Способ получения пластификатора-стабилизатора поливинилхлорида на основе алкилфеноксипропеноксида

Способ получения пластификатора-стабилизатора поливинилхлорида на основе алкилфеноксипропеноксида

Реферат

 

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к получению пластификатора - стабилизатора поливинилхлорида на основе алкилфеноксипропеноксида. Цель - повышение качества целевого продукта. Получение его ведут взаимодействием эпихлоргидрина со смесью C₄-C₁₀- -алкифенолов, полученной алкилированием фенола полимердистиллатом или тримерами пропилена и -олефинами фракции C₈-C₁₀ в присутствии щелочи при молярном соотношении 2 - 4 : 1 : 1 и температуре 95 - 130°С. Предпочтительно в качестве щелочи используют кристаллический NaOH или КОН, или их водный раствор. Способ позволяет получить новые смеси, которые без дополнительной обработки могут быть использованы в качестве пластификаторов - стабилизаторов поливинилхлорида, и позволяет получать пленки с улучшенными свойствами по сравнению с известной эпоксидной смесью, а также повысить термостабильность ПВХ-композиций при 160°С до 588 мин против 150 мин с использованием известного стабилизатора. 1 з.п. ф-лы. 5 табл.

Изобретение относится к эпоксисоединениям, в частности к способам получения пластификатора-стабилизатора поливинилхлорида на основе алкилфеноксипропеноксида. Целью изобретения является повышение качества целевого продукта. Предложенный способ осуществляют следующим образом:алкилфенолы, щелочь (NaOH или КОН) и эпихлоргидрин при молярном соотношении 1:1:2-4 нагревают при 95-130^оС в течение 1,5 ч с одновременной отгонкой реакционной воды, последующим отделением образующейся соли и отгонкой при пониженном давлении избытка эпихлоргидрина. В качестве алкилфенолов используют смеси следующих составов, мас.%: фенол 0,8-1,0; диалкилфенолы 10-20; алкилфенолы 79,0-82,0; где алкил С₄-С₈ или фенол 0,4; диалкилфенолы 2.5; алкилфенолы 97,0 где алкил С₈-С₁₀. Используемые смеси получают алкилированием фенола полимердистиллатом или тримерами пропилена и -олефинами фракции С₈-С₁₀. Полученные алкилфеноксипропиленоксиды представляют собой подвижные маслянистые жидкости с вязкостью при 20^оС 0,26-0,3 Па с (LD₅₀=14770 мг/кг). П р и м е р 1, Алкилфеноксипропеноксиды, где алкил С₄-С₈ (эпоксид С-1281). В трехгорлую колбу емкостью 1 л снабженную мешалкой, термометром, обогреваемой насадкой с нисходящим холодильником загружают 330,14 г (1,6 моль) алкилфенолов, полученных алкилированием фенола полимердистиллатом и 66,46 г (1,6 моль) технического едкого натра. В образовавшуюся суспензию в течение 1,5-2 ч прикапывают 377,67 (4,0 моль) технического эпихлоргидрина. В процессе подачи эпихлоргидрина температура реакционной массы повышается и достигает 85-90^оС. Затем массу нагревают на глицериновой бане. При температуре 95^оС начинает отгоняются азеотропная смесь воды эпихлоргидрина. По мере отгонки воды температура реакционной массы постепенно повышается и к концу отгонки достигает 125-130^оС. Время реакции 1-1,5 ч. После прекращения отгонки воды массу охлаждают до комнатной температуры и отфильтровывают от осадка хлористого натрия, промывая последний на фильтре 100 мл эпихлоргидрина. Из фильтрата отгоняют в вакууме с остаточным давлением 100-130 мм рт. ст. избыток эпихлоргидрина. Получают 418,95 г продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-коричневого цвета с показателем преломления n_D²⁰= 1,5100 и содержанием эпоксидных групп 12,0%. Продукт имеет следующий состав, %: алкилфеноксипропеноксиды 73,35%; алкилфенолы 10,88. 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 11,63 где алкил С₄-С₈. примеси 4,14. Выход технического продукта 99,8%. П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 из 330,14 г (1,6 моль) алкилфенолов, полученных алкилированием фенола полимердистиллатом, 152,4 г (1,6 моль) 42%-ного водного раствора едкого натра и 377,67 г (4,0 моль) эпихлоргидрина получают 416,43 г продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-коричневого цвета с показателем преломления n_D²⁰=1,5110 и содержанием эпоксидных групп 12,4%. Продукт имеет следующий состав, %: алкилфеноксипропеноксиды 76,41, алкилфенолы 9,59, 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 10,89, где алкил С₄-С₈ примеси 3,11. Выход технического продукта 99,2%. П р и м е р 3. Аналогично примеру 1 из 330,14 г (1,6 моль) алкилфенолов, полученных алкилированием фенола полимердистиллатом, 96,3 г (1,6 моль) технического едкого кали и 377,67 г (4,0 моль) эпихлоргидрина получают 418,1 г продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-коричневого цвета с показателем преломления n_D²⁰=1,5108 и содержанием эпоксидных группы 12,3%. Продукт имеет следующий состав, %: алкилфеноксипропеноксиды 75,3, алкилфенолы 9,87, 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 11,21, где алкил С₄-С₈ примеси 3,62. Выход технического продукта 99,6. П р и м е р 4. Аналогично примеру 3 из 330,14 г (1,6 моль) алкилфенолов, полученных алкилированием полимердистиллатом, 179,2 г (1,6 моль) 50% -ного водного раствора едкого кали и 377,67 г (4,0 моль) эпихлоргидрина получают 415,6 г продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-коричневого цвета с показателем преломления n_D²⁰=1,5110 и содержанием эпоксидных групп 12,4%. Продукт имеет следующий состав, % : алкилфеноксипропеноксиды 76,56, алкилфенолы 9,77, 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 10,74, где алкил С₄-С₈ примеси 2,93. Выход технического продукта 99%. П р и м е р 5. Алкилфеноксипропеноксиды, где алкил С₈-С₁₀ (эпоксид С-1369). Аналогично примеру 1 из 352,5 г (1,6 моль) алкилфенолов, полученных алкилированием фенола тримерами пропилена и -олефинами фракции С₈-С₁₀, 66,46 г (1,6 моль) едкого натра и 377,67 г (4,0 моль) эпихлоргидрина получают 446,5 г технического продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-желтого цвета с показателем преломления n_D²⁰=1,5140 и содержанием эпоксидных групп 13,2%. Продукт имеет следующий состав, %: алкилфеноксипропеноксиды 84,39, алкилфенолы 6,0 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 6,41, где алкил С₈-С₁₀ примеси 3,2. Выход технического продукта 98,7%. П р и м е р 6. Аналогично примеру 1 из 330,14 г (1,6 моль) алкилфенолов, 66,46 г (1,6 моль) технического едкого натра и 302,14 г (3,2 моль) технического эпихлоргидрина получают 415,8 г продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-коричневого цвета с показателем преломления n_D²⁰= 1,5110 и содержанием эпоксидных групп 12,1%. Продукт имеет следующий состав алкилфеноксипропеноксиды в расчете на С₈ 309,6 г (74,46 % 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 48,74 г (11,72%), алкилфенолы 43,64 г (10,5%) примеси 13,82 г (3,32%). П р и м е р 7. Аналогично примеру 1 из 330,14 г (1,6 моль) алкилфенолов, 96,3 г (1,6 моль) технического едкого кали и 604,28 г (6,4 моль) технического эпихлоргидрина получают 417,9 г продукта в виде подвижной маслянистой жидкости светло-коричневого цвета с показателем преломления n_D²⁰=1,5109 и содержанием эпоксидных групп 12,3%. Продукт имеет следующий состав: алкилфеноксипропеноксиды в расчете на С₈ 314,84 г (75,34 %) 1,3-диалкилфениловые эфиры глицерина 46,87 г (11,22% ): алкилфенолы 41,27 г (9,88%) примеси 14,92 (3,56%). Влияние молярного соотношения на качество смеси представлено в табл. 1. П р и м е р 11. В условиях лабораторных испытаний и применения химикатов-добавок в полимерных материалах проведены испытания в качестве пластификаторов поливинилхлорида эпоксидов С-1281 (алкил С₄-С₈) и С-1369 (алкил С₈-С₁₀). Эталоном сравнения служит известное соединение, полученное эпоксидированием продукта конденсации фталевого ангидрида с кубовым остатком от ректификации бутиловых спиpтов. Готовят 15% -ный раствор ПВХ в циклогексаноне и добавляют эпоксиды С-1281 и С-1369 в количестве 10-50 мас.ч. к весу сухого остатка. Полученные смеси выдерживают сутки для лучшей совместимости полимера и пластификатора, а затем готовят образцы для испытаний методом полива на стекла размером 20х10 см, сушат 2 ч при комнатной температуре и 2 ч при 60^оС, затем их снимают со стекол, разрезают, измеряют и разрывают на разрывной машине. Результаты испытаний приведены в табл. 2. По остальным примерам (1-7) получают смеси со свойствами, аналогичными С-1281. П р и м е р 12. Готовят смесь порошкообразного поливинилхлорида, пластификатора и стабилизаторов состава, приведенного в табл. 3. Набухание смеси проводят при 90-100^оС в течение 30 мин. Набухшую массу вальцуют при 150^оС в течение 7 мин. Получают пленку толщиной 0,4 мм. Термостабилизатор - эпоксид С-1281 - вводят в состав ПВХ-композиций. Стабилизирующее действие эпоксида оценивают по времени термостабильности ПВХ-смеси при 180^оС и термостойкости (стойкость к изменению цвета) пленок при 180^оС в сушильном шкафу СЭШ-ЗМ. Рецептура и результаты испытаний приведены в табл. 3. П р и м е р 13. В условиях лабораторных испытаний и применения химикатов-добавок в полимерных материалах были испытаны образцы алкилфеноксипропеноксидов: эпоксид С-1281 (алкил С₄-С₈) и эпоксид С-1369 (алкил С₈-С₁₀), в качестве вторичных стабилизаторов пластифицированных поливинилхлоридных композиций. Эталоном сравнения служил применяемый в промышленности стабилизатор - эпоксидированное сoевое масло (ЭПС). Образцы готовят методом вальцевания смеси порошкообразного поливинилхлорида, пластификатора, металлосодержащих стабилизаторов и вторичного стабилизатора состава, приведенного в табл. 4. Набухание смеси проводят при 70^оС в воздушном термостате в течение 40 мин и затем выдерживают при комнатной температуре 2 суток. Режим вальцевания: температура 150^оС, время 7 мин, зазор между валками 0,2-0,5 мм. Эффективность стабилизирующего действия эпоксидов С-1281, С-1369 и ЭПС оценивают по их влиянию на начальный цвет и сохранение цвета пленок (термостойкость) в условиях термостарения при 175^оС в течение 540 мин в приборе "Стабилиметр", а также по индукционному периоду (время до начала выделения HCl) по методу "Конго-Рот" в процессе термостарения пленок при 175^оС в воздушном термостате. Рецептура и результаты испытаний приведены в табл. 4. П р и м е р 14. В условиях лабораторных испытаний и применения химикатов-добавок в полимерных материалах проводят испытания в качестве вторичного стабилизатора пластифицированных поливинилхлоридных композиций алкилфеноксипропеноксида (эпоксид С-1281) с различным содержанием эпоксидных групп: образец 1 10,7%. образец 2 11,3%. образец 3 12,4%. Термостабилизирующую эффективность (термостабильность) ПВХ-композиций определяют по индукционному периоду (время до начала выделения HCl) по методу "Конго-Рот" при температуре муфельной печи 160^оС. Готовят смесь порошкообразного ПВХ, металлсодержащего стабилизатора, пластификатора и вторичного стабилизатора при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: ПВХ 100 Стеарат кадмия 1,0 Стеарат бария 1,0 Диоктилфталат 40 Эпоксид С-1281 3,0. Смесь подвергают механическому перемешиванию с последующей термообработкой в течение 40 мин при 70^оС и затем выдерживают при комнатной температуре двое суток. Из полученной смеси готовят пленки методом вальцевания. Режим вальцевания: температура 150^оС, время 7 мин, зазор между валками 0,2-0,5 мм. Результаты испытаний приведены в табл. 5. Предложенный способ позволяет получить новые смеси, которые без дополнительной обработки могут быть использованы в качестве пластификаторов-стабилизаторов поливинилхлорида и позволяют получать пленки с улучшенными свойствами по сравнению с известным эпоксидом, а также повысить термостабильность. ПВХ-композиций при 160^оС до 588 мин против 150 мин с использованием известного стабилизатора.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРА-СТАБИЛИЗАТОРА ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА НА ОСНОВЕ АЛКИЛФЕНОКСИПРОПЕНОКСИДА путем взаимодействия эпихлоргидрина с фенолсодержащим соединением в присутствии щелочи при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, в качестве фенолсодержащего соединения используют смесь C₄ - C₁₀-алкилфенолов, полученную алкилированием фенола полимердистиллатом или тримерами пропилена и -олефинами фракции С₈ - С₁₀, и взаимодействие осуществляют при молярном соотношении эпихлоргидрин : алкилфенол : щелочь, равном 2 - 4 : 1 : 1, при температуре 95 - 130^oС. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве щелочи используют кристаллический едкий натр или едкое кали, или их водный раствор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 2-2002

Извещение опубликовано: 20.01.2002