RO104207B1

RO104207B1 - Synthesis method of natrium complex of diethylene glycol and diglycerin- borate

Info

Publication number: RO104207B1
Application number: RO13819887A
Authority: RO
Inventors: Romulus Vidac; Radu Valceanu; Nicoleta Valceanu
Original assignee: Centrul Chim Timisoara
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1987-03-23
Publication date: 1994-05-30

Abstract

Invenția se referă la un procedeu de sinteză a diglicol-și respectiv diglicerinboratului complex de sodiu, anhidri, în scopul utilizării lor ca antistatizanți interni pentru poliesteri. Diglicolșirespectivdiglicerinboratulcomplex de sodiu anhidri, corespunzători formulei (I):în care, N = H sau CH20H se obțin prin reacția dintre acid boric, hidroxid de sodiu și glicol, respectiv glicerină, în raporturi molare de 1: 1,01: 2, sau din borax, hidroxid de sodiu și glicol, respectiv glicerină, în raporturi molare de 0,25:0,505:2, la temperatura de fierbere a soluției, urmată de concentrare prin evaporarea apei și uscare la 200°C, respectiv 220°C. Reacția decurge prin intermediul anionului de tetrahidroxiborat, format din acid boric, respectiv borax și hidroxid de sodiu.The invention relates to a synthetic process of a diglycol-and diglycerin-borate complex respectively sodium, anhydrous, for use as antistatic agents internal polyesters. Diglicolşirespectivdiglicerinboratulcomplex of anhydrous sodium corresponding to formula (I): wherein, N = H or CH 2 OH are obtained by the reaction of boric acid, sodium and glycol, respectively glycerin, in ratios molar ratio of 1: 1.01: 2, or borax, hydroxide sodium and glycol, respectively glycerin, in ratios molar ratio of 0.25: 0.505: 2, at boiling temperature of the solution, followed by concentration by evaporation water and drying at 200 ° C and 220 ° C, respectively. The reaction proceeds via the anion of tetrahydrobromide, formed from boric acid, respectively borax and sodium hydroxide.

Description

Invenția se referă la un procedeu de sinteză a diglicol și respectiv diglicerinboratului complex de sodiu anhidru, în scopul utilizării lor ca antistatizanți interni pentru poliesteri. 5 în scopul obținerii de compuși organici ai acidului boric cu glicol și respectiv cu glicerină, utilizabili și ca antistatizanți, ca o soluție apropiată de invenția de față este cunoscut un procedeu (brevet Japonia 10 nr.7131847 și reluat în brevet SUA nr.3772357), prin care se obțin întîi triesteri ai acidului boric cu glicol și respectiv cu glicerină, care sunt esterificați, apoi suplimentar la grupele hidroxilice libere, 15 cu acizi carboxilici medii și superiori.The invention relates to a process for the synthesis of diglycerol and diglycerinborate, respectively, of anhydrous sodium, for their use as internal antistatic agents for polyesters. 5 In order to obtain organic compounds of boric acid with glycol and glycerin respectively, usable as antistatic agents, a process close to the present invention is known a process (Japan patent 10 no. 7131847 and reprinted in US patent no. 3772357). , whereby first boron acid triesters are obtained with glycol and glycerin, respectively, which are esterified, and then additionally to the free hydroxyl groups, with medium and higher carboxylic acids.

Acest procedeu prezintă dezavantajul că produsele obținute sunt intens colorate în roșu-cărămiziu, utilizarea lor ca antistatizani interni conducând la produse 20 colorate.This process has the disadvantage that the obtained products are intensely colored in red-brick, their use as internal antistatic agents leading to 20 colored products.

Este, de asemenea, cunoscut un procedeu pentru obținerea unui amestec de compuși acizi ai glicolului, respectiv ai glicerinei cu acidul boric ( brevet Japonia 25 nr.80145692). Aceste produse nu sunt utilizabile ca antistatizanți interni, întrucât ar prezenta dezavantajul unei stabilități termice insuficiente pentru polimerii care se prelucrează la temperatură înaltă, cum 30 sunt poliesterii.A process is also known for obtaining a mixture of glycolic acid compounds, respectively of glycerin with boric acid (Japan Patent No. 2580145692). These products are not usable as internal antistatic agents, as they would have the disadvantage of insufficient thermal stability for high temperature polymers, such as polyesters.

Scopul invenției este de a obține diglicolborat complex de sodiu și diglicerinborat de sodiu anhidri, care conțin structuri esterice (ciclice), compatibile cu 35 poliesterii și ionii de sodiu, capabili de a reduce rezistența electrică a polimerilor organici și prin aceasta de a diminua încărcarea lor electrostatică.The object of the invention is to obtain anhydrous sodium diglycololborate and anhydrous sodium diglycerinborate, containing ester (cyclic) structures, compatible with 35 polyesters and sodium ions, capable of reducing the electrical resistance of organic polymers and thereby reducing their charge. electricity.

Problema pe care o rezolvă invenția de 40 față constă în stabilirea unor condiții optime de reacție.The problem that the 40-faced invention solves is to establish optimal reaction conditions.

Procedeul, conform invenției, constă în aceea că se tratează în soluție apoasă acidul boric cu hidroxid de sodiu și etil- 45 englicol sau glicerină în rapoart molar : 1,01 : 2 sau a boraxului cu hidroxid de sodiu și etilenglicol sau glicerină în raport molar 0,25 : 0,505 : 2 la temperatura de reflux, urmată de concentrarea prin evaporare la fierbere și uscare la 200 ... 220°C, timp de 2 h.The process according to the invention consists in treating boric acid with sodium hydroxide and ethylene glycol or glycerin in molar ratio: 1.01: 2 or in borax with sodium hydroxide and ethylene glycol or glycerin in molar ratio. 0.25: 0.505: 2 at reflux temperature, followed by concentration by evaporation on boiling and drying at 200 ... 220 ° C, for 2 hours.

Se dau, în continuare, două exemple de realizare a invenției.Two examples of embodiments of the invention are given below.

Exemplul 1. Sinteza diglicolboratului complex de sodiu în soluția de tetrahidroxiborat de sodiu, obținută din 620 g acid boric (10 moli), 250 ml apă distilată și 577 ml soluție apoasă 47% de hidroxid de sodiu’ (10,1 moli), sau din 953,4 g borax (Na₂B₄O₇.10 H₂O) (2,5 moli), 500 ml apă distilată șiExample 1. Synthesis of complex sodium diglycolborate in sodium tetrahydroxiborate solution, obtained from 620 g boric acid (10 moles), 250 ml distilled water and 577 ml aqueous 47% sodium hydroxide solution (10.1 moles), or of 953.4 g borax (Na ₂ B ₄ O ₇ .10 H ₂ O) (2.5 moles), 500 ml distilled water and

291,5 ml soluție apoasă 47% de hidroxid de sodiu (5,05 moli), cu temperatura de 20 ... 30°C, se intoduce în decurs de 10 ... ... 15 min, 1240 g etilenglicol (20 moli), lăsând temperatura amestecului de reacție să urce până la fierbere, prin căldura degajată în reacție exotermă. După o concentrare prealabilă prin fierbere, soluția concentrată se scurge în tăvi din oțel inox, în care, într-un uscător, se continuă evaporarea apoi până la separarea unui produs solid, care se anhidrifică prin încălzire, timp de două ore, la 200°C, obținându-se, cu randament 100%, diglicolboratul complex de sodiu, în stare anhidră (formula I), sub forma unui produs alb, higroscopic și delicvescent, în cantitate de 1540 g:291.5 ml aqueous solution 47% sodium hydroxide (5.05 moles), with a temperature of 20 ... 30 ° C, is introduced within 10 ... ... 15 min, 1240 g ethylene glycol (20 moles), allowing the temperature of the reaction mixture to rise to the boil, through the heat released in the exothermic reaction. After a pre-boiling concentration, the concentrated solution is drained into stainless steel trays, in which, in a dryer, the evaporation is then continued until a solid product is separated, which is anhydrified by heating for two hours at 200 ° C, obtaining, with 100% yield, the complex sodium diglycolborate, in anhydrous state (formula I), in the form of a white, hygroscopic and delicvescent product, in the amount of 1540 g:

CH,-O. O-CH,CH, O. O-CH

I X I l_CH₂—o o—ch₂ IXI l_CH ₂ —oo — ch ₂

Na ♦ (I)Na ♦ (I)

Este solubil în soluții apoase de acizi minerali tari, prin punere în libertate a acidului diglicolboric, în echilibru cu acid boric și glicol. Este solubil în etilenglicol, în proporție de 44% la temperatura de 20°C, formând o soluție vâscoasă, cu densitatea 1,21.It is soluble in aqueous solutions of strong mineral acids, by release of diglycolboric acid, in equilibrium with boric acid and glycol. It is soluble in ethylene glycol, 44% at a temperature of 20 ° C, forming a viscous solution, with density 1.21.

Utilizat ca antistatizant intern în polietilentereftalat, reduce rezistivitatea de supra3 4 față a acestuia la IO¹⁰ ohmi.Used as an internal antistaticizer in polyethylene terephthalate, it reduces its resistivity over 3 4 to ¹⁰ ohms.

Exemplul 2. Sinteza diglicerinboratului complex de sodiu.Example 2. Synthesis of the complex sodium diglycerinborate.

în soluția de tetrahidroxiborat de sodiu, obținută prin amestecarea a 620 g acid 5 boric (10 moli) cu 250 ml apă distilată și 577 ml soluție apoasă 47% de hidroxid de sodiu (10,1 moli) sau prin amestecarea a 953,4 g borax 100% (Na₂B₄O₇.10 H₂O) (2,5 moli) cu 500 ml apă distilată și 10 288,5 ml soluție apoasă 47% de hidroxid de sodiu (5,05 moli), având temperatura de 35 ... 40°C, se introduce, în decurs de 20 min, 1840 g glicerină (20 moli), lăsând temperatura amestecului de reacție 15 să urce până la fierbere, prin căldura degajată în reacție. Apa conținută se evaporă prin fierberea soluției, până începe să devină mai vâscoasă, când se scurge în tăvi din oțel inox, în care, se 20 continuă evaporarea apei la fierberea soluției și apoi are loc deshidratarea completă a solidului care rămâne, într-un uscător, timp de două ore, la temperatura de 215 ... 220°C. Randamentul este canti- 25 tativ 2140 g. Produsul are aspectul unei sticle incolore și corespunde formulei (Π)-in the solution of sodium tetrahydroxiborate, obtained by mixing 620 g of boric acid (10 moles) with 250 ml of distilled water and 577 ml of aqueous 47% sodium hydroxide (10.1 moles) or by mixing 953.4 g 100% borax (Na ₂ B ₄ O ₇ .10 H ₂ O) (2.5 moles) with 500 ml distilled water and 10 288.5 ml aqueous 47% sodium hydroxide solution (5.05 moles), having the temperature At 35 ... 40 ° C, 1840 g glycerin (20 moles) is introduced, within 20 minutes, allowing the temperature of the reaction mixture 15 to rise to boiling, through the heat released in the reaction. The water contained is evaporated by boiling the solution, until it becomes more viscous, when it is drained into stainless steel trays, in which, the evaporation of the water continues to boil the solution and then the complete dehydration of the remaining solid takes place in a dryer. , for two hours, at a temperature of 215 ... 220 ° C. The yield is quantitative 2540 g. The product looks like a colorless bottle and corresponds to the formula (Π) -

Diglicerinboratul complex de sodiu se dizolvă în soluții apoase de acizi minerali tari, cu transformarea în acid diglicerinboric în echilibru cu acid boric și glicerină. Este solubil în etilenglicol, soluția cu concentrația de 50%, la 20°C, fiind incoloră, până la slab gălbuie și având densitatea 1,305.The sodium diglycerinborate is dissolved in aqueous solutions of strong mineral acids, with the conversion to diglycerinboric acid in equilibrium with boric acid and glycerin. It is soluble in ethylene glycol, the solution with a concentration of 50%, at 20 ° C, being colorless, to slightly yellowish and having a density of 1,305.

Utilizat ca antistatizant intern în polietilentereftalat, reduce rezistivitatea electrică de suprafață a acestuia la IO⁹ ohmi.Used as an internal antistaticizer in polyethylene terephthalate, it reduces its surface electrical resistivity to ⁹ ohms.

Prin aplicarea invenției se obține avantajul unei sinteze simple, cu randamente cantitative, realizând produse care pot fi utilizate ca antistatizanți interni.By applying the invention the advantage is obtained of a simple synthesis, with quantitative yields, producing products that can be used as internal antistatic agents.

Claims

Claim

Process for the synthesis of diglycerol and sodium diglycerinborate, respectively, characterized in that boric acid is treated in aqueous solution, as an internal antistaticizer for polyesters, in boric acid with sodium hydroxide and ethylene glycol or glycerin in aqueous solution. molar 1: 1.01: 2, or borax with sodium hydroxide and ethylene glycol or glycerin in molar ratio 0.25: 0.505: 2, at reflux temperature, followed by concentration by evaporation at boiling and drying at 200. ... 220 ° C, for 2 hours.