PL99897B1 - Sposob wytwarzania polifosforanu wapnia jako srodka stabilizujacego uklady polimeryzujace - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania polifosforanu wapnia stosowanego jako srodek sta¬ bilizujacy suspensje w procesach polimeryzacji i kopolimeryzacji monomerów, glównie takich jak styren, alfa-metylostyren, akrylonitryl oraz estry kwasu akrylowego i metakrylowego.Szeroko stosowanym srodkiem stabilizujacym uklady polimeryzujace zwiazków winylowych jest fosforan wapnia uzywany w ilosciach od 0,3—0,5% wagowych w stosunku do masy monomerów. Sta¬ bilizator ten wytwarza sie róznymi sposobami, naj¬ czesciej bezposrednio w fazie wodnej w reaktorze polimeryzacyjnym.Znane sposoby podane sa na przyklad w opi¬ sach patentowych St. Zjedn. Am. nr 3068192 i nr 3100763 oraz ZSRR nr 208944, brytyjskim nr 925408 i polskim nr 72906.Sposób bedacy przedmiotem patentu polskiego, a dotyczacy glównie stabilizatora suspensji poli¬ styrenu, polega na tym, ze wodny roztwór Na8P04 • • 12H20 wprowadza sie do rozcienczonego roztworu wodnego chlorku wapnia z rozpuszczona w nim sola sodowa kopolimeru styrenu z kwasem male- inowym lub tez sól sodowa kopolimeru styrenu z kwasem maleinowym rozpuszcza sie w wodnym roztworze fosforanu trójsodowego i przy inten¬ sywnym mieszaniu wprowadza sie do niego roz¬ twór chlorku wapnia. Stracanie fosforanu wapnia modyfikowanego tym sposobem prowadzi sie w temperaturze 10—70°C. Tak przygotowany srodek stabilizujacy zapewnia dobre rezultaty w procesach polimeryzujacych prowadzonych w temperaturach do 100°C. Natomiast przy temperaturach wyzszych nastepuje przyspieszenie aglomeryzacji i opadanie czastek, a skutecznosc stabilizacji tym koloidem (stabilizatorem) jest wówczas niewystarczajaca, gdyz nastepuje niedostateczne krycie cieklego jeszcze w tych warunkach monomeru, co w rezultacie prowadzi do zapolimeryzowania aparatu reakcyj¬ nego.Suspensje polimeryzujaca w wyzszych tempera¬ turach dobrze stabilizuje polifosforan wapnia otrzymany sposobem wedlug wynalazku, dozo¬ wany do fazy wodnej w postaci proszku lub wil¬ gotnej pasty w ilosci okolo 0,2% wagowych w sto¬ sunku do monomerów.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze do wody wapiennej, bedacej odpadowym sciekiem przy produkcji zwiazków wapnia, po oddzieleniu z niej mechanicznych zanieczyszczen, zawieraja¬ cej 0,5—1,8 g/dcm3 rozpuszczonego wodorotlenku wapnia oraz 0,05—1,0 g/dcm3 zwiazków magnezu i amonu w postaci wodorotlenków, siarczanów i weglanów, wprowadza sie 0,5^30%-owy, kwas fosforowy w ilosci 0,4^0,8 kg 100% H3P04 na 1 kg rozpuszczonego Ca(OH)2.Zamiast odpadowego scieku mozna stosowac ce¬ lowo przygotowana wode wapienna otrzymana przez rozpuszczenie w cieplej wodzie przemyslowej wodorotlenku wapnia w ilosci 0,5—1,8 g/dcm3 oraz 99 89799 897 siarczanu, weglanu lub wodorotlenku magnezu i amonu w ilosci 0,05—1,0 g/dcm3.Podczas wprowadzania roztworu kwasu fosforo¬ wego do wody wapiennej w temperaturze 40—98°C calosc intensywnie miesza sie. Czas stracania po¬ lifosforanu i mieszania wynosi 20—60 minut. Wy¬ tracona zawiesine polifosforanu wapnia chlodzi sie do temperatury 20^50°C i poddaje procesowi doj¬ rzewania w czasie 1—12 godzin. W czasie dojrzewa¬ nia nastepuje wytworzenie wlasciwej struktury czastek stabilizatora oraz rozbicie jego duzych „pierzastych" aglomeratów przez zastosowanie mie¬ szania mechanicznego lub barbotazowego, a na¬ stepnie zawiesine filtruje sie znanymi sposobami.Otrzymana mase polifosforanu wapnia o sto¬ sunku tlenku wapnia do pieciotlenku fosforu jak 1,20 do 1,40, pH 5,6—10,8, i zawartosci wilgoci 50—78% zarabia sie odmineralizowana woda na subtelna zawiesine, która nastepnie stosuje sie do przygotowywania suspensji polimeryzacji.Sposobem wedlug wynalazku otrzymuje sie wy- sokosprawny i niskoczasteczkowy stabilizator sto¬ sowany w procesach polimeryzujacych monomerów, prowadzonych w temperaturach powyzej 100*C.Obecnosc w wodzie wapiennej, obok rozpuszczo¬ nego wodorotlenku wapnia, dodatków takich jak, zwiazki magnezu i amonu wplywa korzystnie na proces wytracania polifosforanu wapnia i na strukture czastek otrzymanego stabilizatora, który posiada niska zdolnosc aglomeracji w wyzszych temperaturach. Zwiazki magnezu i amonu zawarte w gotowym produkcie w sladowych ilosciach w po¬ staci fosforanów, powoduja wysoka dyspersje czastek otrzymanego stabilizatora. Duza zaleta tego sposobu jest równiez fakt, ze do wytwarzania wy- sokosprawnego produktu wykorzystywac mozna bezuzyteczny sciek przemyslowy.Przyklad I. Do urzadzenia o pojemnosci 5 m3, zaopatrzonego w mieszadlo i system ogrzewania, wprowadza sie wode wapienna w ilosci 4 m4/go- dzine, bedaca przemyslowym sciekiem, powstaja¬ cym przy produkcji zwiazków wapnia, wolna od mechanicznych zawiesin, a zawierajaca srednio 1,25 g/cm3 rozpuszczonego wodorotlenku wapnia oraz 0,4 g/cm3 siarczanu amonu, 0,2 g/dm3 weglanu amonu, 0,1 g/dm3 wodorotlenku amonu i 0,15 g/dm3 siarczanu magnezu, 0,1 g/dm3 weglanu magnezu, 0,05 g/dm3 wodorotlenku magnezu. Drugim dopro¬ wadzeniem do tego aparatu równoczesnie dozuje sie 200 dm3/godzine 2,0%-owego kwasu fosforowego (tj. 0,8 kg 100% H3P04 na 1 kg CaCOHg).Proces wytracania prowadzi sie przy intensyw¬ nym mieszaniu doprowadzanych surowców w tem¬ peraturze okolo 90°C i koncowym pH zawiesiny produktu okolo 7. Wytracona zawiesine polifosfo¬ ranu wapnia wyplywajaca z aparatury chlodzi sie do temperatury okolo 50^0 i poddaje procesowi doj¬ rzewania w czasie 1,5 godziny, podczas którego na- . stepuje tworzenie sie odpowiedniej struktury czastek produktu oraz rozbicie duzych aglomera¬ tów przez mieszanie.Zawiesine produktu o zawartosci srednio 1,6 g/dm3 suchej masy, filtruje sie znanym sposobem, otrzymujac produkt w ilosci okolo 20 kg na godzine zawierajacy okolo 70% wilgoci o stosunku CaO do P205 srednio 1,25. Tak otrzymana mase stabili¬ zatora zarabia sie w homogen izatorze z odminerali¬ zowana woda, sporzadzajac 10%-owa zawiesine, która nastepnie uzywa sie do przygotowania sus- pensji w aparatach polimeryzacyjnyeh.Przyklad II. Do szlamownika o pojemnosci 6 m3 wprowadza sie okolo 1000 kg palonego CaO i przepuszcza sie (od dolu aparatu) w sposób ciagly io wode lub kon&snsat przemyslowy w ilosci okolo 3 m3 na godzine w temperaturze okolo 30°C.Do wytworzonego roztworu, zawierajacego sre¬ dnio il,25 g/dm3 rozpuszczonego wodorotlenku wap¬ nia wprowadza sie 0,02 g/dm3 siarczanu magnezu, 0,02 g/dm3 weglanu magnezu, 0,01 g/dm3 wodoro¬ tlenku magnezu oraz 0,05 g/dm3 NH3 w postaci wody amoniakalnej. Tak otrzymana wode wapien¬ na filtruje sie celem usuniecia z niej mechanicz¬ nych zawiesin i przesyla do procesu wytracania polifosforanu wapnia, który prowadzi sie jak w przykladzie I.Przyklad III. Do urzadzenia opisanego w przy¬ kladzie I, wprowadza sie 4 nWgodzine wody wa¬ piennej, zawierajacej rozpuszczony wodorotlenek wapnia oraz zwiazki magnezu i amonu w ilosciach jak w przykladzie I lub II i równoczesnie dozuje sie 20 dcm3 30%-owego kwasu fosforowego w cza¬ sie jednej godziny w temperaturze okolo 90°C przy intensywnym mieszaniu wprowadzanych surowców. so Dalej proces prowadzi sie jak w przykladzie I.Produkt otrzymany wedlug przykladu III posia¬ da nieco mniejszy rozmiar czastek koncowego pro¬ duktu.Sposób wedlug wynalazku mozna prowadzic równiez systemem periodycznym. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 40 1. Sposób wytwarzania polifosforanu wapnia ja¬ ko srodka stabilizujacego uklady polimeryzujace, zwlaszcza styrenu, alfametylostyrenu, akrylonitry¬ lu, estrów kwasu akrylowego i metakrylowego, zna¬ mienny tym, ze do wody wapiennej, bedacej odpa- 45 dowym sciekiem przy produkcji zwiazków wapnia, zawierajacej rozpuszczony wodorotlenek wapnia w ilosci 0,5—1,8 g/dm3 oraz 0,05—1,0 g/dm3 roz¬ puszczonych zwiazków magnezu i amonu w po¬ staci siarczanów, weglanów i wodorotlenków, wol- 50 nej od wszelkich mechanicznych zawiesin lub do wody wapiennej otrzymanej przez rozpuszczenie w wodzie wodorotlenku wapnia w ilosci 0,5—1,8 g/dm3 oraz siarczanów, weglanów i wodorotlenków magnezu i amonu w ilosci 0,05—1,0 g/dm3, wpro- 55 wadza sie 0,5—30%-wy kwas fosforowy w ilosci 0,4—0,8 kg 100% H3P04 na 1 kg rozpuszczonego 1. Ca(OH)2, calosc miesza sie, a uzyskana subtelna zawiesine polifosforanu wapnia, po okresie dojrze¬ wania, filtruje sie, otrzymujac mase o zawartosci 60 50—78% wilgoci i stosunku CaO : P205 jak 1,20^ —1,40.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wytracanie zawiesiny polifosforanu wapnia prowa¬ dzi sie w temperaturze 40—98°C przy pH gotowego C5 produktu wynoszacym 5,6—10,8.99 897 5 6
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2 znamienny tym, ze zawiesine, która dalej uzywa sie do sporzadzania wilgotna mase otrzymana po filtracji zawiesiny, suspensji ukladów polimeryzujacych, zarabia sie z odmineralizowana woda na subtelna PL