PL209546B1 - Sposób otrzymywania promotora adhezji gumy do metali i ich stopów - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania promotora adhezji gumy do metali i ich stopów, stosowany w przemyśle metalowo - gumowym.

Promotory adhezji gumy do stopów metali, stosowane w przemyśle metalowo - gumowym zawierają głównie sole metali dwuwartościowych i nienasyconych kwasów organicznych oraz dodatkowo sól kwasu stearynowego, środki powierzchniowo czynne i inne substancje pomocnicze.

Z opisu patentowego GB 2124221 wynika, ż e promotor adhezji moż e stanowić proszek soli metali nienasyconych kwasów karboksylowych, pokryty kwasami tłuszczowymi C10-C24 o temperaturze topnienia około 30°C. Zgodnie z opisem patentowym, promotor adhezji otrzymywany jest w wyniku reakcji tlenku cynku, zawieszonego w toluenie, ze stopniowo wprowadzanym kwasem akrylowym. Po zakończonej reakcji do reaktora wprowadza się roztwór kwasu akrylowego w toluenie w celu otrzymania płatków soli pokrytych kwasem stearynowym. Otrzymane płatki ogrzewa się w temperaturze 50°C przez okres 3 godzin pod ciśnieniem 20 - 60 mm Hg w celu odparowania wody i toluenu. Otrzymuje się dobrze rozdrobniony i suchy produkt, który zawiera około 0,3% substancji lotnych.

Opis patentowy US 6278010 opisuje proces produkcji akrylanu cynku w postaci modyfikowanego proszku o jednakowej wielkości cząstek. Produkt otrzymuje się w wyniku reakcji biegnącej w reaktorze zawierającym: toluen, tlenek cynku i kwas stearynowy, do którego wprowadza się porcjami kwas akrylowy. Ostatnim etapem produkcji jest oddestylowanie wody i toluenu.

Autorzy patentu amerykańskiego US 5789616 zastrzegają otrzymywanie akrylanu cynku w reakcji, w której kwas akrylowy i kwasy tłuszczowe C12-C30 znajdujące się w reaktorze, reagują z tlenkiem cynku w organicznym rozpuszczalniku, przy ciągłym dyspergowaniu tlenku cynku w rozpuszczalniku organicznym w obecności anionowego środka powierzchniowo czynnego.

Według opisu patentowego US 20030120098 promotor adhezji otrzymuje się w suspensji składającej się z toluenu, tlenku cynku i anionowego środka powierzchniowo czynnego, do której wprowadza się kwas stearynowy, a następnie porcjami kwas akrylowy. Po zakończeniu reakcji oddestylowuje się wodę i toluen pod zmniejszonym ciśnieniem.

Według abstraktu opisu patentowego JP 2218639 akrylan cynku można otrzymać w wyniku reakcji kwasu akrylowego ze składnikiem zawierającym cynk w rozpuszczalniku organicznym. Produkt reakcji jest mieszany z kwasami tłuszczowymi, na przykład z kwasem stearynowym, a następnie suszony.

Według abstraktu opisu patentowego JP 59021640, akrylan cynku można otrzymać w rozpuszczalniku (w metanolu lub benzenie), w nieobecności wody, na drodze reakcji kwasu akrylowego ze składnikami zawierającymi cynk (na przykład octanem lub węglanem cynku), w temperaturze 70 - 90°C, przy ciągłym mieszaniu, a następnie poprzez wysuszenie produktu pod zmniejszonym ciśnieniem.

Według abstraktu opisu patentowego JP 60092238 sproszkowany akrylan cynku można otrzymać w reakcji kwasu akrylowego ze składnikiem zawierającym cynk, takim jak tlenek cynku, w obecnoś ci wody, w rozpuszczalniku takim jak metanol, toluen lub podobne, zwykle w temperaturze poniżej 90°C, z zastosowaniem 5-20 % wagowych soli cynku i kwasów tłuszczowych takich jak stearynian cynku, rozpuszczonych na gorąco.

Opis patentowy US 5789616 opisuje metodę otrzymywania akrylanu cynku, która polega na reakcji tlenku cynku z kwasem akrylowym i kwasami tłuszczowymi o długości łańcucha od 12 do 30 atomów węgla. Reakcja jest prowadzona w rozpuszczalniku organicznym, w obecności anionowego środka powierzchniowo czynnego.

Abstrakt patentu tajwańskiego TW 530062 opisuje metodę produkcji modyfikowanego proszku akrylanu cynku w mieszaninie reakcyjnej składającej się z: niejonowego środka powierzchniowo czynnego, kwasu tłuszczowego, kwasu propenowego, tlenku cynku i rozpuszczalnika organicznego.

Opis patentowy US 7217829 przedstawia metodę produkcji akrylanu cynku w suspensji tlenku cynku w rozpuszczalniku węglowodorowym, w mieszaninie węglowodorów: aromatycznych i alifatycznych lub z dodatkiem innych związków. Do suspensji wprowadza się stopniowo kwas akrylowy, a po zakończeniu procesu następuje oddestylowanie rozpuszczalnika pod zmniejszonym ciśnieniem.

Abstrakt patentu japońskiego JP 51138615 opisuje otrzymywanie akrylanu i metakrylanu wapnia.

Według opisu sole te można otrzymać w reakcji składników zawierających wapń z bezwodnym kwasem akrylowym (lub metakrylowym) w rozpuszczalniku, który po zakończeniu procesu jest azeotropowo oddestylowany wraz z wydzieloną wodą. Sole te również znajdują zastosowanie jako promotory adhezji.

PL 209 546 B1

Celem wynalazku było opracowanie sposobu wytwarzania skutecznego promotora adhezji gumy do metali.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że wprowadzenie glikolu polietylenowego korzystnie wpływa na właściwości aplikacyjne promotora adhezji. Stwierdzono, że najlepsze efekty uzyskuje się, jeśli stosuje się stosunek masy soli metali kwasów alkenokarboksylowych do pozostałych składników kompozycji promotora adhezji w granicach 1-9:1.

Sposób według wynalazku polega na tym, że do reaktora wypełnionego gazem inertnym wprowadza się wodę, hydrochinon i tlenek metalu, następnie stopniowo wprowadza się kwas alkenokarboksylowy w ilości stechiometrycznej tak, aby nie przekroczyć w reaktorze temperatury 40°C, po czym temperaturę w reaktorze podnosi się do 41- 50°C i utrzymuje przez 1-3 godziny, po zakończeniu reakcji usuwa się wodę, produkt suszy się, dodaje się glikol polietylenowy i ewentualnie składniki pomocnicze, całość miesza się, przy czym stosuje się takie proporcje surowców, aby stosunek soli kwasu karboksylowego do pozostałych składników promotora wynosił jak 1-9:1.

Korzystnie jest, jeżeli jako składniki pomocnicze stosuje się estry kwasów tłuszczowych i/lub etoksylowane kwasy tłuszczowe i/lub etoksylowane alkohole tłuszczowe.

Sposób według wynalazku polega na tym, że do reaktora wypełnionego gazem inertnym wprowadza się wodę, hydrochinon i tlenek metalu, następnie stopniowo wprowadza się kwas alkenokarboksylowy w ilości stechiometrycznej tak, aby nie przekroczyć w reaktorze temperatury 40°C, po czym temperaturę w reaktorze podnosi się do 41- 50°C i utrzymuje przez 1-3 godziny, dodaje się glikol polietylenowy i ewentualnie składniki pomocnicze, całość miesza się, usuwa się wodę, produkt suszy się, przy czym stosuje się takie proporcje surowców, aby stosunek soli kwasu karboksylowego do pozostałych składników promotora wynosił jak 1-9:1.

Korzystnie jest, jeżeli jako składniki pomocnicze stosuje się estry kwasów tłuszczowych i/lub etoksylowane kwasy tłuszczowe i/lub etoksylowane alkohole tłuszczowe.

Zastosowany sposób postępowania według wynalazku gwarantuje wysoki stopień przereagowania surowców. Proces syntezy prowadzony jest w środowisku wodnym bez użycia rozpuszczalników organicznych. Zastosowanie wody zamiast palnych rozpuszczalników organicznych, wpływa korzystnie na ochronę środowiska i bezpieczeństwo pracy. Promotor adhezji według wynalazku jest substancją stałą, barwy białej do żółtej, zdolną do polimeryzacji w podwyższonej temperaturze.

P r z y k ł a d 1

Do reaktora płaszczowego o pojemności 1 m³, zamkniętego chłodnicą zwrotną, zaopatrzonego w mieszadł o kotwiczne, właz, doprowadzenie azotu i ukł ad do podawania surowców, wprowadza się 120 kg tlenku cynku, 0,5 kg hydrochinonu i 420 kg wody. Stopniowo, w czasie 30 minut wprowadza się 204 kg kwasu akrylowego utrzymując temperaturę w granicach 20 - 40°C. Po wdozowaniu kwasu akrylowego temperaturę podnosi się do 50°C i utrzymuje w tej temperaturze przez 1,5 godziny. Wodę zawartą w mieszaninie poreakcyjnej usuwa się przez oddestylowanie pod zmniejszonym ciśnieniem, a następnie suszy w suszarce rozpył owej, co eliminuje konieczność rozdrabniania soli. Otrzymany produkt wprowadza się do mieszalnika, dodaje się 45 kg rozdrobnionego glikolu polietylenowego i 20 kg kwasów tłuszczowych etoksylowanych 15 molami tlenku etylenu i miesza się przez 15 minut.

P r z y k ł a d 2

Proces prowadzi się w aparaturze jak w przykładzie 1. Do reaktora wprowadza się 120 kg tlenku cynku, 0,5 kg hydrochinonu i 420 kg wody. Stopniowo, w czasie 30 minut wprowadza się 204 kg kwasu akrylowego utrzymując temperaturę w granicach 20 - 40°C. Po wdozowaniu kwasu akrylowego temperaturę podnosi się do 50°C i utrzymuje w tej temperaturze przez 1,5 godziny, dodaje się 45 kg rozdrobnionego glikolu polietylenowego i miesza się przez 15 minut.

Wodę zawartą w mieszaninie poreakcyjnej oddziela się lub poprzez oddestylowanie pod zmniejszonym ciśnieniem, a następnie suszy w suszarce rozpyłowej, co eliminuje konieczność rozdrabniania produktu.

Claims (4)

1. Sposób otrzymywania promotora adhezji, gumy do metali i ich stopów, znamienny tym, że do reaktora wypełnionego gazem inertnym wprowadza się wodę, hydrochinon i tlenek metalu, następnie stopniowo wprowadza się kwas alkenokarboksylowy w ilości stechiometrycznej tak, aby nie przekroczyć w reaktorze temperatury 40°C, po czym temperaturę w reaktorze podnosi się do 41 - 50°C

PL 209 546 B1 i utrzymuje przez 1-3 godziny, po zako ń czeniu reakcji usuwa się wodę , produkt suszy się , dodaje się glikol polietylenowy i ewentualnie składniki pomocnicze, całość miesza się, przy czym stosuje się takie proporcje surowców, aby stosunek soli kwasu karboksylowego do pozostałych składników promotora wynosił jak 1-9:1.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako składniki pomocnicze stosuje się estry kwasów tłuszczowych i/lub etoksylowane kwasy tłuszczowe i/lub etoksylowane alkohole tłuszczowe.

3. Sposób otrzymywania promotora adhezji, gumy do metali i ich stopów, znamienny tym, że do reaktora wypełnionego gazem inertnym wprowadza się wodę, hydrochinon i tlenek metalu, następnie stopniowo wprowadza się kwas alkenokarboksylowy w ilości stechiometrycznej tak, aby nie przekroczyć w reaktorze temperatury 40°C, po czym temperaturę w reaktorze podnosi się do 41- 50°C i utrzymuje przez 1-3 godziny, dodaje się glikol polietylenowy i ewentualnie składniki pomocnicze, całość miesza się, usuwa się wodę, produkt suszy się, przy czym stosuje się takie proporcje surowców, aby stosunek soli kwasu karboksylowego do pozostałych składników promotora wynosił jak 1-9:1.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że jako składniki pomocnicze stosuje się estry kwasów tłuszczowych i/lub etoksylowane kwasy tłuszczowe i/lub etoksylowane alkohole tłuszczowe.