SU960120A1

SU960120A1 - Method of producing metaborates of metals of first to fourth groups of periodic table, used as antipirenes

Info

Publication number: SU960120A1
Application number: SU803004468A
Authority: SU
Inventors: Мирон Онуфриевич Лозинский; Леонид Николаевич Марковский; Борис Иосифович Штейсельбейн; Мария Григорьевна Зубик; Владлен Васильевич Маловик; Владимир Николаевич Завацкий; Альберт Владимирович Буланович; Геннадий Иванович Болдов; Борис Григорьевич Федотов
Original assignee: Институт Органической Химии Ан Усср
Priority date: 1980-09-02
Filing date: 1980-09-02
Publication date: 1982-09-23

Description

1one

Изобретение относитс к технологии получени антипиренов - продуктов, используемых в качестве добавок к полимерным материалам, с целью понижени их горючести .This invention relates to a process for the production of flame retardants - products used as additives to polymeric materials in order to reduce their flammability.

Известен способ получени , используемого в качестве антипирена, метабората магни , включающий обработку оксида магни безводной борной кислотой при давлении кбар и температуре 800-1600°С 1.A known production method used as a flame retardant, magnesium metaborate, involves treating magnesium oxide with anhydrous boric acid at a pressure of kbar and a temperature of 800-1600 ° C 1.

Недостаток известного способа заключаетс в низкой дисперсности продукта и в сложности процесса его получени .The disadvantage of this method is the low dispersion of the product and the complexity of its preparation.

Наиболее близким техническим решением вл етс способ получени метабората бари , используемого в качестве антипирена, включающий обработку при нагревании гид роксида или хлорида бари борной кислоты , отделение, промывку, сущку и классификацию продукта 2.The closest technical solution is a method for producing barium metaborate used as a flame retardant, which includes heating treatment of barium boric acid hydroxide or chloride, separation, washing, substance, and product classification 2.

. К недостаткам указанного способа следует отнести высокое содержание в целевом продукте кристаллизационной воды, многостадийность процесса, включающего нар ду со стадией солеобразоввни , стадии кристаллизации , фильтрации, промывки, сущки и классификации, неоднородность дисперсного состава целевого продукта за счет образовани кристаллов различных размеров на стадии кристаллизации и образовани кристаллических агрегатов в процессе сущки, невысокую дисперсность порошков целевого 5 продукта пор дка 50 мкм.. The disadvantages of this method include the high content of crystallization water in the target product, the multistage process including the salt formation stage, the crystallization stage, filtration, washing, essence and classification, the heterogeneity of the dispersed composition of the target product due to the formation of crystals of various sizes at the crystallization stage and the formation of crystalline aggregates in the process of the substance, the low dispersion of powders of the target 5 product in the order of 50 microns.

Целью изобретени вл етс повыщение качества продуктов и упрощение процесса их получени .The aim of the invention is to increase the quality of products and simplify the process of their production.

Поставленна цель достигаетс тем, что (j обрабатывают при нагревании гидроксидов или соли металлов I-fV групп периодической системы борными кислотами в среде эфиров .органических антипиренов или полиоксипропилена .This goal is achieved by the fact that (j is treated by heating hydroxides or salts of metals of the I-fV groups of the periodic system with boric acids in the medium of esters of organic flame retardants or polyoxypropylene.

При этом, в качестве сложных эфиров 15 используют дибутилфталат, диоктилфталат, диоктилсебацинат или диоктиладипинат.In addition, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, dioctyl sebacate or dioctyl adipate are used as esters 15.

Б качестве органических антипиренов используют хлорпарафин или 2-этилгексилфосфат .Chloroparaffin or 2-ethylhexyl phosphate is used as organic flame retardants.

Использование эфиров и антипиренов Use of esters and flame retardants

20 позвол ет проводить процесс в неводной среде , делает его одностадийным и исключает токсичность процесса.20 allows the process to be carried out in a non-aqueous medium, making it one-step and eliminating the toxicity of the process.

Пример 1. В лабораторный смеситель волчкового типа емкостью 3 л, снабженныйExample 1. In a laboratory top-type blender with a capacity of 3 liters, equipped with

мешалкой, нисход щим холодильником и масл ной баней, загружают 600 г диоктилсебацината , включают мешалку и обогрев и при 100 ± 6°С, загружают 618,34 г борной кислоты, перемешивают до образовани однородной суспензии и порци ми загружают 1111,2 г гидроксида кальци , затем водоструйным насосом отгон ют воду до достижени содержани КОН 2,2 мг/г реакционной массы и содержани влаги 0,9 мае. /о. Получают 1940-1960 г однородной пасты бората кальци белого цвета, содержащей, мае. % Са 30,7; кристаллизационной воды 9,6; пластификатора 30. Дисперсность полученного продукта фракции 1,5-2 мкм 90 мае. /о, а фракции 2-5 мкм - остальное до 100.with a stirrer, a downward cooler and an oil bath, load 600 g of dioctyl sebacate, turn on the stirrer and heat and at 100 ± 6 ° C, load 618.34 g of boric acid, mix to form a homogeneous suspension and load 1111.2 g of calcium hydroxide in portions , then the water-jet pump distills water until the KOH content is 2.2 mg / g of the reaction mass and the moisture content is 0.9 May. /about. Get 1940-1960 g of a homogeneous paste of calcium borate white, containing, May. % Sa 30.7; water of crystallization 9.6; plasticizer 30. The dispersion of the obtained product fraction 1.5-2 microns 90 may. / o, and the fraction of 2-5 microns - the rest is up to 100.

Пример 2. В лабораторный смеситель волчкового типа емкостью 3 л, снабженный мешалкой, нисход щим холодильником и масл ной баней, загружают 880 г дибутилфталата , включают перемешивание, обогрев, при 120°С загружают 1236,2г борной кислоты и выдерживают реакционную массу при указанной температуре в течение 1,,5 ч дл превращени борной кислоты в метаборную . Затем, не прекраща перемешивани , загружают в смеситель порци ми 1059,5 г карбоната натри и отгон ют реакционную воду до достижени содержани КОН 1,3 мг/г реакционной массы и содержани влаги 1,5 мае. о/о.Example 2. A laboratory liter-type mixer with a capacity of 3 liters, equipped with a stirrer, a descending cooler and an oil bath, was charged with 880 g of dibutyl phthalate, which was stirred and heated, at 120 ° C, 1236.2 g of boric acid was loaded and the reaction mixture was kept at this temperature for 1, 5 hours to convert boric acid to metaboric. Then, without stopping the stirring, 1059.5 g of sodium carbonate is loaded into the mixer in portions and the reaction water is distilled off until the KOH content reaches 1.3 mg / g of the reaction mass and the moisture content is 1.5 May. o / o

Получают 2230 г пасты белого цвета, еодержащей мае. °/о: Na 10,15; кристаллизационной воды 4; дибутилфталата 38.Get 2230 g of white paste, containing May. ° / o: Na 10.15; water of crystallization 4; dibutyl phthalate 38.

Дисперсность полученного продукта фракции 2-3 мкм 80 мае. %, а фракции 3-10 мкм - остальное до ЮО.The dispersion of the obtained product fraction 2-3 microns 80 may. %, and fractions 3-10 microns - the rest to SO.

Пример 3. В центробежный смеситель марки MKW-160, емкоетью 160 л, снабженный мешалкой, рубашкой дл обогрева паром или охлаждени водой и теплообменником , загружают 45,0 кг диоктилфталата, включают перемешивание, обогрев, при 115- 120°С загружают 40,05 кг борной кислоты и выдерживают смесь при указанной температуре в течение 1,5 ч дл превращени борной кислоты в метаборную.Example 3. A centrifugal mixer of the brand MKW-160, with a capacity of 160 liters, equipped with a stirrer, a jacket for heating with steam or cooling with water and a heat exchanger, is charged with 45.0 kg of dioctyl phthalate and 40.05 is charged at 115-120 ° C. kg of boric acid and maintain the mixture at the same temperature for 1.5 hours to convert the boric acid to metaboric.

По окончании выдержки, не снижа температуру , в смеситель загружают порци ми 102,2 кг восьмиводного гидрокеида бари и отгон ют реакционную воду.At the end of the exposure, without lowering the temperature, 102.2 kg of barium hydrohydride eight-water hydrochloride is loaded in portions into the mixer and the reaction water is distilled off.

В процееее отгонки реакционной воды, дл облегчени перемешивани маееы, в емееитель порци ми загружают еще 30 кг диоктилфталата . Синтез завершают после достижени содержани КОН 1,5 мг/г реакционной массы и содержани влаги 0,9 мае. %. Затем, пуском воды, в рубашку смесител , реакционную массу охлаждают до 70-80°С. Получают 150 кг белой пасты с сероватым оттенком, содержащей, мае. %г диоктилфталата 50. Ва 30,1; криеТаллизационной воды 3,46.In order to facilitate the stirring of the reaction water, another 30 kg of dioctyl phthalate are loaded into it in portions. The synthesis is completed after reaching a KOH content of 1.5 mg / g of the reaction mass and a moisture content of 0.9 May. % Then, by water injection into the mixer jacket, the reaction mass is cooled to 70-80 ° C. Get 150 kg of white pasta with a grayish tint, containing, in May. % g dioctyl phthalate 50. Ba 30.1; Creation Water 3.46.

Диепереноеть полученного продукта фракции 2-3 мкм 80 мае. %, а фракции 3-8 мкм остальное до 100.Diperenet obtained product fraction 2-3 microns 80 may. %, and the fraction of 3-8 microns the rest is up to 100.

Пример 4. В лабораторный смеситель волчкового типа емкостью 2 л, снабженный мешалкой , нисход щим холодильником и масл ной баней, загружают 400 г диоктилфталата , включают мещалку и обогрев, при 115-120°С внос т 494,5 г борной кислоты, выдерживают реакционную смесь при этой температуре в течение 1,5-2,0 ч дл превращени борной кислоты в метаборную, затем повыщают температуру до 125°С и внос т 162,74 г оксида цинка, понижают, температуру до 120.°С, порци ми загружают 630,84 г восьмиводного гидроксида бари и отгон ют реакционную воду до достижени содержани КОН 0,7 мг реакционной маееы и еодержани влаги 1,1 мае. /о. При необходимоети , по мере отгонки воды и загустевани массы, добавл ют порци ми 200 г диоктиладипината. Получают 1260 г пасты белого цвета, содержащий, мае. % Ва 22,12; 10,21; кристаллизационной воды 2,8. Диепереноеть полученного продукта фракции 1-3 мкм 90 мае. %, а фракции 3-5 мкм - оетальное до 100.Example 4. 400 g of dioctyl phthalate are added to a laboratory 2-liter top-type laboratory mixer equipped with a stirrer, a downward cooler and an oil bath, 494.5 g of boric acid are added, and the reaction mixture is maintained. the mixture at this temperature for 1.5-2.0 hours to convert boric acid to metaboric, then the temperature rises to 125 ° C and 162.74 g of zinc oxide is introduced, reduced, the temperature to 120 ° C, charged in portions 630.84 g of barium hydroxide eight-water and the reaction water is distilled off until the content reaches OH reaction maeey 0.7 mg and 1.1 eoderzhani moisture May. /about. If necessary, as the water is distilled off and the mass thickens, 200 g of dioctyl adipate are added in portions. 1260 g of white paste are obtained, containing May. % Ba 22.12; 10.21; crystallization water 2.8. Diperenet obtained product fractions 1-3 microns 90 may. %, and fractions of 3-5 microns - up to 100.

Пример 5. В лабораторный емеситель волчкового типа емкостью 2 л, помещенный .в масл ную баню и снабженный мешалкой и нисход щим холодильником, загружают 400 г дибутилфталата, включают мешалку и обогрев и при 120-125°С загружают 370,86 г борной киелоты, выдерживают при указанной температуре смесь в течение 1-1,5 ч. Затем повышают температуру до 130-135°С и загружают в емеситель 81,37 г оксида цинка и 223,1 г оксида свинца, выдерживают реакционную массу при указанной температуре в течение 1 -1,5 ч, снижают температуру до 120°С и загружают в смеситель порци ми 315,42 восьмиводного гидрооксида бари и отгон ют реакционную воду до достижени содержани КОН 2,77 мг/г . реакционной массы, содержани влаги, 1,38мас.% По мере отгонки реакционной воды масса загустевает, дл облегчени перемешивани ввод т порци ми 200 г дибутилфталата.Example 5. A laboratory 2-liter type mixer with a capacity of 2 liters, placed in an oil bath and equipped with a stirrer and a descending cooler, is charged with 400 g of dibutyl phthalate, which are stirred and heated, and at 120-125 ° C, 370.86 g of boric acid is charged, the mixture is kept at this temperature for 1-1.5 hours. Then the temperature is raised to 130-135 ° C and 81.37 g of zinc oxide and 223.1 g of lead oxide are loaded into the mixer, the reaction mass is maintained at this temperature for 1 -1.5 hours, reduce the temperature to 120 ° C and load into the mixer in portions of 315, 42 of eight barbohydrate hydroxide and the reaction water is distilled off until the KOH content is 2.77 mg / g. reaction mass, moisture content, 1.38% by mass. As the reaction water is distilled off, the mass thickens, to facilitate mixing, 200 g of dibutyl phthalate are introduced in portions.

Получают 1260 г белой пасты, еодержащей , мае. о/о: Ва 10,68; Zn 4,88; ,8.Get 1260 g of white pasta, containing, May. o / o: Ba 10.68; Zn 4.88; ,eight.

Пример 6. В стекл нный стакан емкоетью 0,5 л, енабженный мешалкой и помещенный в маел ную баню, загружают 180 г хлорпарафина, включают обогрев, после расплавлени хлорпарафина включают перемешивание , при 115-120°С загружают 123,62 г борной кислоты и выдерживают смесь при указанной температуре в течение I ч.Example 6. A glass beaker with a capacity of 0.5 l, placed in a small bath, placed in a small bath, was charged with 180 g of chloroparaffin, turned on, heated, after melting of chloroparaffin was turned on, 123.62 g of boric acid was charged at 115-120 ° C. maintain the mixture at the specified temperature for I h.

Затем загружают 40,69 г оксида цинка и 157,71 г восьмиводного гидроксида бари и выдерживают при 120-125°С в течение 1,5-2 ч дл отгонки реакционной воды. Синтез завершают при содержании КОН 2,82 мг/г реакционной маееы и еодержанииThen, 40.69 g of zinc oxide and 157.71 g of eight-barium hydroxide hydroxide are charged and kept at 120-125 ° C for 1.5-2 hours to distill off the reaction water. The synthesis is completed when the content of KOH 2,82 mg / g of reaction mixture and its content

Claims

Claim

30 1. A method of producing metaborates and orthobarats of metals of groups I-IV of the periodic system used as flame retardants, including treatment with heating of hydroxides or metal salts with boric acids, characterized in that, in order to increase the quality of the products and simplify the process of their preparation , treatment is carried out in an environment of ethers, organic flame retardants or semi-hydroxypropylene.

2. The method according to π. 1, characterized in that ⁴⁰ as the esters use dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, dioctyl sebacinate or dioctyl adipate.

3. The method according to π. 1, characterized in that as organic flame retardants use chloroparaffin go 2-ethylhexylphosphate.