem živice sa pripravujú z uhľovodíkovýcil iĺrzilmií vrinciah v intervale 30 až 240 stupňov Celzia, ktoré obsahujú 8 až 65 0/0 hmnt. ncnnsýtenýtth iuhlťnvndiłcov termickou polyiucirizáciou pri teiploto 170 až 270 °C V prítomnosti 5500 0/0 hmot. kolofônie a//uiebmy jej derivátov, prípadne aj za pritomnosti anhydridtl a/nlebo kyseliny maleinovo íí/GÍGĎO ich aduktov V množstve 5 až 200 0/0 hmot. vztiahnuté na hmotnosť kolofönie.Vynález sa týka hydrofilnej repnej živice na báze nenasýtených uhľovodíkov a spôsobu joj prípravy.Ropné živice sú polymérne zlúčeniny vy~ rábane katalytickou, radikálovou alebo termiekou polymerizáciou nenasýtených uhlom vodíkov a/alebo nenasýtených ropných frakcií vznikajúcich pri pyrolýze alebo katalytickom spracovaní ropných produktov. Pre zlepšenie niektorých ich vlastnosti sa príprava ropných živíc uskutočňuje v prítomnosti polárnych monomérov, čím sa kopelymerizäciou získa polymér s hydroľilnými vlastnosťami. Aplikáciou tohoto princípu a vylepšením jaolymerizačnej metódy akt aj inodifilcáciou produktov sa zaoberá viac patentov.Najbežnejšou niodifikáciou je reakcia nenasýtených uhlovodíkových frakcií s aniwclridoni kyseliny maleinovoj jap, patent 70 m-1457 či 6 jap. patent 77 ~ 12 806 ZSSR pa tent 604 706 jap. patent 78 ~ 111104 ZSSR patent 529 279 jap. patent 7 B~ 106 801.Pretože tento anhydrld sa do reakcie pri~ dáva pri teplote jeho topenia, môže dnchádzai niekedy k zhoršeniu farby živice,čomu s-ći zabraňuje prídavkom niektorých fosiorečñanových esterov. Vzniknutá ropná živica modifikované maleínanhydrid-om sa vyznačuje dobrou tepelnou stabilitou a o~ dolnosľou voči poveternostným vplyvom(jap. patent 75-227201. V pripade, že sa ropná živica modifikované maleínanhydridom redukuje hydroxylamínom, hydrazinom alebo mo-lekulovým vaidikom a neutrlizuje alkaiiami, tak vzniká živice. svetlej farby,používateľmi ako papierenské glejidio jap. patent 75-43 831.Fapierenské glejidlo je možné získat aj líeď sa produkt reakcie ropnej živice s maleínanhydridom emulguje s N-dialkylamíno-alkohlini a povrchovo aktívnymi látkami-112 906, prípadne ked sa živica modifikovaná maleinabydridom zohrieva 5 hodín pri 150 °C s MN-dimetylpropyléndiamínom a potom 5 hodín pri 120 °C. s etylénohlorhydrinom a vzniknutý produkt sa riedi vodouŽivica s vlastnosťami tvorit povrchové filniy vzniká zavedením eipoxy- alebo liydro~ xylovej skupiny do produktu katiónovej pnlymerizácie piperilénu, pñniooou per-oxidu vodíka alebo peroxykyseliny. Živicu s (lobrou tepelnou stabilitou možno získat reakciou DielsAlderových aduktov konjugovaných dienov, napriklad cyklpentadiénu s cap-nasýtcnými niono~ alebo dikarboxyloviými kyselinanii a alkylbenzénovvprítomnosti Friedel-Craitsových katalyzátorov jap. patent 74 ~B 0 044 jap. patent 74-109 350).Takáto živica neutralizäciou s alkáliou a emulgáciou vo vode v prítomnosti povrchovo-aktívnej latky sa môže aplikovať aj pri výrobe papierenských glejidiel. S anhydridom kyseliny maleínovej radikálovo lahkokopolymerizujú vinylové monomfny ohz-ialinuté V C 5, frakcii a moncolefíny vo trakciách Cz. a C-,. Tak, pri polymerizácii bnténzw s anhydrid in kyseliny maleínovej, vzaniká kc~~ polymêr, ktorý sa zhlukuje a vyzrážąi na povrchu stien reakčnej nádoby. Použitie. terov ako rozpúšfadla zabraňuje ukladania častíc na povrchu stien, čo dovoľuje usku» točňoirat polymerizáciu v stabilnej suspem zii jap patent 74-6 396 jap. paiczrii. 74-19 110 jap. patent 7416 551).V takejto kopolymerizačnej reakcii sa d-Li molekulová hmotnost produkovzxriiej živ/ica účinne regulovať prítomnosťou siopových množstiev zlúčenín obsahujúcich aióin du~ síka ďalej oxidmi, hydroxidmi alebo so~in~ mi kovov Iw-IV skupiny jap patent 74 ~-43 388.Vzniknuiý kopolgrineir p) neuirizlixzłizii H 1 ltäliami je rožpustný vo vode a v l(iiiiñ.š-ii~ cii s vizicsýinymi alkohoinii a ďalšími iá a» mi je ho možné aplikovať pre rozličné Ciče~ ly (jop. patent 711-34181, jap. patent 74 ~ 34 135.Polymerizáciou piperilénn s ksiulyžzifi. roni na báze halvogenidu kovu v j)lĺĺilililľlĺä ii anhydridu lcyseliny maloinoiviej vzni polymérna živica nbsahujficsa v Ill ľunlçčoe skupiny nnhydrirlu (jap. 74 «-~ 3 tl 02 ěi. Výľažoic živice sa VŠ-Ššli( niekto dy znižuje zvyšovaním množstva nirieíneiuhydridu v reakčnej zmesi. Kopolynicrizáciou Ci, frakcie s teplotou varu 150 až 200 C s anhydridom kyseliny maleinovoj pri 40 až 100 C v prítomnosti chloridu hlinitého A 101,vzniká živića, ktorá sa hodí ako glojidlir jar papier (firem. patent 2304 025. ifripravisa hydroľiiných živíc jednoduchou kaiiónovou kopolynierizáciou polarnych monoinérov nonasýtenými Írakciami uhľovodíkov je však sťažená tým, že polarne monoinéry sa koordinujú s katalyzáiorom, nopríklíąd Lewi~ sovou kyselinou, takže kataiytická aktivita sa V určitých prípadoch, a to zvlášť pri vyšších koncentráciách kopolynierizovuneho polárueho mono-moru, znižuje. Postupy zalo žené na hydroľilizácii nepolárnych ilhiovo» clikovýizh živic, napriltiod oxidziciou, np rxidáciou, reakciou s neuasýienými Jílĺiĺľílyliiĺ mnnrnnérini a pod., sú zasa enorgioiirilay nairočnejšie, nakolko sa vyžaduje vyrhrhuranii ťažko tavitelných ropných ŽÍVÍU in itlplľąĺy okolo 200 C aj vyššie. Pri týchto (igírórii(ti sa znižuje aj kvalita získanéěio Dľndlllíĺiť,hlavne sa zhoršuje jeho farba.Uvedené nedostatky sú odstránime ĺlyil rsfilnou ropnou živicou a sposobom joj jlľĺpravy podľa vynálezu, ktorého pocistata. -špočíva v tom, že hydrofilné ropná živica na báze nenasýtených uhľovodíkov s tepioion varu 30 až 240 °C v molekule s priemernou mólovou hmotnosťou 450 až 900 kgnnói obsahuje 10 až 80 0/0 hmot. koioionie a/alebo jej derivátov, pričom číslo kyslnsti je Íši) až 170 mg KOH.g. Hydrofilná ropná živica môže obsahovat až do 40 0/0 hmot. anPodstata spôsobu prípravy hydrofilnej ropnej ríiviite na báze nenasýtenýizh uhľovodr knv spociva v tom, že uhľovodíkové frakcie vriacr v intervale teplôt 30 až 240 C oh~ sahujucr lltlllilělýľellé uhľovodíky v množstve 865 Db hmot., sa termicky polymerizujn pri tezpinte 170 až 270 °C v prítomnosti 5 až 500 zh lnnot. lcololónie a/alebo jej derivátov, pričom 0/0 hmot. sú vztiahíiuté na hmotn si neuasýteiiých uhľovodíkov. Reakcia sa iskuločiiuje aj za prítomnosti anhydridu a/ ĺalebo kyseliny maleíniovej a/alebo ich aduktov v množstve 5 až 200 0/0 hmot. vztiahnuté na hmotnosť kolofónie a/alebo jej derivátov. Ako nenasýtené uhľov-odíky sa najčastejšie používajú frakcie uhľovodíkov z tepelného alebo katalytického spracovania ropných produktov. Najbežnejšie je používanie irakcii C 5, C 5, C, príapdne iných des tilačných rezov pyrolýzneho benzínu, ktoré destilujú v intervale teplôt 30 až 240 (1. Pri vclbe jednotlivých irakcii je treba jirihlia~ dat k tomu, aby v týchto frakciách b li zastúpené príslušné nenasýtené Inonoméry v určitých ikoncentraciách a vzájomných pomeroch s inými nlovnomérmi. je to potreb~ né pre získanie živic s požadovanými vlast~ hosťami. Z hladiska tvorby hydroiilncj žlvice je výhodné, ak obsah nonasýtených uhľovodíkov v spracovávanej ľrakcii je v intervale 8 až 65 9/0 hmot., s výhodou 30 až 50 9/0 hmot. Hydrofihuosť živice sa dosahuje tým, že koloiónia a/alebo jej deriváty, pripadne v kombinácii s anhydridoin a/alełço kyselinou maleínovou a/alebo ich aduktami sa v procese polymerizácie nenasýteoýeh uhlovodíkových frakcií chemicky zabudujc do molekuly ropnej živice.Tento proces sa uslçut-očňuje termicky pri. zvýšených teplotách 170 až 270 °C, a to za stáleho premiešavanla reakčnej zmesi. Ked kolofónia ako aj iné polárne mon mérąx majú teploty topenia pomerne vysoké, tak v prípadne používania vyšších koncentrácii ÍükýChľO látok je výhodné používat v N 3000 polymerizaittic aj rozpúšladlo. čím sa do~ cieli lepí-šie pľGlDlBŠíü/člllĺt roaaąiiificicli zložiek a odvod rcakčnŕvho tepla. Koloíónia o jej deriváty sa jiridzivajíi do systému v mn sive, ktoré je závislé od obsahu l 1 Hll 8 SýÍtl~ ných uhľovodíkov v SDFHCOVÉVTlFlGÍ frakcil. Obvykle sa pohybuje od 5 do 500 hmot.,počítaué na množstvo nenasýtených uhľovodíkov. Zvýšenie hydroíilných vlastnosti finálneho rcoduktu sa dosahuje jednak množ~ stvom jaoužitej kolofónie vzhľadom k mn ž« stvu nenasýtených uhľovodíkov alebo ďal» ším pridavkoin maleinanhydridu a/alebo kyseliny maleinovej a/alebo ich aduktov s diénmi. Posledne menované latky sa do pro~ cesu jnridávajú hned na začiatku reakcie alebo postupne V priebehu reakcie.V určitých prípadoch sa môže postupovat aj tak, že kolofónia a/alebo jej deriváty sa najprv podrobla reakcii s maleínanhyd ridom a/aleb-o ďalšími prv spomínaný-run lit~ kami a potom sa pridajú k oleiinicglçjim uhľo vodikom, s ktorými reagujú na príslušné hydrofilné ropné živice. Posiupovai je moiž~ né aj ojaačne a to tak, r lllalfłĺllřžxilllydľiíĺčuje ďalej. Množstvo pridavaoeiio maleíąianhyclridu a/alebo kyseliny maleínrgvej a/alebo ich aduktov je závislé od mnziýćstva. oleiinic~ kých Lihľovodík-ov vo trakcii a hlavne množstva používanej kolofénie z/alíglio jej rivá tov.Obvykle sa pohybuje od 5 d 200 (Vo hmot. počítané na množstvo koloiónie alelu) joj derivetov, Najčastejšie s používa koloľií ani pri spraco ll dreva a surová i)r 7-o oleja. Z vyxnaninýtrli rltzriüjiľiäťiiv koloionie, lttorgäpot. in na jiriprčiixąl hydrofilných ropných živíc sú jaredovšetkýni aclukty s alçąboia-nenesýtenými. karbmiylovými kyselinínni alebi ich auhydritlnii, hlavne maleínanhydricloin.Ďalej sú to reakčne produkty koluifonie s fornzaldeliyclom alebo hydrogzeuované dari váty kolofónie alebo jej acluk v. Tieto latky majú teploty mčškniltie 4 až lIlO C z číslo kyslosti od 30 (lo Hill ing FLUH. l. Reakćíná (loba prípravy hydrofilnýrtli mi ných ŽÍVÍC byva obvykle 110 hodin. izolácia živice sa uslzuvčñuje Gddesĺĺlüvitsiĺm a/alebo odstropo-vaním nezreagovarvých uh icvodíkov, jaripadne rozpúštadla a/zilebo» i« ných prchavých produktov, ktoré zhoršujil teplotu niêiknutia, odparixiosl a zäpôišll živín.Výhody prípravy hydrožil h ropných ži víc sposobom podľa vynálezu je vidiet z 11 a sled-ovných príkladov.Pre jaolynieirizáiciiu. sa používat llukovv nerezvý reaktor o objeme l chuľ, opatrení(elektrickým ohrevoni a nwiešadlom poháňa nýrn elel-Itromot-oroiii. Teplo reíąiscio sa ro» iąulovala a Sllĺlllí-ilřl. Í-łľlllñ akmn Fe ~Kry umiestneiiýiii v tenkostennsaj jĺlilĺítl, ktorá bola pouorená prianie v real-čvn-j zmesi. Na polymerizäciu sa použili) 400 .g nehydro×e~ novanej frakcie pvr-olýzneli izenzínn Vi cej v intervale teplôt 130 až 190 C, hustoty 889 kg.m 3, ktoré obsahovcla 302 x 6 hmot. nenasýtenýcb Lihio-aotlikov, do ktore sa navážilo 60 g kol iónie s teplotou malo nutia 85) C a číslom kyslnsti i 39 mąKOii..gĺ. Po uzavretí reaktora a prepláchnuií dusíkvom sa reaktor za stáleho mieša-mia po» stupne vyhrial na teplotu 230 C a pri tej~ to teplote reakcia prebiehala G hodín. P o~ chladeni reaktora, ocltlakovani sa celý obsah prelial do 1,5 dmľ destilačnej banky. Z jnolyinerizačnej zmesi sa za normálneho tlaku -oddestilovali podiely Vriace do teplôt 150 °C. Ďalšie oddestilnovanie nezreagova~ných látok sa robilo za vákua a ukončilo sa,ked pri tlaku 1,3 kPa dosiahla teplota 150 stupňov Celzia. Zvyšok v banke, ktorý je vlastne hydrofilná rcpná živioa, sa po úprave tlaku na 100 kP za horúca vylial do kovovej nádoby, oohladil a zvážil. Po homogenízácii vzorky, jej rozdrvením na prášok,sa stanovili jej fyzikálne-chemické parametre. Za uvedených podmienok p-olymerizáciou vznikla hydrofilné ropná živica vo Výťažku 47,9 s teplotou mäknutia 76 °C,číslom kyslosti 61,2 mg KOH . g, priemernou mólovou hmotnosťou 520 g.mól a farbou podľa Gardnerovej metódy ako 50 Ú/o-ný roztok v toluéne 3.Podmienky ako v príklade 1, ale do roakčnej zmesi sa pridalo 60 gtrakeie vriactej V intervale 40 až 70 °C, obsahujúcej 8,6 Cb hmot, cyklopentadiéntt a 2,4 hnąot. dicykluopentadiénu a 20 g maleínanhydridu. Posledne menovaná frakcie a Inaleínanhydrid sa najprv ziniešali, v uzavretej nádobe zahrlali na 50 °C, činí došlo k reakcii maleínnnhydridu s diénmi za vznlku príslušných aduktov a až potom sa táto zmesi jiridaln do reakčnej zmesi. Po uzatvorení reaktora a prepláchlíutí dusíkom sa za stáleho miešania reaktor postupne vyhrial na teplotu 240 stupňov Celzia a pri tejto teplote udržoval 4 hodiny. Po spracovaní reakčnej zmesi postupom ako v príklade 1 sa získalo 236 g hydrofilnej ropnej živice s teplotou Inäknutia 83 °C, číslom kyslosti 96,7 mg. KOH. g a priemernou mólovou hmotnosíotl 542 g. mól.Podmienky ako v príklade l, ale na polymerizáciu sa použllo 30 g hydrogenačne ra finovanej kolofónie s teplotou mäknutia 83 stupňov Celzia s číslom kyslosti 112 ur KOH . g a 30 g níaleínauhydridu a 5 g kyseliny maleín-o~vej. Reakcion vznikla ropnä živica vo výťažku 57,2 0/0 hmot., s teplotou mäknutia 79 °C, číslom kyslosti 89,6 mg..KOH.g 1 a priemernou mólovou hmotnosťou 493 g . mól.Na polymerizáciu sa použilo 250 g frekcie pyrolýzneho benzínu vriacej v intervale 130 až 160 °c obsahujúcej 26,7 0/0 hmot. nenasýtetíýoh uhľovodíkov. K nej sa pridalo 180 g koloiónie, ktorá bola predtým tavená v inertnej atmosfére pri teplote 170 C 3 hodiny s 30 g maleíiíaxihydridu. Polymerizaciou pri teplote 220 C a reakčlíom čase 6 líodín vzniklo po spracovaní reakčnej zmesi eko v príklade 1,246 g hydroiilne mpnej živice s teplotou Inäkntltia 56 °C, farbou podľa (łardnera 50 Ú/o-ný tolućnový roztok) 2,priemernou mölovou 11 m inosľou 490 g. mól 1 a číslom kyslosti 138 mg KOH . g.Do reaktora sa llčlVĺlŽĺlU 250 g koloióilie ako v príklade 1 a pridalo sa 150 ,f pyrolýznej frakcie s teplotou varu 40 až 70 °C zbavenej cyklopentacliénu, ktorá OlJSEIÍIOVčIla 23,3 hmot. nenasýtených uhľovodíkov.Polymerizácio-u pri teplote 210 C po dobu 8 hodín a oddestilovaní nezreagovaných uhľovodíkov sa získalo 315 g produktu s teplotou topenia 76 °C, číslom kyslosti 114 ing KOH. g a farbou podla Gardnera 2.Hydrofilné ropné živice pripravené podľa vynálezu sa používajú pri výrobe lakov a Íílľbĺv, v pritomirosti zásad sa lahko emulgujú vo vode a dajú sa použit ako jaapierenské glejidlá.l. llyrlroiilníi ropné živice. na báze nenasýioných uhľovodíkov s teplotou varu 30 až 240 C vyznačujúca sa tým, že v molekulc s priemernou nuólovou hmotnosťou 450 až 000 kg.möl 1 obsahuje 10 až B 0 hmot. kolofónie a/alebo jej derivátov, pričom čislo kyslosti je 30 až 170 mg KOl-Lg, 2. Hydroiilná ropná živice podľa bodu 1 vyznačujúca sa tým, že obsahuje až do 40 pero. hmot. anhydridu a/alebo kyseliny maleínovej a/alebo ich derivátov.3. Spôsob prípravy hydrotilnej repnej živice podľa bodu 1 alebo 2 vyznačujúci sa tým, že uhlovodiko-vé frakcie Vriace v in Severografia, n. p. závod 7, Mosttvrvale teplot 30 .už 240), obsahujúce 8 Oölllą» linrril. Inenilsýtenýtl 1 uliľvovoclíknov, su pri teplote 1.70 už 270 (1 tornjiclçy prvlymcrizujtí v prítomnosti E 3 až 500 Vo límnt. koloioaiie a/alebo jej derivátov, pričom 0/6 hmot. sú vztíahnuté na hmotnost nenesýtetíých rahľovodíkov.4. Spôsob prípićavy podľa bodu 3, vyznačujúci so tým, že reakcie sa zsktutočñuje za prítomnosti anhydridu d/Hlübü kyseliny maleinovej a/alebo ich aduktov v mnužstve 5 až 200 0/0 hmot., vztiahnuté na hmotnost kolofónie a/alebo jej derivátov.

MPK / Značky

MPK: C09D 3/733

Značky: živica, ropná, hydrofilná, přípravy, spôsob

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-260342-hydrofilna-ropna-zivica-a-sposob-jej-pripravy.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Hydrofilná ropná živica a sposob jej prípravy</a>

Podobne patenty