PL242560B1 - Polymer surfactants with plasticizing properties - Google Patents

Polymer surfactants with plasticizing properties Download PDF

Info

Publication number
PL242560B1
PL242560B1 PL429933A PL42993319A PL242560B1 PL 242560 B1 PL242560 B1 PL 242560B1 PL 429933 A PL429933 A PL 429933A PL 42993319 A PL42993319 A PL 42993319A PL 242560 B1 PL242560 B1 PL 242560B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
copolymer
alcohol
rokopol
succinic acid
molecular weight
Prior art date
Application number
PL429933A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL429933A1 (en
Inventor
Alina Jakób
Marta Kawa
Magda Bilut
Paulina SZCZEPANIAK
Paulina Szczepaniak
Marcin Bartman
Original Assignee
Pcc Exol Spolka Akcyjna
Pcc Mcaa Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pcc Exol Spolka Akcyjna, Pcc Mcaa Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Pcc Exol Spolka Akcyjna
Priority to PL429933A priority Critical patent/PL242560B1/en
Publication of PL429933A1 publication Critical patent/PL429933A1/en
Publication of PL242560B1 publication Critical patent/PL242560B1/en

Links

Landscapes

  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Surfaktant polimerowy będący polieteroestrem o masie cząsteczkowej od 1000 do 3000 Da, stanowiący kopolimer kwasu bursztynowego, alkoholu monohydroksylowego, oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450) i będący związkiem o wzorze: gdzie: R1 oznacza resztę alkoholu monohydroksylowego wybranego spośród alkoholu: 2-etyloheksylowego lub kaprylowego, kaprynowego, laurylowego, mirystylowego, cetylowego lub stearylowego, izostearylowego lub elaidynowego lub oleinowego lub linolowego lub elaidolinolowego, linolenowego, rycynolowego, arachidylowego, behenylowego lub erucylowego. n - jest liczbą naturalną z zakresu 2-4, p - jest liczbą naturalną z zakresu 5-6. Przedmiotem zgłoszenia jest także zastosowanie związku jako plastyfikatora, zwłaszcza do wytwarzania tworzyw sztucznych lub lakierów.A polymeric surfactant that is a polyether ester with a molecular weight of 1000 to 3000 Da, a copolymer of succinic acid, monohydroxy alcohol, and polyoxypropylenediol (Rokopol D450) and a compound with the formula: where: R1 is the residue of a monohydroxy alcohol selected from: 2-ethylhexyl or caprylic alcohol, capric, lauryl, myristyl, cetyl or stearyl, isostearic or elaidic, or oleic, or linoleic or elaidolinol, linolenic, ricinoleic, arachidyl, behenyl or erucyl. n - is a natural number from the range 2-4, p - is a natural number from the range 5-6. The application also relates to the use of the compound as a plasticizer, in particular for the production of plastics or varnishes.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku są nowe biodegradowalne surfaktanty polimerowe stanowiące kopolimer kwasu bursztynowego, alkoholu monohydroksylowego, oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450). Związki według wynalazku nadają się do stosowania jako plastyfikatory do tworzyw sztucznych, zwłaszcza biodegradowalnych tworzyw sztucznych.The subject of the invention are new biodegradable polymeric surfactants which are a copolymer of succinic acid, monohydroxy alcohol and polyoxypropylene diol (Rokopol D450). The compounds of the invention are suitable for use as plasticizers for plastics, especially biodegradable plastics.

Zgłoszenie WO90/01521 opisuje biodegradowalne tworzywa sztuczne uzyskiwane na bazie polilaktydu (tj. poli(kwas mlekowy), w skrócie PLA) plastyfikowane pozostałościami kwasu mlekowego lub laktydu, a także tworzywa sztuczne uzyskiwane z mieszaniny PLA i polimerów poliolefinowych takich jak PVC, PE, PVA itp.Application WO90/01521 describes biodegradable plastics obtained on the basis of polylactide (i.e. poly(lactic acid), abbreviated PLA) plasticized with lactic acid or lactide residues, as well as plastics obtained from a mixture of PLA and polyolefin polymers such as PVC, PE, PVA e.t.c.

Aktualnie, dostępne plastyfikatory monomeryczne i polimeryczne, które są stosowane jako dodatki plastyfikujące do tworzyw sztucznych, a w szczególności do PLA i PVC to głównie monomeryczne estry kwasu cytrynowego takie jak: cytrynian tributylu, acetylocytrynian tributylu, acetylocytrynian trietylu, a także trioctan gliceryny, tereftalan dioktylu, adypinian dioktylu czy bursztynian dioktylu, przy czym coraz większe znaczenie odgrywają również plastyfikatory polimeryczne występujące jako poliestry na bazie kwasu adypinowego o masie cząsteczkowej od 800 do 6000 Da oraz poliestry na bazie kwasu sebacynowego (patrz US6235825, JP2002146170, US5726220, WO2008075775). Ze względu na brak szkodliwych właściwości dla organizmu ludzkiego, produkty te nazywane są zielonymi plastyfikatorami. Zastosowanie zielonych plastyfikatorówjest szerokie, ponieważ znajdują one zastosowanie m.in. w produktach takich jak: zabawki, sprzęt i urządzenia medyczne w tym rurki, opakowania na krew, kroplówki, stenty wykonane z PLA, folie i biodegradowalne opakowania, zwłaszcza dedykowane do żywności oraz sztućce, talerze, miski lub kubki. Ponadto plastyfikatory oparte na estrach kwasów cytrynowego, bursztynowego, tereftalowego, sebacynowego czy adypinowego znajdują zastosowanie w produktach, takich jak: kable, dodatki do tapet, membran dachowych, elementy konstrukcyjne w samochodach (wewnętrzne i zewnętrzne), czy uszczelki w chłodziarkach.Currently, the available monomeric and polymeric plasticizers, which are used as plasticizing additives for plastics, in particular for PLA and PVC, are mainly monomeric citric acid esters, such as: tributyl citrate, tributyl acetyl citrate, triethyl acetyl citrate, as well as glycerol triacetate, dioctyl terephthalate, dioctyl adipate or dioctyl succinate, while polymeric plasticizers such as polyesters based on adipic acid with a molecular weight of 800 to 6000 Da and polyesters based on sebacic acid are also playing an increasingly important role (see US6235825, JP2002146170, US5726220, WO2008075775). Due to the lack of harmful properties for the human body, these products are called green plasticizers. The use of green plasticizers is wide, as they are used, among others, in in products such as: toys, equipment and medical devices, including tubes, blood containers, drips, stents made of PLA, foils and biodegradable packaging, especially dedicated to food, as well as cutlery, plates, bowls or cups. In addition, plasticizers based on esters of citric, succinic, terephthalic, sebacic or adipic acids are used in products such as: cables, additives for wallpapers, roofing membranes, structural elements in cars (internal and external), and gaskets in refrigerators.

Kluczowe parametry charakteryzujące efektywność plastyfikatora w plastyfikacji tworzywa to: wysoka odporność na ekstrakcję rozpuszczalnikową, w tym rozpuszczalniki organiczne i wodę, niska migracja i lotność plastyfikatora z tworzywa oraz w czasie przechowywania wykonanego z niego wyrobu finalnego.The key parameters characterizing the effectiveness of the plasticizer in the plasticization of the plastic are: high resistance to solvent extraction, including organic solvents and water, low migration and volatility of the plasticizer from the plastic and during the storage of the final product made of it.

Wadą dostępnych plastyfikatorów monomerycznych jest ich nadmierna migracja z tworzywa, a w szczególności z PLA, postępująca w czasie użytkowania tworzywa oraz w podwyższonych temperaturach. Migracja plastyfikatora jest m.in. konsekwencją jego niskiej masy cząsteczkowej, struktury molekularnej, która przyczynia się do niewystarczającej kompatybilności z tworzywem jak również z pozostałymi składnikami formulacji. Migracja plastyfikatora prowadzi do takich niepożądanych efektów jak dezintegracja struktury finalnego produktu, odbarwienie, utrata właściwości fizycznych np. zwiększona kruchość, brak odporności na rozciąganie.The disadvantage of the available monomeric plasticizers is their excessive migration from the plastic, in particular from PLA, progressing during the use of the plastic and at elevated temperatures. Plasticizer migration is a consequence of its low molecular weight, a molecular structure that contributes to insufficient compatibility with the material as well as with other ingredients of the formulation. Plasticizer migration leads to such undesirable effects as disintegration of the structure of the final product, discoloration, loss of physical properties, e.g. increased brittleness, lack of tensile strength.

Celem wynalazku jest dostarczenie nowych związków - surfaktantów polimerowych - nadających się do stosowania jako plastyfikatory, zwłaszcza do biodegradowalnych tworzyw sztucznych takich jak polimery zawierające PLA. Pożądane jest, aby nowe plastyfikatory cechowały się także biod eg radowa Inością oraz obniżoną migracją z tworzywa. Jednocześnie pożądane jest, aby były to związki powierzchniowo czynne, obniżające napięcie powierzchniowe na granicy faz woda-powietrze oraz posiadające łatwość tworzenia miceli (niskie stężenie cmc).The aim of the invention is to provide new compounds - polymer surfactants - suitable for use as plasticizers, especially for biodegradable plastics such as PLA-containing polymers. It is desirable that the new plasticizers are also characterized by biodegradability and reduced migration from the plastic. At the same time, it is desirable that they are surface-active compounds that lower the surface tension at the water-air interface and have the ability to form micelles (low cmc concentration).

Szczególnym celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie możliwości uzyskania kompozycji poli (kwasu mlekowego) o znacznie poprawionym wydłużeniu przy zerwaniu i udarności przy zachowaniu przejrzystości i zapewnieniu dobrych właściwości uwalniania formy po przetworzeniu.It is a particular object of the present invention to provide the ability to obtain a poly(lactic acid) composition with significantly improved elongation at break and impact strength while maintaining clarity and providing good mold release properties after processing.

W szczególnej realizacji wynalazku pożądana jest możliwość wykorzystania nowych plastyfikatorów do polimerowych produktów kosmetycznych takich jak lakiery do paznokci.In a particular embodiment of the invention, it is desirable to be able to use the new plasticizers in polymeric cosmetic products such as nail polishes.

Przedmiotem wynalazku jest surfaktant polimerowy będący polieteroestrem o masie cząsteczkowej od 1000 do 3000 g/mol, stanowiący kopolimer kwasu bursztynowego, alkoholu monohydroksylowego, oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450) i będący związkiem o wzorze:The subject of the invention is a polymeric surfactant which is a polyether ester with a molecular weight of 1000 to 3000 g/mol, a copolymer of succinic acid, monohydroxy alcohol and polyoxypropylenediol (Rokopol D450) and a compound of the following formula:

gdzie:Where:

Ri oznacza resztę alkoholu monohydroksylowego wybranego spośród alkoholu: 2-etyloheksylowego lub kaprylowego, kaprynowego, laurylowego, mirystylowego, cetylowego lub stearylowego, izostearylowego lub elaidynowego lub oleinowego lub linolowego lub elaidolinolowego, linolenowego, rycynolowego, arachidylowego, behenylowego lub erucylowego.Ri is a monohydroxy alcohol residue selected from 2-ethylhexyl or caprylic, capric, lauryl, myristyl, cetyl or stearyl, isostearyl or elaidine or oleic or linoleic or elaidolinol, linolenic, ricinoleic, arachidyl, behenyl or erucyl alcohols.

n - jest liczbą naturalną z zakresu 2-4, p - jest liczbą naturalną z zakresu 5-6.n - is a natural number from the range 2-4, p - is a natural number from the range 5-6.

Korzystnie, surfaktant polimerowy według wynalazku jest związkiem wybranym spośród:Preferably, the polymeric surfactant of the invention is a compound selected from:

- kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu laurylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1836 g/mol,- a copolymer of succinic acid, lauryl alcohol and polyoxypropylene diol (Rokopol D450), with the average molecular weight of this copolymer being 1836 g/mol,

- kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu 2-etyloheksylowego lub kaprylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1780 g/mol,- a copolymer of succinic acid, 2-ethylhexyl or caprylic alcohol and polyoxypropylenediol (Rokopol D450), the average molecular weight of this copolymer being 1780 g/mol,

- kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu kaprynowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1808 g/mol,- a copolymer of succinic acid, capric alcohol and polyoxypropylene diol (Rokopol D450), with the average molecular weight of this copolymer being 1808 g/mol,

- kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu mirystylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1864 g/mol,- a copolymer of succinic acid, myristyl alcohol and polyoxypropylenediol (Rokopol D450), with the average molecular weight of this copolymer being 1864 g/mol,

- kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu cetylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1892 g/mol,- a copolymer of succinic acid, cetyl alcohol and polyoxypropylene diol (Rokopol D450), with the average molecular weight of this copolymer being 1892 g/mol,

- kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu stearylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1920 g/mol,- a copolymer of succinic acid, stearyl alcohol and polyoxypropylenediol (Rokopol D450), with the average molecular weight of this copolymer being 1920 g/mol,

- kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu arachidylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1948 g/mol lub- a copolymer of succinic acid, arachidyl alcohol and polyoxypropylenediol (Rokopol D450), the average molecular weight of this copolymer being 1948 g/mol, or

- kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu behenylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1976 g/mol.- a copolymer of succinic acid, behenyl alcohol and polyoxypropylene diol (Rokopol D450), the average molecular weight of this copolymer being 1976 g/mol.

Kolejnym przedmiotem wynalazku jest zastosowanie związku określonego powyżej jako plastyfikatora, zwłaszcza do wytwarzania tworzyw sztucznych lub lakierów. Korzystnie, wytwarzanym lakierem jest lakier do paznokci. Korzystnie, wytwarzanym tworzywem sztucznym jest tworzywo zawierające poli(kwas mlekowy) lub poli(chlorek winylu).A further object of the invention is the use of the compound defined above as a plasticizer, in particular for the production of plastics or varnishes. Preferably, the varnish to be produced is a nail polish. Preferably, the plastic produced is a poly(lactic acid) or poly(vinyl chloride) material.

Prezentowane surfaktanty polimerowe o właściwościach plastyfikujących wyróżniają się możliwością zaprojektowania ich struktury poprzez zwiększenie lub zmniejszenie jednostek hydrofilowych lub hydrofobowych w łańcuchu cząsteczki wyrażone poprzez współczynnik HLB. Projektowanie struktury surfaktantu polimerowego o właściwościach plastyfikujących możliwe jest dzięki zastosowaniu nowatorskiej metody wytwarzania, której efektem jest ścisła kontrola budowy łańcucha i dostosowanie struktury molekularnej plastyfikatora do struktury docelowego tworzywa, a przede wszystkich PLA.The presented polymeric surfactants with plasticizing properties are distinguished by the possibility of designing their structure by increasing or decreasing hydrophilic or hydrophobic units in the molecule chain, expressed by the HLB coefficient. Designing the structure of a polymeric surfactant with plasticizing properties is possible thanks to the use of an innovative production method, which results in strict control of the chain structure and adjustment of the molecular structure of the plasticizer to the structure of the target material, and above all PLA.

Prezentowane surfaktanty polimerowe o właściwościach plastyfikujących wykazują właściwości powierzchniowo czynne, ponieważ obniżają napięcie powierzchniowe na granicy faz woda-powietrze w zakresie 37-40 mN/m w roztworze 0,1% w temperaturze pomiaru 25°C, a także w tych warunkach posiadają cmc, tj. krytyczne stężenie micelizacji poniżej 1 g/l. Produkty te można scharakteryzować poprzez HLB. Wartość współczynnika HLB związków według wynalazku wynosi od 1,5 do 3,2. Dzięki temu nadają się one do stosowania jako modyfikatory reologii, emulgatory lub jako dodatki plastyfikujące.The presented polymeric surfactants with plasticizing properties show surface-active properties, because they reduce the surface tension at the water-air interface in the range of 37-40 mN/m in a 0.1% solution at a measurement temperature of 25°C, and also under these conditions they have cmc, i.e. critical micellization concentration below 1 g/l. These products can be characterized by HLB. The HLB value of the compounds of the invention ranges from 1.5 to 3.2. This makes them suitable for use as rheology modifiers, emulsifiers or as plasticizing additives.

W dalszej części opisu omówione zostały szczególne realizacje związków według wynalazku. Ich właściwości fizykochemiczne zostały podsumowane w poniższej tabeli.Specific embodiments of the compounds of the invention are discussed in the following. Their physicochemical properties are summarized in the table below.

PL 242560 Β1PL 242560 B1

Tabela 1. Właściwości fizyko-chemiczne związków według wynalazkuTable 1. Physical and chemical properties of the compounds according to the invention

Postać w25°C Character at 25°C Postać w 40°C Form at 40°C Zawartość wody Water content HLB (Z NMR)* HLB (From NMR)* Barwa Color Zapach Smell Gęstość w40°C (g/ml) Density at 40°C (g/ml) Lepkość w 40°C (cP) Viscosity at 40°C (cP) Rozpuszczalność w wodzie Solubility in water Białe ciało stałe White solid Bezbarwna ciecz Colorless liquid <0,2 % <0.2% 3,2 3.2 <40,0 <40.0 bezwonny odorless 0,995 1,005 0.995 1.005 80,0 200,0 80.0 200.0 nierozpuszczalny insoluble

‘Wielkość HLB wyznaczono eksperymentalnie przy pomocy badan 1H NMR.‘The size of HLB was determined experimentally using 1H NMR studies.

Opis sposobu syntezyDescription of the method of synthesis

Ogólny schemat syntezy związków według wynalazku został przedstawiony poniżej:The general scheme for the synthesis of the compounds of the invention is shown below:

Związki według wynalazku można uzyskać poprzez zastosowanie katalizowanego procesu estryfikacji i/lub transestryfikacji z wykorzystaniem kwasów organicznych oraz alkoholi organicznych monoi polihydroksylowych. Istotą procesu jest zastosowanie dwufunkcyjnego układu katalitycznego złożonego z: katalizatora heterofazowego typu żywicy jonowymiennej oraz homofazowego w postaci organicznych związków cyny i/lub tytanu. Dzięki zastosowaniu dwufunkcyjnego układu reakcyjnego uzyskuje się wysoki stopień konwersji surowców wynoszący >95%. Otrzymane w taki sposób produkty mają charakter polieteroestrów i charakteryzują się ściśle określoną masą cząsteczkową oraz właściwościami powierzchniowo czynnymi odzwierciedlonymi przez współczynnik HLB. Dodatkowo, zastosowanie mieszaniny adsorbentów w trakcie syntezy pozwala usunąć z mieszaniny reakcyjnej resztki katalizatora oraz uzyskać produkty o niskiej barwie końcowej. Dzięki takiemu procesowi syntezy otrzymane surfaktanty polimerowe nadają się do stosowania jako emulsyfikatory O/W w formulacjach kosmetycznych, solubilizatory oraz dodatki plastyfikujące tworzywa sztuczne.The compounds of the invention can be obtained by using a catalysed esterification and/or transesterification process using organic acids and organic mono and polyhydric alcohols. The essence of the process is the use of a bifunctional catalytic system consisting of: a heterophasic catalyst of the ion-exchange resin type and a homophasic catalyst in the form of organic tin and/or titanium compounds. Thanks to the use of a two-function reaction system, a high degree of raw material conversion of >95% is obtained. The products obtained in this way are polyether esters and are characterized by a strictly defined molecular weight and surface-active properties reflected by the HLB coefficient. In addition, the use of a mixture of adsorbents during the synthesis allows removing catalyst residues from the reaction mixture and obtaining products with a low final color. Thanks to such a synthesis process, the obtained polymer surfactants are suitable for use as O/W emulsifiers in cosmetic formulations, solubilizers and plasticizing additives for plastics.

Dla lepszego wyjaśnienia istoty wynalazku poniżej przedstawiono opisy jego przykładowych realizacji.For a better explanation of the essence of the invention, descriptions of its exemplary embodiments are presented below.

Przykład 1. Polieteroesterzbudowany z kwasu bursztynowego, alkoholu laurylowego, Rokopol D450 (Polioksypropylenodiol)Example 1. Polyether ester built of succinic acid, lauryl alcohol, Rokopol D450 (polyoxypropylene diol)

Ri - alkohol laurylowy 0,2, n — 3, p =6Ri - lauryl alcohol 0.2, n - 3, p =6

Średni ciężar cząsteczkowy [g/mol] = 1836Average molecular weight [g/mol] = 1836

Opis syntezyDescription of the synthesis

W reaktorze przepływowym umieszcza się 0,3 dm3 złoża katalizatora heterofazowego w postaci silnej kwaśnej żywicy jonowymiennej (Amberlyst A46). Do reaktora mieszalnikowego wprowadza się 86,4 g alkoholu laurylowego wraz z 450,0 g Rokopolu D450, uruchamia się mieszadło mechaniczne oraz ogrzewanie płaszczowe reaktora mieszalnikowego. Następnie uruchamia się pompę próżniową, która wytwarza podciśnienie 600 mmHg. Kolejno uruchamia się przepływ wody o temperaturze 25°C przez skraplacz oraz uruchamia się barbotaż roztworu reakcyjnego azotem w ilości 5 Ndm3/h. W momencie osiągnięcia w reaktorze mieszalnikowym temperatury 60°C rozpoczyna się dozowanie 59,0 g kwasu bursztynowego. W trakcie dozowania pozostałych składników mieszaniny reakcyjnej załącza się grzanie elektryczne kolumny destylacyjnej oraz ogrzewanie płaszczowe reaktora przepływowego. Po zadozowaniu całości kwasu bursztynowego i jego całkowitego rozpuszczenia się oraz osiągnięciu temperatury 120°C przez roztwór reakcyjny rozpoczyna się proces destylacji pod ciśnieniem 600 mmHg. Opary wody i alkoholu opuszczają reaktor do kolumny destylacyjnej. Pary wody i alkoholu skrapla się0.3 dm 3 of a heterophasic catalyst bed in the form of a strong acidic ion exchange resin (Amberlyst A46) is placed in the flow reactor. 86.4 g of lauryl alcohol together with 450.0 g of Rokopol D450 are introduced into the mixing reactor, the mechanical stirrer and jacket heating of the mixing reactor are started. The vacuum pump is then activated and generates a vacuum of 600 mmHg. Subsequently, the flow of water at a temperature of 25°C through the condenser is started and the reaction solution is bubbled with nitrogen in the amount of 5 Ndm 3 /h. When the temperature in the mixing reactor reaches 60°C, the dosing of 59.0 g of succinic acid begins. During dosing of the remaining components of the reaction mixture, the electric heating of the distillation column and jacket heating of the flow reactor are switched on. After dosing all the succinic acid and its complete dissolution and reaching the temperature of 120°C by the reaction solution, the distillation process begins at a pressure of 600 mmHg. Vapors of water and alcohol leave the reactor into the distillation column. Vapors of water and alcohol condense

PL 242560 Β1 w skraplaczu i separatorze po czym kieruje się je do rozdzielacza. Odwodniony alkohol przelewem z rozdzielacza kieruje się do kolumny destylacyjnej a wodę magazynuje się w odpowiednim zbiorniku operacyjnym. Po ustabilizowaniu się procesu destylacji uruchamia się pompę cyrkulacyjną, która zapewnia stały przepływ mieszaniny reakcyjnej przez złoże katalizatora heterofazowego w ilości 2,0 dm3/h i kontynuuje się proces estryfikacji i transestryfikacji usuwając ze strefy reakcji powstającą w syntezie wodę i alkohol. W reaktorze utrzymuje się temperaturę 120°C, obroty mieszadła w zakresie 17,0 rad/s, ciśnienie na stałym poziomie 600 mmHg, azot 5 Ndm3/h. Skroploną wodę gromadzi się w odpowiednich zbiornikach. Po osiągnięciu wymaganego stężenia wody (0,03% m/m) i oznaczeniu liczby kwasowej (41,3 mgKOH/g) rozpoczyna się dozowanie katalizatora homofazowego do układu syntezy, który jest roztworem 1,5% katalizatora tytanowego w alkoholu laurowym. Po zadozowaniu katalizatora homofazowego temperaturę mieszaniny reakcyjnej podwyższa się do 180°C i obniża się ciśnienie do 350 mmHg. Po ustabilizowaniu się temperatury mieszaniny reakcyjnej do układu reakcyjnego dozuje się 59,0 g kwasu bursztynowego, a następnie po zakończeniu dozowania kwasu dozuje się 50,0 g alkoholu laurylowego i 10 g Rokopolu D450.PL 242560 Β1 in the condenser and separator, and then they are directed to the separator. The dehydrated alcohol is transferred to the distillation column by overflow from the separator, and the water is stored in a suitable operating tank. After stabilizing the distillation process, the circulation pump is started, which ensures a constant flow of the reaction mixture through the heterophasic catalyst bed in the amount of 2.0 dm 3 /h and the esterification and transesterification process is continued, removing water and alcohol formed in the synthesis from the reaction zone. The reactor is maintained at a temperature of 120°C, stirrer rotation in the range of 17.0 rad/s, pressure at a constant level of 600 mmHg, nitrogen 5 Ndm 3 /h. Condensed water is collected in appropriate tanks. After reaching the required concentration of water (0.03% m/m) and determining the acid number (41.3 mgKOH/g), dosing of the homophasic catalyst into the synthesis system, which is a solution of 1.5% titanium catalyst in laurel alcohol, begins. After adding the homophasic catalyst, the temperature of the reaction mixture is increased to 180°C and the pressure is reduced to 350 mmHg. After stabilizing the temperature of the reaction mixture, 59.0 g of succinic acid are dosed into the reaction system, and then, after the acid dosing is completed, 50.0 g of lauryl alcohol and 10 g of Rokopol D450 are dosed.

Proces estryfikacji kończy się w momencie, gdy roztwór reakcyjny osiągnie liczbę kwasową 0,1 mgKOH/g i zawartość wody 0,01% m/m. W temperaturze 105°C do reaktora mieszalnikowego dozuje się 30,0 g wody demineralizowanej w celu zakończenia procesu syntezy nisko, -i/lub średniocząsteczkowych polimerowych związków powierzchniowo czynnych. Kiedy mieszanina poreakcyjna wychłodzi się do temperatury 85°C dozuje się 3,0 g mieszaniny adsorbentów składającej się z 0,5 g węgla aktywnego, 2,0 g ziemi okrzemkowej, 0,5 g zasadowej żywicy jonowymiennej Amberlyst A26OH. Proces kontaktowania prowadzi się przez 4 godziny w temperaturze 85°C pod barbotażem azotu w ilości 3 dm3/h, utrzymując równomiernie zawieszoną zawiesinę w przestrzeni roboczej reaktora. Po procesie rafinacji polimerowych związków powierzchniowo czynnych, produkt filtruje się w temperaturze 90°C pod ciśnieniem azotu 1 MPa.The esterification process ends when the reaction solution reaches an acid number of 0.1 mgKOH/g and a water content of 0.01% m/m. At the temperature of 105°C, 30.0 g of demineralized water is dosed into the mixing reactor in order to complete the synthesis process of low- and/or medium-molecular polymer surfactants. When the post-reaction mixture is cooled to 85°C, 3.0 g of a mixture of adsorbents consisting of 0.5 g of activated carbon, 2.0 g of diatomaceous earth, 0.5 g of Amberlyst A26OH alkaline ion exchange resin is dosed. The contacting process is carried out for 4 hours at the temperature of 85°C under nitrogen bubbling in the amount of 3 dm 3 /h, keeping the suspension evenly suspended in the working space of the reactor. After the process of refining polymer surfactants, the product is filtered at 90°C under nitrogen pressure of 1 MPa.

Tabela 2. Parametry fizykochemiczne charakteryzujące otrzymany produktTable 2. Physical and chemical parameters characterizing the obtained product

Średni ciężar cząsteczkowy (Mw), g/molAverage molecular weight (M w ), g/mol Indeks HLB Index HLB Barwa w skali Pt-Co, Hazen Color on the scale of Pt-Co, Hazen Zawartość wody, % w/w Water content, % w/w Liczba kwasowa, [mg KOH/g] Acid number, [mg KOH/g] Liczba hydroksylowa [mg KOH/g ] Hydroxyl number [mg KOH/g] Lepkość [mPas s] Viscosity [mPas] Gęstość, [g/ml] Density, [g/ml] 1836 1836 3,2 3.2 <40 <40 <0,2 <0.2 <0,2 <0.2 48-70 48-70 80,0- 200,0 80.0- 200.0 0,9951,005 0.9951.005

Metody analityczneAnalytical methods

1. Pomiar współczynnika HLB1. HLB factor measurement

Próbkę polieteroestru w ilości 5-7 mg przeniesiono do próbnika NMR i rozpuszczono w 660 uL deuterowanego, odkwaszonego chloroformu (CDCh). Wykonano pomiar 1H NMR w temperaturze pokojowej, pod ciśnieniem atmosferycznym na aparacie Spektrometr Bruker Avance III 600 MHz. Następnie na podstawie zebranych widm protonowych wyznaczono współczynniki hydrofilowo-hydrofobowe dla każdego z produktów.A 5-7 mg sample of the polyetherester was transferred to an NMR probe and dissolved in 660 µL of deuterated, deacidified chloroform (CDCl2). 1H NMR measurements were performed at room temperature and atmospheric pressure on a Bruker Avance III 600 MHz Spectrometer. Then, based on the collected proton spectra, the hydrophilic-hydrophobic coefficients for each of the products were determined.

2. Pomiar napięcia powierzchniowego i wyznaczenie cmc (krytycznego stężenia micelizacji)2. Measurement of surface tension and determination of cmc (critical micellization concentration)

Do zlewki pojemności 100 ml dodano próbkę polieteroestru w ilości 0,1 g i uzupełniono wodą demineralizowaną do 100 g. Tak przygotowany roztwór termostatowano przez okres 1 godziny w temperaturze 25°C. Do naczynka tensjometru K100C firmy Kruss wprowadzono 50 ml uzyskanego roztworu. Zmierzono napięcie powierzchniowe metodą płytki platynowej w temperaturze 25°C.A sample of polyetherester in the amount of 0.1 g was added to a 100 ml beaker and supplemented with demineralized water to 100 g. The solution prepared in this way was thermostated for 1 hour at 25°C. 50 ml of the obtained solution was introduced into the cell of the Kruss K100C tensiometer. Surface tension was measured by the platinum plate method at 25°C.

W celu wykonania pomiaru cmc, przygotowano kolbę miarową pojemności 200 ml i umieszczono w niej 0,4 g badanej próbki. Do kreski wprowadzono wodę demineralizowaną. Do naczynka pomiarowego tensjometru wprowadzono 50 ml badanego roztworu o stężeniu 2 g/l i rozpoczęto pomiar napięcia powierzchniowego. W kolejnym etapie dozowano wodą demineralizowaną w celu uzyskania zależności napięcia powierzchniowego od stężenia badanego produktu. Wyznaczono cmc jako punkt przecięcia krzywych z uzyskanych zależności.In order to measure cmc, a 200 ml volumetric flask was prepared and 0.4 g of the test sample was placed in it. Demineralized water was added to the line. 50 ml of the tested solution with a concentration of 2 g/l was introduced into the measuring cell of the tensiometer and the measurement of the surface tension was started. In the next stage, demineralized water was dosed in order to obtain the dependence of the surface tension on the concentration of the tested product. cmc was determined as the point of intersection of the curves from the obtained dependencies.

3. Barwa w skali Pt-Co (w skali Hazena) ml ciekłej próby wlano do szklanej kuwety o średnicy 24 mm. Barwę badano w trzech powtórzeniach, w trybie transmitancji Regular Transmission. Pomiędzy każdym powtórzeniem obracano kuwetę o 45°. Pomiar barwy wykonano na Spektrofotometrze VISTA firmy Hunter Lab, źródło światła LED, długość optyczna 100 mm.3. Pt-Co color (Hazen scale) ml of the liquid sample was poured into a glass cuvette with a diameter of 24 mm. Color was tested in triplicate in the Regular Transmission mode. The cuvette was rotated 45° between each repetition. Color measurement was performed on a Hunter Lab VISTA Spectrophotometer, LED light source, optical length 100 mm.

4. Przygotowanie próbki do pomiarów4. Sample preparation for measurements

Próbki polieteroestrów w temperaturze pokojowej mają postać ciała stałego. Przed pomiarem w celu ich stopienia próbki ogrzewano przez 1 godzinę w temperaturze 40°C.Polyetherester samples are solid at room temperature. Before the measurement, in order to melt them, the samples were heated for 1 hour at 40°C.

5. Pomiar gęstości ml ciekłej próby za pomocą strzykawki dozowano do celi pomiarowej. Gęstość badano przy użyciu gęstościomierza DA 640 firmy EKMA w temperaturze 40°C, w czasie 60 sekund.5. Density measurement ml of the liquid sample was dosed into the measuring cell with a syringe. Density was tested using an EKMA DA 640 density meter at 40°C for 60 seconds.

6. Pomiar lepkości6. Viscosity measurement

Lepkość oznaczono za pomocą reometru RST-CPS typu Cone and Plate, Brookfield Engineering, połączonego z kriostatem PolyScience. Do pomiaru zastosowano wrzeciono typu: RCT-75-1. 2 ml ciekłej próby za pomocą strzykawki zadozowano na dolną płytkę pomiarową. Pomiar lepkości przeprowadzono w czasie 60 sekund dla 60 punktów pomiarowych, w temperaturze 40°C, przy prędkości obrotów wrzeciona od 10 do 15 rpm.Viscosity was determined using a Cone and Plate RST-CPS rheometer, Brookfield Engineering, connected to a PolyScience cryostat. A spindle type: RCT-75-1 was used for the measurement. 2 ml of the sample liquid was dispensed into the lower measuring plate with a syringe. Viscosity measurement was carried out for 60 seconds for 60 measurement points, at a temperature of 40°C, at a spindle speed of 10 to 15 rpm.

7. Pomiar zawartości wody7. Water content measurement

Zawartości wody w zakresie od 0,001% do 2% oznaczono metodą Karla Fischera na kulometrze 917 firmy Metrohm za pomocą anolitu A (o składzie: metanol, chloroform, imidazol, dwutlenek siarki). 1 g ciekłej próby za pomocą strzykawki z igłą dozowano przez septę do celi pomiarowej. Pomiar wykonywano w dwóch powtórzeniach.Water content in the range from 0.001% to 2% was determined by the Karl Fischer method on the Metrohm 917 coulometer using anolyte A (composition: methanol, chloroform, imidazole, sulfur dioxide). 1 g of the liquid sample was dispensed through the septum into the measurement cell using a syringe with a needle. The measurement was performed in two repetitions.

8. Oznaczanie liczby kwasowej8. Determination of the acid number

Oznaczanie liczby kwasowej wykonano za pomocą miareczkowania klasycznego. 1 g ciekłej próby umieszczono w kolbie stożkowej o poj. 100 ml, dodano 25 ml rozpuszczalnika (mieszanina: ksylen/etanol) oraz 3 krople wskaźnika (mieszanina: oranż metylowy i błękit bromotymolowy). Roztwór zmiareczkowano 0,1 M KOH w etanolu do zmiany zabarwienia.Determination of the acid number was performed by classical titration. 1 g of the liquid sample was placed in a conical flask with a capacity of 100 ml, 25 ml of solvent (xylene/ethanol mixture) and 3 drops of indicator (methyl orange and bromothymol blue mixture) were added. The solution was titrated with 0.1M KOH in ethanol until the color changed.

9. Oznaczanie liczby hydroksylowej9. Determination of the hydroxyl number

Oznaczanie liczby hydroksylowej wykonano za pomocą miareczkowania klasycznego. 1 g ciekłej próby umieszczono w kolbie okrągłodennej z mieszadłem, następnie dodano 5 ml octanu etylu. Zamkniętą kolbkę umieszczono w łaźni wodnej o temp. 50°C i mieszano do całkowitego rozpuszczenia się próby. Następnie do roztworu dodano 5 ml czynnika acetylującego i kontynuowano mieszanie przez 15 minut. Po tym czasie dodano 2 ml wody demineralizowanej (cały czas mieszając), a następnie 10 ml mieszaniny pirydyna/woda (3:1). Roztwór wyjęto z łaźni, mieszano dodatkowo przez 5 minut. Dodatkowo dodano 10 ml mieszaniny ksylen/etanol m/m (1:1) i wskaźnik (mieszanina: oranż metylowy i błękit bromotymolowy) i miareczkowano 0,5 M KOH w etanolu do zmiany zabarwienia.Determination of the hydroxyl number was performed by classical titration. 1 g of the sample liquid was placed in a round bottom flask with a stirrer, then 5 ml of ethyl acetate was added. The closed flask was placed in a 50°C water bath and stirred until the sample was completely dissolved. Then, 5 ml of acetylating agent was added to the solution and stirring was continued for 15 minutes. After this time, 2 ml of demineralized water were added (while stirring) and then 10 ml of a pyridine/water mixture (3:1). The solution was removed from the bath, stirred for an additional 5 minutes. Additionally, 10 ml of m/m xylene/ethanol mixture (1:1) and indicator (mixture of methyl orange and bromothymol blue) were added and titrated with 0.5 M KOH in ethanol until the color changed.

Przykład 2. Polieteroester zbudowany z kwasu bursztynowego, alkoholu kaprylowego lub 2-etyloheksanolu, Rokopol D450 (Polioksypropylenodiol).Example 2. Polyetherester built of succinic acid, caprylic alcohol or 2-ethylhexanol, Rokopol D450 (polyoxypropylene diol).

Syntezę polieteroestru na bazie kwasu bursztynowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450) prowadzi się tak jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że w pierwszym etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 65,0 g 2-etyloheksanolu lub alkoholu kaprylowego, a w drugim etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 39,0 g 2-etyloheksanolu lub alkoholu kaprylowego.The synthesis of polyetherester based on succinic acid and polyoxypropylenediol (Rokopol D450) is carried out as in example 1 with the difference that in the first stage 65.0 g of 2-ethylhexanol or caprylic alcohol is used instead of lauryl alcohol, and in the second stage 65.0 g of 2-ethylhexanol or caprylic alcohol is used instead of lauryl alcohol 39.0 g of 2-ethylhexanol or caprylyl alcohol.

Przykład 3. Polieteroester zbudowany z kwasu bursztynowego, alkoholu kaprynowego, Rokopol D450 (Polioksypropylenodiol).Example 3. Polyether ester built of succinic acid, capric alcohol, Rokopol D450 (Polyoxypropylene diol).

Syntezę polieteroestru na bazie kwasu bursztynowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450) prowadzi się tak jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że w pierwszym etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 79,2 g alkoholu kaprynowego, a w drugim etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 47,5 g alkoholu kaprynowego.The synthesis of polyether ester based on succinic acid and polyoxypropylene diol (Rokopol D450) is carried out as in example 1 with the difference that in the first stage 79.2 g of capric alcohol is used instead of lauryl alcohol, and 47.5 g of capric alcohol is used instead of lauryl alcohol in the second stage g of capric alcohol.

Przykła d 4. Polieteroester zbudowany z kwasu bursztynowego, alkoholu mirystylowego, Rokopol D450 (Polioksypropylenodiol).Example 4. Polyether ester built from succinic acid, myristyl alcohol, Rokopol D450 (polyoxypropylene diol).

Syntezę polieteroestru na bazie kwasu bursztynowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450) prowadzi się tak jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że w pierwszym etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 107,2 g alkoholu mirystylowego, a w drugim etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 64,3 g alkoholu mirystylowego.The synthesis of polyether ester based on succinic acid and polyoxypropylene diol (Rokopol D450) is carried out as in example 1 with the difference that in the first stage 107.2 g of myristyl alcohol is used instead of lauryl alcohol, and 64.3 g of myristyl alcohol is used in the second stage instead of lauryl alcohol g of myristyl alcohol.

Przykład 5. Polieteroester zbudowany z kwasu bursztynowego, alkoholu cetylowego lub palmitooleinowego, Rokopol D450 (Polioksypropylenodiol).Example 5. Polyether ester built of succinic acid, cetyl or palmitoleic alcohol, Rokopol D450 (polyoxypropylene diol).

PL 242560 Β1PL 242560 B1

Syntezę polieteroestru na bazie kwasu bursztynowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450) prowadzi się tak jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że w pierwszym etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 121,2 g alkoholu cetylowego lub palmitooleinowego, a w drugim etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 72,7 g alkoholu cetylowego lub palmitooleinowego.The synthesis of polyether ester based on succinic acid and polyoxypropylene diol (Rokopol D450) is carried out as in example 1 with the difference that in the first stage 121.2 g of cetyl or palmitoleic alcohol is used instead of lauryl alcohol, and 72 g of lauryl alcohol is used in the second stage .7 g of cetyl or palmitoleic alcohol.

Przykład 6. Polieteroester zbudowany z kwasu bursztynowego, alkoholu stearylowego lub alkohol izostearylowego lub elaidynowego lub oleinowego lub linolowego lub elaidolinolowego, linolenowego lub rycynolowego oraz Rokopol D450 (Polioksypropylenodiol).Example 6. Polyether ester composed of succinic acid, stearyl alcohol or isostearyl or elaidic or oleic alcohol or linoleic or elaidolinol, linolenic or ricinoleic alcohol and Rokopol D450 (Polyoxypropylenediol).

Syntezę polieteroestru na bazie kwasu bursztynowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450) prowadzi się tak jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że w pierwszym etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 135,2 g alkoholu stearylowego lub izostearylowego lub elaidynowego lub oleinowego lub linolowego lub elaidolinolowego lub linolenowego, rycynolowego, a w drugim etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 81,2 g alkoholu stearylowego lub izostearylowego lub elaidynowego lub oleinowego lub linolowego lub elaidolinolowego, linolenowego, rycynolowego.The synthesis of polyether ester based on succinic acid and polyoxypropylene diol (Rokopol D450) is carried out as in example 1, with the difference that in the first stage, instead of lauryl alcohol, 135.2 g of stearyl or isostearyl or elaidine or oleic or linoleic or elaidolinol or linolenic alcohol are used , ricinoleic alcohol, and in the second step, 81.2 g of stearyl or isostearyl or elaidic or oleic or linoleic or elaidolinol, linolenic, ricinole alcohol is used instead of lauryl alcohol.

Przykład 7.Example 7.

Syntezę polieteroestru na bazie kwasu bursztynowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450) prowadzi się tak jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że w pierwszym etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 149,2 g alkohol arachidylowego, a w drugim etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 89,6 g alkoholu arachidylowego.The synthesis of polyether ester based on succinic acid and polyoxypropylenediol (Rokopol D450) is carried out as in example 1 with the difference that in the first stage 149.2 g of arachidyl alcohol is used instead of lauryl alcohol, and 89.6 g of arachidyl alcohol is used in the second stage instead of lauryl alcohol g of arachidyl alcohol.

Przykład 8.Example 8.

Syntezę polieteroestru na bazie kwasu bursztynowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450) prowadzi się tak jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że w pierwszym etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 163,3 g alkoholu behenylowego lub erucylowego a w drugim etapie zamiast alkoholu laurylowego stosuje się 98,0 g alkoholu behenylowego lub erucylowego.The synthesis of polyether ester based on succinic acid and polyoxypropylene diol (Rokopol D450) is carried out as in example 1 with the difference that in the first stage 163.3 g of behenyl or erucyl alcohol is used instead of lauryl alcohol, and 98 g of erucyl alcohol is used instead of lauryl alcohol in the second stage. 0 g of behenyl or erucyl alcohol.

Tabela 3. Masy molowe i HLB dla produktów z przykładów 1-8.Table 3. Molar masses and HLB for the products of Examples 1-8.

Polieteroester Polyetherester Średni ciężar cząsteczkowy (Mw), g/molAverage molecular weight (M w ), g/mol HLB HLB Przykład 1* Example 1* 1836 1836 3,2 3.2 Przykład 2 Example 2 1780 1780 3,1 3.1 Przykład 3 Example 3 1808 1808 3,1 3.1 Przykład 4 Example 4 1864 1864 2,9 2.9 Przykład 5 Example 5 1892 1892 2,9 2.9 Przykład 6** Example 6** 1920 1920 2,8 2.8 Przykład 7 Example 7 1948 1948 2,8 2.8 Przykład 8*** Example 8*** 1976 1976 2,7 2.7

* Średni ciężar cząsteczkowy dla związku zawierającego alkohol 2-etyloheksylowy oraz jego izomer **Średni ciężar cząsteczkowy dla związku zawierającego alkohol stearylowy oraz jego izomery ***Średni ciężar cząsteczkowy dla związku zawierającego alkohol behenylowy oraz jego izomer* Average molecular weight of the compound containing 2-ethylhexyl alcohol and its isomer **Average molecular weight of the compound containing stearyl alcohol and its isomers ***Average molecular weight of the compound containing behenyl alcohol and its isomer

Przykład 9. Zastosowanie związków według wynalazku jako plastyfikatorów zawartych w formulacji lakierów do paznokci.Example 9. Use of the compounds of the invention as plasticizers contained in the formulation of nail polishes.

Związek otrzymany w dowolnym przykładzie 1-8 wykorzystano do wytworzenia przykładowej kompozycji lakieru do paznokci.The compound obtained in any of Examples 1-8 was used to prepare an exemplary nail polish composition.

Składniki:Ingredients:

- nitroceluloza- nitrocellulose

- octan etylu: rozpuszczalnik- ethyl acetate: solvent

- octan butylu: rozpuszczalnik- butyl acetate: solvent

- izopropanol: rozpuszczalnik, środek tłumiący (damping agent)- isopropanol: solvent, damping agent

- pigment: Red No. 6 D&C Lakę, Liguid- pigment: Red No. 6 D&C Lake, Liguid

- absorber UV: benzophenone-1- UV absorber: benzophenone-1

- dowolny związek z przykładu 1-8 - nowy, polimerowy plastyfikator zastępujący powszechnie stosowany np. cytrynian acetyltributylu (ATBC).- any compound from examples 1-8 - a new, polymeric plasticizer replacing the commonly used eg acetyl tributyl citrate (ATBC).

Kompozycję lakieru otrzymywano zgodnie z następującą procedurą:The lacquer composition was prepared according to the following procedure:

- Przygotowuje się mieszaninę rozpuszczalników składającą się z octanu etylu, octanu butylu, alkoholu izopropylowego - Mieszanina A.- A solvent mixture consisting of ethyl acetate, butyl acetate, isopropyl alcohol is prepared - Mixture A.

- W osobnym naczyniu rozpuszcza się związek z przykładu 1 w niewielkiej ilości rozpuszczalników (octan etylu i octan butylu 1:1 wag.), aż do uzyskania homogeniczności - Mieszanina B.- In a separate vessel, the compound of example 1 is dissolved in a small amount of solvents (ethyl acetate and butyl acetate 1:1 by weight) until homogeneous - Mixture B.

W osobnym naczyniu rozpuszcza się Absorber UV w Mieszaninie A. Całość miesza się przez 30 minut - Mieszanina C.In a separate vessel, the UV Absorber is dissolved in Mixture A. The whole thing is stirred for 30 minutes - Mixture C.

Wykonanie:Execution:

W pierwszym etapie procesu wprowadza się mieszaninę rozcieńczalników (Mieszanina A). Uruchamia się mieszanie (150-200 rpm) i następnie dodaje się nitrocelulozę, która zostaje całkowicie zanurzona w rozpuszczalniku. Dodaje się kolejno Mieszaninę B oraz Mieszaninę C i kontynuuje mieszanie. W końcowym etapie dodaje się pigment.In the first step of the process, a mixture of diluents (Mixture A) is introduced. Stirring is started (150-200 rpm) and then nitrocellulose is added, which is completely immersed in the solvent. Mix B and Mix C are added sequentially and stirring is continued. In the final stage, pigment is added.

Mieszanie (warunki: jest kontynuowane przez kilka godzin lub do czasu, aż wszystkie składniki będą kompletnie rozpuszczone. Proces przygotowania nitrocelulozy jest zakończony, kiedy roztwór jest klarowny, tzn. całkowicie przezroczysty. Roztwór nie może być mleczny i wykazywać obecności cząstek nierozpuszczalnych. Czysty lakier jest potem pompowany przez prasę filtrującą lub przepuszczany przez wirówkę, celem usunięcia wszystkich obcych materiałów lub nierozpuszczalne drobiny. Proces ten poprawiają połysk i klarowność roztworu. Przygotowanie lakierów bezbarwnych składa się z etapu rozpuszczania nitrocelulozy, dodatku plastyfikatora, a etap dodawania pigmentu jest pomijany.Mixing (conditions: is continued for several hours or until all ingredients are completely dissolved. The nitrocellulose preparation process is complete when the solution is clear, i.e. completely transparent. The solution must not be milky and show insoluble particles. then pumped through a filter press or passed through a centrifuge to remove any foreign material or insoluble particles.This process improves the gloss and clarity of the solution.The preparation of clear coats consists of a nitrocellulose dissolving step, the addition of a plasticizer, and the pigment addition step is omitted.

Badano właściwości uzyskiwanej powłoki lakieru. W przeprowadzonych badaniach stwierdzono, że właściwości powłoki uzyskanej z lakieru zawierającego związek według wynalazku są wyjątkowo korzystne. W szczególności poprawie uległy właściwości aplikacyjne, w tym: twardość powłoki (mierzona na podstawie tłumienia wahadła ustawionego na pomalowanej płytce do badań o dwóch grubościach lakieru, tj. 100 i 200 μm), adhezja lakieru do badanej powierzchni (przez pomiar przyczepności powłoki lakieru) oraz odporność na zarysowania (w wyniku pomiaru przy użyciu sklerometru) w odniesieniu do lakierów przygotowanych na powszechnie stosowanym plastyfikatorze, tj. cytrynian acetyltributylu (ATBC).The properties of the obtained varnish coating were tested. In the tests carried out, it was found that the properties of the coating obtained from the varnish containing the compound according to the invention are extremely favorable. In particular, the application properties were improved, including: coating hardness (measured on the basis of the damping of a pendulum set on a painted test plate with two varnish thicknesses, i.e. 100 and 200 μm), adhesion of the varnish to the tested surface (by measuring the adhesion of the varnish coating) and scratch resistance (measured with a sclerometer) for paints prepared with a commonly used plasticizer, i.e. acetyl tributyl citrate (ATBC).

P rzykł ad 1 0. Zastosowanie związków według wynalazku jako plastyfikatorów do wytwarzania tworzyw sztucznych.Example 10. Use of the compounds according to the invention as plasticizers for the production of plastics.

Tworzywo PLAPLA material

Składniki:Ingredients:

- PLA - Polilaktyd (poli(kwas mlekowy), (z ang. polylactic acid, polylactide)- PLA - Polylactide (poly(lactic acid), (polylactic acid, polylactide)

- dowolny wiązek z przykładu 1-8 tj. nowy, polimerowy plastyfikator- any of the bundles from examples 1-8, i.e. a new, polymeric plasticizer

- skrobia lub TPS (skrobia termoplastyczna przygotowana na przykład ze skrobi natywnej i glicerolu jako plastyfikatora skrobi lub innego plastyfikatora skrobi)- starch or TPS (thermoplastic starch prepared, for example, from native starch and glycerol as starch plasticizer or other starch plasticizer)

Poniżej przedstawiono możliwość wykonania folii z tworzywa PLA.The possibility of making a PLA film is presented below.

Wykonanie:Execution:

W pierwszym etapie procesu miesza się PLA (30%-75% (w/w)), plastyfikator (3%-15% (w/w)) oraz skrobię lub skrobię termoplastyczną w wytłaczarce dwuślimakowej o profilach temperatur 100200°C i wytłacza. Uzyskane cylindryczne profile schładza się w łaźni wodnej w temperaturze 20-25°C i granuluje. W drugim etapie otrzymany granulat ponownie miesza się ze skrobią lub TPS i wytłacza w wytłaczarce dwuślimakowej o profilach temperatur 100-160°C. W kolejnym etapie profile cylindryczne granuluje się i wytłacza w wytłaczarce jednoślimakowej w celu wytworzenia folii metodą wytłaczania z rozdmuchem o profilach temperatur: 100-150°C. Otrzymaną folię sprawdza się pod kątem właściwości mechanicznych w tym oznacza się maksymalną siłę rozerwania w dwóch osiach oraz procentowe wydłużenie przy zerwaniu.In the first step of the process, PLA (30%-75% (w/w)), plasticizer (3%-15% (w/w)) and starch or thermoplastic starch are mixed in a twin-screw extruder with temperature profiles of 100-200°C and extruded. The resulting cylindrical profiles are cooled in a water bath at 20-25°C and granulated. In the second step, the obtained granulate is mixed with starch or TPS again and extruded in a twin-screw extruder with temperature profiles of 100-160°C. In the next step, the cylindrical profiles are granulated and extruded in a single screw extruder to produce extrusion blown films with temperature profiles of 100-150°C. The resulting film is checked for mechanical properties, including the determination of the maximum tear strength in two axes and the percentage elongation at break.

W przeprowadzonych badaniach stwierdzono, że właściwości tworzywa PLA uzyskanego z formulacji zawierającej jako plastyfikator związek według wynalazku są wyjątkowo korzystne. W szczególności znacząco zmniejszyła się temperatura zeszklenia PLA co wpłynęło na poprawę elastyczności tworzywa. Kompatybilność plastyfikatora z polimerem pozwoliła na uzyskanie korzystnych właściwości mechanicznych tworzywa przejawiające się jako zwiększenie wydłużenia przy zerwaniu, a także zwiększoną siłę rozerwania w dwóch osiach.In the tests carried out, it was found that the properties of the PLA material obtained from the formulation containing the compound according to the invention as a plasticizer are exceptionally advantageous. In particular, the glass transition temperature of PLA significantly decreased, which improved the flexibility of the material. Compatibility of the plasticizer with the polymer allowed for obtaining favorable mechanical properties of the material manifested as an increase in elongation at break, as well as increased tear strength in two axes.

PL 242560 Β1PL 242560 B1

Tworzywo PVCPVC material

Składniki:Ingredients:

- PVC (czyli polichlorek winylu))- PVC (i.e. polyvinyl chloride))

- dowolny związek z przykładu 1-8, tj. nowy, polimerowy plastyfikator- any compound from examples 1-8, i.e. a new polymeric plasticizer

- stabilizator: sole metali nieorganicznych lub mydła lub kompleksy metali lub związki cynoorganiczne lub związki epoksydowe lub organiczne fosforany lub inne, np. stabilizator Cd/Ba, stearynian wapnia.- stabilizer: inorganic metal salts or soaps or metal complexes or organotin compounds or epoxy compounds or organic phosphates or others, eg Cd/Ba stabilizer, calcium stearate.

Poniżej przedstawiono wykonanie tworzywa PVC metodą dry-blendu, tj. Wykonanie 1The performance of the PVC material with the dry-blend method is presented below, i.e. Execution 1

Wykonanie 1Execution 1

W pierwszym etapie procesu, w temperaturze 70-80°C do komory miksera Fieldera wprowadza się PVC (60%-70% (w/w)) i ogrzewa przez około 4-8 minut. Następnie temperaturę ustawia się na 120-130°C i dodaje plastyfikator oraz stabilizator ((2-5% (w/w)). Całość miesza się z prędkością 10001200 rpm do uzyskania temperatury 120°C przez około 10-15 minut. Po tym czasie mieszaninę rozładowuje się i schładza w komorze chłodzącej. Następnie do komory miksera zaopatrzonego w ostrza typu rolkowego, przymocowanego do reometru Brabendera, wprowadza się mieszaninę dry-blendu w temperaturze 80-100°C. W dalszym etapie zwiększa się temperaturę do 200-220°C i miesza z prędkością 30-50 rpm. Po uzyskaniu żądanej temperatury, mieszaninę rozładowuje się i schładza w temperaturze 20-25°C. Mieszaninę dry-blendu wytłacza się pod ciśnieniem 35-40 MPa w temperaturze 110200°C przez 5-7 minut za pomocą formy o wymiarach 150 mm x 150 mm x 2,3 mm lub 232 mm x 155 x 2,2 mm, a następnie chłodzi.In the first step of the process, PVC (60%-70% (w/w)) is introduced into the Fielder mixer chamber at a temperature of 70-80°C and heated for about 4-8 minutes. The temperature is then adjusted to 120-130°C and a plasticizer and stabilizer ((2-5% (w/w)) are added. The whole is mixed at 1000-1200 rpm until a temperature of 120°C is reached in about 10-15 minutes. After this After this time, the mixture is unloaded and cooled in a cooling chamber, then the dry-blend mixture is introduced into the mixer chamber equipped with roller-type blades attached to a Brabender rheometer at a temperature of 80-100 ° C. The temperature is then increased to 200-220 ° C. C and stirred at 30-50 rpm After reaching the desired temperature, the mixture is unloaded and cooled at 20-25 ° C. The dry-blend mixture is extruded at a pressure of 35-40 MPa at a temperature of 110-200 ° C for 5-7 minutes using a 150mm x 150mm x 2.3mm or 232mm x 155 x 2.2mm mold and then cooled.

Poniżej przedstawiono wykonanie tworzywa PVC przez przygotowanie pasty PVC, tj. Wykonanie 2 Wykonanie 2Below is the production of PVC by preparing PVC paste, i.e. Execution 2 Execution 2

W moździerzu umieszcza się PVC oraz plastyfikator w stosunku masowym (10-12) : (12-15), następnie uciera się do uzyskania homogenicznej masy przez około 8 godzin. W kolejnym etapie całość odpowietrza się w suszarce próżniowej pod ciśnieniem 6-8 hPa oraz temperaturze 20-30°C przez około 48 godzin.PVC and plasticizer are placed in the mortar in a mass ratio of (10-12): (12-15), then they are pounded until a homogeneous mass is obtained for about 8 hours. In the next stage, the whole is deaerated in a vacuum dryer at a pressure of 6-8 hPa and a temperature of 20-30°C for about 48 hours.

Badano właściwości uzyskanego tworzywa PVC z dodatkiem plastyfikatora stanowiącego niniejszy wynalazek. W przeprowadzonych badaniach stwierdzono, że uzyskane parametry są wyjątkowo korzystne.The properties of the obtained PVC material with the addition of a plasticizer constituting the present invention were tested. In the conducted tests, it was found that the obtained parameters are extremely favorable.

W szczególności zmniejszenie migracji globalnej do wodnych płynów modelowych (w tym roztworu kwasu octowego, roztworu alkoholu etylowego) oraz do izooktanu (test substytucyjny) przez całkowite zanurzenie wg norm serii PN-EN 1186) z uwagi na większą molekułę związku według wynalazku w stosunku do powszechnie stosowanych polimerów, np. z grupy ftalanów. Uzyskane tworzywo PVC z dodatkiem plastyfikatora z przykładu 1-8, wykazuje również porównywalne właściwości do obecnie stosowanych plastyfikatorów, tj. np. z grupy ftalanów. Porównywanymi parametrami były: wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, wydłużenie względne przy zerwaniu, wytrzymałość na rozdzieranie, twardość wg Shore'a A lub D, rezystywność, badanie DMA w trybie ścinania, wyznaczenie temperatury zeszklenia.In particular, the reduction of global migration to aqueous model fluids (including acetic acid solution, ethyl alcohol solution) and to isooctane (substitution test) by complete immersion according to the standards of the PN-EN 1186 series) due to the larger molecule of the compound according to the invention in relation to the commonly polymers used, e.g. from the group of phthalates. The obtained PVC material with the addition of a plasticizer from examples 1-8 also shows comparable properties to currently used plasticizers, i.e. from the group of phthalates. The compared parameters were: tensile strength, yield strength, relative elongation at break, tear strength, Shore A or D hardness, resistivity, DMA shear test, determination of the glass transition temperature.

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Surfaktant polimerowy będący polieteroestrem o masie cząsteczkowej od 1000 do 3000 g/mol, stanowiący kopolimer kwasu bursztynowego, alkoholu monohydroksylowego, oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450) i będący związkiem o wzorze:1. Polyether ester polymer surfactant with a molecular weight of 1000 to 3000 g/mol, a copolymer of succinic acid, monohydroxy alcohol and polyoxypropylenediol (Rokopol D450) and a compound with the formula: gdzie:Where: Ri oznacza resztę alkoholu monohydroksylowego wybranego spośród alkoholu: 2-etyloheksylowego lub kaprylowego, kaprynowego, laurylowego, mirystylowego, cetylowego lub stearylowego, izostearylowego lub elaidynowego lub oleinowego lub linolowego lub elaidolinolowego, linolenowego, rycynolowego, arachidylowego, behenylowego lub erucylowego.Ri is a monohydroxy alcohol residue selected from 2-ethylhexyl or caprylic, capric, lauryl, myristyl, cetyl or stearyl, isostearyl or elaidine or oleic or linoleic or elaidolinol, linolenic, ricinoleic, arachidyl, behenyl or erucyl alcohols. n - jest liczbą naturalną z zakresu 2-4, p - jest liczbą naturalną z zakresu 5-6.n - is a natural number from the range 2-4, p - is a natural number from the range 5-6. 2. Surfaktant polimerowy według zastrz. 1, znamienny tym, że jest związkiem wybranym spośród:2. A polymeric surfactant according to claim The compound of claim 1, which is a compound selected from: - kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu laurylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1836 g/mol,- a copolymer of succinic acid, lauryl alcohol and polyoxypropylene diol (Rokopol D450), with the average molecular weight of this copolymer being 1836 g/mol, - kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu 2-etyloheksylowego lub kaprylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1780 g/mol,- a copolymer of succinic acid, 2-ethylhexyl or caprylic alcohol and polyoxypropylenediol (Rokopol D450), the average molecular weight of this copolymer being 1780 g/mol, - kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu kaprynowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1808 g/mol,- a copolymer of succinic acid, capric alcohol and polyoxypropylene diol (Rokopol D450), with the average molecular weight of this copolymer being 1808 g/mol, - kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu mirystylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1864 g/mol,- a copolymer of succinic acid, myristyl alcohol and polyoxypropylenediol (Rokopol D450), with the average molecular weight of this copolymer being 1864 g/mol, - kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu cetylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1892 g/mol,- a copolymer of succinic acid, cetyl alcohol and polyoxypropylene diol (Rokopol D450), with the average molecular weight of this copolymer being 1892 g/mol, - kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu stearylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1920 g/mol,- a copolymer of succinic acid, stearyl alcohol and polyoxypropylenediol (Rokopol D450), with the average molecular weight of this copolymer being 1920 g/mol, - kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu arachidylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1948 g/mol lub- a copolymer of succinic acid, arachidyl alcohol and polyoxypropylenediol (Rokopol D450), the average molecular weight of this copolymer being 1948 g/mol, or - kopolimeru kwasu bursztynowego, alkoholu behenylowego oraz polioksypropylenodiolu (Rokopol D450), przy czym średnia masa cząsteczkowa tego kopolimeru wynosi 1976 g/mol.- a copolymer of succinic acid, behenyl alcohol and polyoxypropylene diol (Rokopol D450), the average molecular weight of this copolymer being 1976 g/mol. 3. Zastosowanie surfaktantu polimerowego określonego w zastrz. 1-2 jako plastyfikatora, zwłaszcza do wytwarzania tworzyw sztucznych lub lakierów.3. The use of a polymeric surfactant as defined in claim 1. 1-2 as a plasticizer, especially for the production of plastics or paints. 4. Zastosowanie według zastrz. 3, znamienne tym, że wytwarzanym lakierem jest lakier do paznokci.4. Use according to claim 3, characterized in that the varnish produced is a nail polish. 5. Zastosowanie według zastrz. 3, znamienne tym, że wytwarzanym tworzywem sztucznym jest tworzywo zawierające poli(kwas mlekowy) lub poli(chlorek winylu).5. Use according to claim The process of claim 3, characterized in that the plastic produced is a poly(lactic acid) or poly(vinyl chloride) material.
PL429933A 2019-05-15 2019-05-15 Polymer surfactants with plasticizing properties PL242560B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL429933A PL242560B1 (en) 2019-05-15 2019-05-15 Polymer surfactants with plasticizing properties

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL429933A PL242560B1 (en) 2019-05-15 2019-05-15 Polymer surfactants with plasticizing properties

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL429933A1 PL429933A1 (en) 2020-11-16
PL242560B1 true PL242560B1 (en) 2023-03-13

Family

ID=73197046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL429933A PL242560B1 (en) 2019-05-15 2019-05-15 Polymer surfactants with plasticizing properties

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL242560B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL429933A1 (en) 2020-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107011535B (en) Tripentyl ester of trimellitic acid
US9221971B2 (en) Polyester resin composition and a process for manufacturing the same
DE2942659C2 (en)
Quispe et al. Glycerol-based additives of poly (3-hydroxybutyrate) films
US9228155B2 (en) Plasticizers made from oil extracted from microorganisms and polar polymeric compositions comprising the same
Castro et al. Thermoplastic starch/polyvinyl alcohol blends modification by citric acid–glycerol polyesters
FR2722204A1 (en) NOVEL ANHYDRIDE DERIVATIVES AND NEW CHARGED POLYMERIC COMPOSITIONS AND APPLICATIONS THEREOF
PL243553B1 (en) Polymer surfactants with plasticizing properties
CN108602945A (en) The transesterification of polylactic acid and natural oil
PL242560B1 (en) Polymer surfactants with plasticizing properties
PL242661B1 (en) Polymer surfactants with plasticizing properties
PL242540B1 (en) Polymer surfactants with plasticizing properties
PL243554B1 (en) Polymer surfactants with plasticizing properties
PL243552B1 (en) Polymer surfactants with plasticizing properties
NO331887B1 (en) Alkyd resin emulsion for coatings, as well as methods of manufacture and uses thereof
WO2018147144A1 (en) Coating material containing dextran ester derivative
KR20150027104A (en) Epoxy resins for waterborne dispersions
JP2010070613A (en) Polyether ester block copolymer composition and molded medical product thereof
US3806477A (en) Pastes for use in hardening putties containing organic peroxides and process for preparing same
JP2022191195A (en) Plasticizer composition containing tripentyl ester of 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid
Ioelovich Structural characteristics of cellulose esters with different degrees of substitution
BR112013033261B1 (en) PROCESS TO PRODUCE A REDUCED COLORED FATTY ACID ESTER
US3595824A (en) Polyester plasticizer for polyvinyl chloride fabrics
TW201500348A (en) Isononyl esters based on fatty acids or fatty acid mixtures from tall oil or linseed oil
SU1666481A1 (en) Plasticizing mixture