CS239652B1 - Způsob přípravy výšeoxidovanóho butadien-styreriového kopolymeru - Google Patents

Abstract

Vynález se týká přípravy výšeoxidovanáho nízkomolekulárního butadien-styrenového kopolymeru, použitelného v průmyslu nátěrových hmot, při výrobě průmyslových pomocných přípravků apod. Cílem vynálezu je zvýěení bezpečnosti a reprodukovatelnosti technologického postupu. Tohoto cíle se podle vynálezu dosáhne postupem, při němž se nízkomolekulární butadien-styrenový kopolymer oxiduje vzdušným kyslíkem za mírně zvyšenáho tlaku a při teplotě 80 až 200 °C v prostředí směsi xylenu a butanolu, přičemž reakce se nechá proběhnout do konverze na 60 % při sušině 5 až 35 % kopolymeru a dokončí se při sušině 29 až 70 % kopolymeru a číslu kyselosti nejméně 15 mg KOH.g“'.

Description

Vynález ae týká způsobu přípravy výšeoxidovaného nízkomolekulárního butadien-styrenovóho kopolymeru oxidací butadien-styrenového kopolymeru v prostředí směsi aromatického uhlovodíku a alifatického alkoholu.

Oxidovaná nízkomolekulární butadien-etyrenová kopolymery o molekulová hmotnosti 1 000 až 10 000 jsou novodobá syntetická látky s mnohostranným použitím. Jejich soli s polyaminy jsou základem tvrdidel pro vytvrzování epoxidových pryskyřic na vlhkám podkladě a pod vodou.

Jejich epoxidací perkyselinami se rozšiřuje surovinová báze epoxidových pryskyřic.

V průmyslu nátěrových hmot SásteSně nahrazují alkydy, jejichž základní suroviny jsou stále omezenější jako základní složky výživy obyvatelstva, případně se využívají v oborech průmyslových pomocných přípravků (TPP, KPP, PPP), případně v oboru nátěrových hmot. .

V oboru nátěrových hmot je progresivní trend v dispergaci butadien-styrenových kopolymerů do formy latexů. Výhodou oxidátů butadien-styrenových kopolymerů v oboru nátěrových hmot je jejich vytvrzování bez přídavku sikativů ze stále více deficitních kovů, např. kobaltu. Velmi kvalitní antikorozní nátěrová systémy se získávají vypalováním oxidátů butadien-styrenových kopolymerů.

Průmyslová oxidace nízkomolekulárnlch butadien-styrenových kopolymerů je náročný technologický proces. Technicky využitelná oxidace probíhá za zvýšená teploty. S růstem teploty převažuje polymerace před oxidací a pro neředěný butadien-styrenový kopolymer nelze prakticky dosáhnout vyěěího čísla kyselosti nad 5 mg KOH/g. Vzhledem k požadavku dosažení čísla kyselosti nad 5 mg KOH/g. Vzhledem k požadavku dosažení čísla kyselosti oxidátu nad 15 mg KOH/g suěiny je nutno provádět oxidaci v prostředí rozpouštědel při suěině do 80

Nejvhodnější je směs polárních a nepolárních rozpouštědel. Dosud průmyslově realizovaná technologie využívají systém rozpouštědel xylen-izopropyl-alkohol, který má nevýhodu v častém zákalu oxidátů (nevhodná pro transparentní nátěrová hmoty), v závislosti na podmínkách přípravy základního butadien-styrenového kopolymeru. Systém rozpouštědel toluen-butanol je málo vhodný pro vysokou tenzi par při teplotách reakce, což zvyšuje požární nebezpečí a klade značná nároky na těsnost aparatury.

Nyní bylo zjištěno, že uvedená nevýhody odstraňuje způsob přípravy výšeoxidovaného nízkomolekulárního butadien-styrenového kopolymeru podle tohoto vynálezu. Tento způsob spočívá v tom, že nízkomolekulární butadien-styrenový kopolymer se oxiduje vzdušným kyslíkem při tlaku 0,15 až 1 NPa při teplotách 80 °C až 200 °C ve směsi rozpouštědel o složení 50 až 90 % xylenu a 10 až 50 % butanolu za iniciativy reakce 0,05 až 30 % staré násady a/nebo 0,01 až 1 % organických peroxidů s výhodou dibenzoylperoxidu, případně jejich směsi, při sušině butadien-styrenového kopolymeru 5 až 70 %, přičemž reakční směs se nechá reagovat do konverze minimálně 60 % při suěině 5 až 35 hmotnostních procent a reakce se nechá dokončit při suěině 25 až 70 hmotnostních procent a čísla kyselosti minimálně ,5 mg KOH.g”¹. (procentická údaje ae vesměs týkají hmotnosti, stejně jako díly v níže uvedených příkladech).

Výhodou popsaného způsobu přípravy výěeoxidovaného butadien-styrenového kopolymeru podle vynálezu je dosažení čirých roztoků oxidovaného butadien—styrenového kopolymeru o čísle kyselosti až 50 mg KOH.g”'. Hsakční rychlost roste s koncentrací butadlen-styrenového kopolymeru, ale zároveň se výrazně zvyěuje nebezpečí polymerace vlivem tepelného namáhání.

Nebezpečí tepelné polymerace vysoce nenasycených látek je potlačeno způsobem výroby podle vynálezu, kdy převážná část reakce se provádí v první fázi za vyžžího zředění. Dokončení oxidace při zyýšené koncentraci na finální parametry v druhé kratší fázi oxidace odstraňuje negativní vliv tepelného namáhání kopolymeru a umožňuje bezpečné vedení technologického procesu. Další výhodou způsobu výroby podle vynálezu je použití směsi rozpouštědel xylen-butanol. Xylen je vhodný pro relativné nízkou tenzi par, což zvyéuje bezpečnost práce při poruchách tésnéní aparatury. Butanol se projevuje jako stabilizáor a prbkticky snižuje potřebu stabilizátoru typu hydrochinon a podobně.

Příklad 1

Do oxidátoru se nasadí 100 dílů butadien-styrenového kopolymeru o průměrné molekulové hmotnosti 2 000, přidá se 200 dílů butanolu, 400 dílů xylenu a 50 hm. dílů staré násady. Jednotlivé komponenty se při teplotě 50 až 60 °C dokonale zhomogenizují. Při zvýšení teploty na 80 °C se započne s vháněním tlakového vzduchu tak, aby tlak na výstupu z oxidátoru byl v rozmezí 0,45 až 0,55 MPa.

Během oxidace je zajišťována recirkulace rozpouštědel tak, aby se sušina neměnila.

Po dosažení čísla kyselosti 18 mg KOH.g^-' sušiny butadien-styrenového kopolymeru se během další oxidace odstraní část rozpouštědel destilací, aby výsledný produkt při obsahu 50 hmotnostních procent měl číslo kyselosti 22 až 25 mg KOH.g”'.

Příklad 2

Do oxidátoru se nasadí 700 dílů butadien-styrenového kopolymeru o průměrné molekulové hmotnosti 5 000, .přidá se 1 300 dílů xylenu, 500 dílů butanolu a 10 dílů dibenzoylperoxidu. Směs se při teplotách 50 až 80 °C dokonale zhomogenizuje mícháním a při teplotě 80 °C se začne s vháněním tlakového vzduchu tak, aby tlak na výstupu z oxidátoru byl udržován v rozmezí 0,25 až 0,3 UPa. V průběhu oxidace se teplota zvýší -až na 120 až 130 °C. Během oxidace je konstantní obsah sušiny udržován recirkulací rozpouštědel z dekantéru.

Po dosažení čísla kyselosti 15 mg KOH.g“' sušiny butadien-styrenového kopolymeru se za další oxidace zvyšuje obsah sušiny oddestilovéním části rozpouštědel tak, aby výsledná sušina obsahovala 60 hmotnostních procent butadien-styrenového kopolymeru a výsledná číslo kyselosti bylo 18 až 20 mg KOH.g“',

Příklad 3

Do oxidátoru se nasadí 150 dílů butadien-styrenového kopolymeru o průměrné molekulové hmotnosti 3 000, přidá se 700 dílů xylenu, 150 dílů butanolu, 5 dílů dibenzoylperoxidu a 20 dílů stará násady. Směs se v rozmezí teplot 50 až 80 ^eC mícháním dokonale zhomogenizuje a při dosažení teploty 80 °C se začne oxidace tlakovým vzduchem tak, aby tlak na výstupu z oxidátoru byl udržován v rozmezí 0,35 až 0,5 MPa. V průběhu oxidace se teplota postupně zvyšuje až na 150 °G.

Během oxidace je konstantní obsah suěiny udržován recirkulací rozpouštědel. Po dosažení čísla kyselosti 23 mg KOH.g“' sušiny butadien—styrenového kopolymeru se v průběhu oxidace postupně zvyšuje obsah suěiny destilací na 30 hmotnostních procent a výsledná číslo kyselosti bylo v rozmezí 27 až 30 mg KOH.g“'.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYHÁLEZU

   Způsob přípravy výáeoxldovaného butadien-styrenového kopolymeru oxidací butadien-styrenového kopolymeru v prostředí směsi aromatického uhlovodíku a alifatického alkoholu, vyznačený tím, že nízkomolekulérní butadien-styrenový kopolymer se oxiduje vzduěným kyslíkem při tlaku 0,15 až 1 MPa, při teplotě 80 až 200 °C ve smési rozpouštědel o složení 50 až 90 hmotnostních procent xylenu a 10 až 50 hmotnostních procent butanolu za iniciace reakce hmotnostně 0,05 až 30 % staré nésady a/nebo 0,01 až , % organických peroxidů, s výhodou dibenzoylperoxidu, popřípadě jejich směsi, při suSině butadien-styrenového kopolymeru hmotnostně 5 až 70 56, přičemž reakční směs se nechá reagovat do konverze minimálně 60 % při suSině hmotnostně 5 až 35 % a reakce se dokonči při suSině butadien-styrenového kopolymeru hmotnostně 25 až 70 % a čísle kyselosti minimálně 15 mg KOH.g~h

   Severografia, n. p., MOST