PL105171B1 - Sposob wytwarzania stearynianow i laurynianow barowo-kadmowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania stea¬ rynianów i laurynianów barowo-kadmowych, bedacych niepylistymi stabilizatorami do polichlorku winylu i in¬ nych chlorowanych polimerów.

Znane sa sposoby wytwarzania tych stabilizatorów w srodowisku wodnym z rozpuszczalnych soli kwasów stea¬ rynowego lub laurynowego i z rozpuszczalnych soli baru i kadmu, jak azotany, chlorki i siarczany lub w reakcji tlenków, czy wodorotlenków tych metali i kwasów, przy¬ gotowanych w postaci bardzo drobnych zawiesin, reagu¬ jacych w obecnosci katalizatorów, np. typu amin.

Powstajace sole wymienionych kwasów karboksylowych wypadaja z wody w postaci bardzo drobnych osadów, zle saczacych sie i trudnych do obmycia od powstajacych ubocznie soli mineralnych. Wysuszone sa bardzo obje¬ tosciowe i pyliste, co — z uwagi na ich wysoka toksycz¬ nosc i mozliwosc wybuchu — stwarza wiele niebezpie¬ czenstw.

Stosowane jako stabilizatory przetwórstwa PCW ze wzgledu na wysoki stopien rozdrobnienia i pylistosc sa uciazliwe w pakowaniu i stosowaniu, gdyz nie nadaja sie do automatycznego dozowania w sposób ciagly.

Znane sa równiez sposoby wytwarzania tych stabili¬ zatorów w reakcji przez stapianie tlenków, wodorotlen¬ ków i weglanów metali z odpowiednimi kwasami karbo- ksylowymi lub ich bezwodnikami.

W przypadku reakcji z kwasami karboksylowymi pro¬ ces otrzymywania soli przebiega z niezadowalajaca wy¬ dajnoscia, a otrzymany produkt ma czesto nieodpowied¬ nia barwe, lub zawiera nieprzereagowane tlenki, metali, co w przypadku wytwarzania soli kadmowych bez prze¬ prowadzenia dodatkowych, uciazliwych operacji wyklu¬ cza stosowanie ich jako stabilizatorów. Otrzymane sole maja takze czesto postac ciagnacej lub kruszacej sie, nie¬ jednorodnej masy o temperaturze topnienia wyzszej niz temperatura miekniecia PCW, wskutek czego zle roz¬ prowadzaja sie i lacza z polimerem..

Dla poprawienia stopnia przereagowania i otrzymania jednorodnego produktu o odpowiednich wlasciwosciach stabilizujacych trzeba bylo dodac rozpuszczalnik, który ponadto obnizal temperature reakqi i zapobiegal termicz¬ nemu rozpadowi powstajacych soli.

W przypadku otrzymywania tych soli w reakqi tlenków i wodorotlenków metali z bezwodnikami kwasów karbo¬ ksylowych konieczne bylo uzycie duzego nadmiaru bez¬ wodników, które trzeba bylo nastepnie usuwac przez ekstrakcje np. eterem, lub przez destylaqe i wymywa¬ nie. Sam proces trzeba bylo prowadzic przez wiele go¬ dzin, w wysokich temperaturach 80—250 °C, powodu¬ jacych czesto termiczny rozpad bezwodników wyzszych kwasów tluszczowych. ' Znany jest sposób wytwarzania soli baru i kadmu w reakcji tlenków tych metali i kwasów karboksylowych w srodowisku organicznych rozpuszczalników, umozli¬ wiajacych azeotropowe usuwanie wody powstajacej w reakcji.

Nieoczekiwanie stwierdzono, ze stearyniany i laury- niany barowo-kadmowe wysokiej jakosci, nie posiada¬ jace wad, jakie maja te stabilizatory, otrzymywane wedlug dotychczas znanych sposobów ich wytwarzania, mozna 105 171105 171 otrzymac sposobem wedlug wynalazku — w reakqi zo¬ bojetniania brazowym tlenkiem kadmowym kwasu stea¬ rynowego, czy laurynowego, uzytychnw celu stworzenia odpowiedniego srodowiska reakcji — w dowolnie wybra¬ nym, najkorzystniej molowym nadmiarze, w obecnosci katalizatora, jak uwodniony sorbit, a nastepnie uzyty nad¬ miar kwasu stearynowego lub laurynowego zobojetnia sie stechiometryczna iloscia osmiowodnego wodorotlenku ba¬ rowego, w obecnosci srodka uplynniajacego, obnizaja¬ cego temperature reakcji przez obnizenie temperatury topnienia powstajacego stearynianu, czy laurynianu ba- rowo-kadmowego i umozliwiajacego zarazem ich granu¬ lacje, czy platkowanie, jak olej parafinowany, parafina, alkohol etylowy lub monostearynian gliceryny, najko¬ rzystniej olej parafinowy.

Proces otrzymywania stearynianu, czy laurynianu kad¬ mowego moze byc prowadzony przy temperaturze 100— 140 °C z odprowadzeniem wody pod normalnym lub zmniejszonym cisnieniem. Wytworzone stearyniany i lauryniany barpwo-kadmowe poddaje sie sproszkowaniu, granulowaniu lub platkowaniu. Otrzymuje sie produkty niepyliste o odpowiedniej dla przetwórstwa polichlorku winylu i innych chlorowanych polimerów temperaturze topnienia, nizszej niz temperatura miekniecia polimeru i o wymaganych wlasciwosciach stabilizujacych i smar¬ nych.

Sposób wytwarzania stearynianów i laurynianów ba- rowo-kadmowych wedlug wynalazku przewyzsza dotych¬ czas znane sposoby korzystniejszymi warunkami ich wytwarzania i lepsza jakoscia otrzymywanych produk¬ tów jako stabilizatorów.

Sposób wytwarzania stearynianu czy laurynianu kad¬ mowego w nadmiarze kwasu stearynowego, czy lauryno¬ wego, w odróznieniu od dotychczas znanych sposobów — umozliwia — lacznie z uzytym, jak wyzej, katalizatorem np. uwodnionym sorbitem — calkowite przereagowanie bra¬ zowego tlenku kadmowego. nianach barowo-kadmowych procentowa zawartosc bar¬ dzo toksycznych metali, jak bar a zwlaszcza kadm bez najmniejszego obnizenia ich wlasciwosci stabilizujacych; poprawia ich wlasciwosci smarne zdolnosc rozprowadza¬ nia i laczenia sie z masa polimeru w procesie jego prze¬ twórstwa i — co niezmiernie wazne — umozliwia otrzy¬ manie niepylistych stabilizatorów w postaci grubszych proszków, granulatu, czy platków. Ulatwia ich transport, pakowanie i dozowanie, a takze ogromnie poprawia wa¬ runki bezpieczenstwa przeciwpozarowego i przeciwwy¬ buchowego i bezpieczenstwa osobistego ludzi, zatrudnio¬ nych przy ich wytwarzaniu i stosowaniu.

Zalaczone przyklady w pelni ilustruja sposób wedlug wynalazku.

Przyklad I. Do 0,1 mola stopionego technicznego kwasu stearynowego, ogrzanego do temperatury 100— 105 °C wprowadza sie przy mieszaniu 1,18 g 60% wod¬ nego roztworu sorbitu i porcjami 0,025 mola brazowego tlenku kadmowego o specjalnej czystosci. Otrzymana mase ogrzewa sie w ciagu 1 godziny przy temperaturze 130—140 °C — praktycznie do zaniku brazowego tlenku kadmowego. Tak otrzymany stearynian kadmowy miesza sie nastepnie z 3,6 g oleju parafinowego i 0,35 g oleju si¬ likonowego i saczy w razie potrzeby od ewentualnych drobnych zanieczyszczen przy temperaturze okolo 120°C.

Do przesaczonego stearynianu kadmowego wprowadza sie porcjami 0,025 mola osmiowodnego wodorotlenku barowego przy temperaturze do okolo 103 °C. Po wpro¬ wadzeniu wodorotelnku barowego i po czesciowym "usu¬ nieciu wody mase reagujaca ogrzewa sie jeszcze w ciagu 1 godziny przy temperature 130—140 °C. Pólplynna, stopiona mase poddaje sie granulacji. Otrzymuje sie 37,92 g niepylistego produktu o wlasciwosciach przedstawio¬ nych w tablicy w zestawieniu z wlasciwosciami stabili¬ zatorów, otrzymanych znana metoda opisana na str. 1 wiersz 4—9.

Tablica Stabilizator wytwarzany spo¬ sobem wg wynalazku Stabilizator wytwarzany | znana metoda Temperatura topnienia °C 120—130 135—160 Zawartosc baru % 9,1 11 Zawartosc kadmu % 7 8,1 Ciezar nasypowy g/dm3 55,8 34,9 Stabilizacja cieplna folii PCW twardych 180 °C 190 °C min 110 60—70 | <110 60 1 Zastosowanie zas osmiowodnego wodorotlenku ba¬ rowego zamiast dotychczas stosowanego bezwodnego wodorotlenku czy tlenku barowego ulatwia i przyspiesza jonowy przebieg reakcji zobojetniania kwasu stearynowe¬ go, czy laurynowego. Dodatek jednego z wyzej wymie¬ nionych srodków uplynniajacych pozwala na przeprowa¬ dzenie reakcji wytwarzania stearynianów i laurynianów barowo-kadmowych przy temperaturach znacznie niz¬ szych niz stosowane w znanych sposobach, a mianowicie 130—140 °C, co skutecznie zapobiega ciemnieniu i ter- , micznemu rozpadowi powstajacych produktów i ulatwia ich granulacje lub platkowanie.

Obecnosc wymienionych dodatków nie tylko ulatwia przebieg reakqi ale i zmniejsza w stearynianach i laury- 55 60 Przyklad II. Postepujac jak w przykladzie I> z 0,1 mola kwasu stearynowego i 0,025 mola brazowego tlenku kadmowego w obecnosci 1,77 g 60% wodnego roztworu sorbitu otrzymuje sie stearynian kadmowy, który po przesaczeniu chlodzi sie i miele. Do tak otrzy¬ manego sproszkowanego stearynianu kadmowego wpro¬ wadza sie 0,025 mola osmiowodnego wodorotlenku ba¬ rowego i, miesza przy temperaturze pokojowej do uzys¬ kania jednorodnej mieszaniny. Nastepnie po uplywie okolo 30 minut, nie przerywajac mieszania, wlacza sie ogrze¬ wanie. W temperaturze 60—70°C wprowadza sie 3,6 g monostearynianu gliceryny i cajosc ogrzewa sie przy tem¬ peraturze 130—140°C w ciagu okolo 1 godziny. Otrzy- . mana pólplynna jednorodna mase poddaje sie platkowa-195171 niu. Otrzymuje sie 37,6 g produktu o wlasciwosciach jak w przykladzie I.

Przyklad III. Stearynian kadmowy, otrzymany jak w przykladzie Iz 0,1 mola kwasu stearynowego, 0,025 mola brazowego tlenku kadmowego w obecnosci 1,18 g 60% wodnego roztworu sorbitu i 3,6 g oleju para¬ finowego, chlodzi sie i miele. Sproszkowany stearynian kadmowy dozuje sie nastepnie sposobem ciaglym równo¬ czesnie z 0,025 mola osmiowodnego wodorotlenku ba¬ rowego z zachowaniem w czasie dozowania stalych sto¬ sunków molowych — do ogrzanego aparatu, pracujace¬ go systemem ciaglym zaopatrzonego w odpowiednie mie¬ szadlo, w którym wprowadzane substraty poddaje sie reakcji przy mieszaniu i ogrzewaniu przy temperaturze 130—140°C. Postepujac dalej, jak w przykladzie I, otrzymuje sie 37,5 g stearynianu barowo-kadmowego o równie dobrych wlasciwosciach jak w przykladzie I.

Przyklad IV. Do 0,1 mola kwasu laurynowego ogrzanego do 100—105 °C wprowadza sie przy miesza¬ niu 0,92 g 60% roztworu wodnego sorbitu i porqami 0,025 mola brazowego tlenku kadmowego. Otrzymana mase ogrzewa sie w ciagu 1 godziny przy temperaturze 130—140°C praktycznie do zaniku brazowego tlenku kadmowego. Nie przerywajac mieszania, dodaje sie 2,74 g oleju parafinowego i 0,14 g oleju silikonowego i — w razie potrzeby — saczyc od ewentualnych drobnych zanie-v czyszczen przy temperaturze okolo 120 °C. Do przesa¬ czonego laurynianu kadmowego wprowadza sie porcja¬ mi 0,025 mola osmiowodnego wodorotlenku barowego 6 przy temperaturze do okolo 103°C. Po wprowadzeniu wodorotlenku barowego i po czesciowym usunieciu wody mase reagujaca ogrzewa sie jeszcze w ciagu 1 godziny przy temperaturze 130—140 °C. Pólplynna stopiona mase po schlodzeniu poddaje sie mieleniu. Otrzymuje sie 29,1 g niepylistego produktu o dobrych wlasciwosciach stabili¬ zujacych i temperaturze topnienia 125—136 °C zawiera¬ jacego 2,2% wody, 11,2% baru i 9,2% kadmu. io

Claims (4)

Zastrzezeniapatentowe

1. Sposób wytwarzania stearynianów i laurynianów barowo-kadmowych sposobem przez stapianie, znamien¬ ny tym, ze brazowy tlenek kadmowy zobojetnia sie nad- 15 miarem kwasu stearynowego lub laurynowego w obec¬ nosci katalizatora, a nadmiar kwasu stearynowego lub laurynowego zobojetnia sie osmiowodnym wodorotlen¬ kiem barowym w srodowisku otrzymanego stearynianu lub laurynianu kadmowego, w obecnosci srodka uplyn- 20 niajacego.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ie tech¬ niczny kwas stearynowy lub laurynowy, uzyty do zobo¬ jetniania, stosuje sie w nadmiarze, korzystnie molowym.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako 25 katalizator stosuje sie wodny roztwór sorbitu, korzystnie 60%.

4. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze jako srodek uplynniajacy stosuje sie olej parafinowy, parafine> alkohol etylowy i jednostearynian gliceryny.