PL180233B1

R ZEC ZPO SPO LITA
POLSKA
(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) 180233
(13) B1
(21 ) Numer zgłoszenia:
310347
(51) IntCl7:
C08F 212/08
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
(54)
(22) Data zgłoszenia:
05.09.1995
Sposób wytwarzania soli sodowej kopolimeru styrenowo-maleinowego
(73)
(43)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.01.2001 WUP 01/01
PL 180233
B1
(57)
Uprawniony z patentu:
Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej
BLACHOWNIA, Kędzierzyn-Koźle, PL
ICSO Chemical Production Spółka z o.o.
Kędzierzyn-Koźle, PL
Zgłoszenie ogłoszono:
04.03.1996 BUP 05/96
(45)
C08F 220/08
(72)
Tw órcy wynalazku:
Daniel Maksymiec, Kędzierzyn-Koźle, PL
Dominik Nowak, Kędzierzyn-Koźle, PL
Zygmunt Hehn, Kędzierzyn-Koźle, PL
Bożena Andrzejewska,
Kędzierzyn-Kozle, PL
Mieczysław Zawadzki,
Kędzierzyn-Koźle, PL
Jan Gołębiowski, Kędzierzyn-Koźle, PL
Janusz Niezborała, Kędzierzyn-Koźle, PL
Stefan Skrobocz, Kędzierzyn-Koźle, PL
Sposób wytwarzania soli sodowej kopolimeru styrenowo-maleinowego w rozpuszczalniku organicznym,
tworzącym środowisko kopolimeryzacji, znamienny tym, że do reaktora, zawierającego 70-120 części wagowych etylobenzenu wprowadza się 5-15 części wagowych styrenu, 0,5-1,0 części wagowych akrylanów alkilowych, korzystnie akrylanu butylu, 8-15 części wagowych bezwodnika maleinowego, po czym w temperaturze
70-75°C dodaje się pierwszą porcję nadtlenku benzoilu w ilości 0,07-0,17 części wagowych i przez okres około
1 godziny prowadzi się reakcję kopolimeryzacji w temperaturze 95-115°C, a następnie w temperaturze 75-80°C
dodaje się drugą porcję nadtlenku benzoilu w ilości 0,13-0,33 części wagowych i dalej prowadzi się reakcję
kopolimeryzacji przez okres około 1 godziny w temperaturze 110-140°C, po czym do reaktora wprowadza się
0,2-1,0 części wagowych oleju wazelinowego lub parafinowego, 0,4-2,0 części wagowych alkoholu wielowodorotlenowego, korzystnie poliglikolu o ciężarze cząsteczkowym 400 oraz alkalia w postaci 1,5-3,5 części
wagowych węglanu sodu lub wodorotlenku amonu i 5-10 części wagowych ługu sodowego, a także środki przeciwpieniące, poślizgowe i modyfikujące oraz wodę, po czym oddestylowuje się azeotrop etylobenzen-woda, dodaje się 1-10 części wagowych akryloamidu i zawartość reaktora miesza się przez okres około 1 godziny.
Sposób wytwarzania soli sodowej kopolimeru
styrenowo-maleinowego
Zastrzeżenie
patentowe
Sposób wytwarzania soli sodowej kopolimeru styrenowo-maleinowego w rozpuszczalniku organicznym, tworzącym środowisko kopolimeryzacji, znamienny tym, że do reaktora, zawierającego 70-120 części wagowych etylobenzenu wprowadza się 5-15 części wagowych
styrenu, 0,5-1,0 części wagowych akrylanów alkilowych, korzystnie akrylanu butylu, 8-15 części wagowych bezwodnika maleinowego, po czym w temperaturze 70-75°C dodaje się pierwszą
porcję nadtlenku benzoilu w ilości 0,07-0,17 części wagowych i przez okres około 1 godziny prowadzi się reakcję kopolimeryzacji w temperaturze 95-115°C, a następnie w temperaturze
75-80°C dodaje się drugą porcję nadtlenku benzoilu w ilości 0,13-0,33 części wagowych i dalej
prowadzi się reakcję kopolimeryzacji przez okres około 1 godziny w temperaturze 110-140°C,
po czym do reaktora wprowadza się 0,2-1,0 części wagowych oleju wazelinowego lub parafinowego, 0,4-2,0 części wagowych alkoholu wielowodorotlenowego, korzystnie poliglikolu o ciężarze cząsteczkowym 400 oraz alkalia w postaci 1,5-3,5 części wagowych węglanu sodu lub
wodorotlenku anionu i 5-10 części wagowych ługu sodowego, a także środki przeciwpieniące,
poślizgowe i modyfikujące oraz wodę, po czym oddestylowuje się azeotrop etylobenzen-woda,
dodaje się 1-10 części wagowych akryloamidu i zawartość reaktora miesza się przez okres około
1 godziny.
*
*
*
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania soli sodowej kopolimeru styrenowomaleinowego w rozpuszczalniku organicznym tworzącym środowisko kopolimeryzacji, służącej
do otrzymywania klejów i klejonek, zwłaszcza dla przemysłu włókienniczego.
Sposób znany z opisu polskiego zgłoszenia P-285077 przebiega w środowisku benzenu,
a produkt znajduje zastosowanie w przemyśle włókienniczym. Szkodliwość benzenu wpływa
jednak na ograniczenie stosowania procesu.
Znane z literatury inne rozpuszczalniki, jak np. toluen czy czterochlorek węgla nie dawały
dotychczas możliwości wyeliminowania benzenu. Nie przyniosły powodzenia także próby zastosowania metylobenzenu.
Celem wynalazku jest znalezienie sposobu wytwarzania soli sodowej kopolimeru styrenowo-maleinowego przy zastosowaniu rozpuszczalnika bezpieczniejszego ekologicznie aniżeli
benzen.
Stwierdzono, że jeżeliby do bezwodnego roztworu monomerów w etylobenzenie, takich
jak bezwodnik maleinowy, styren i akrylany, dozować dwuetapowo inicjator kopolimeryzacji,
a następnie podgrzewać, to można uzyskać wysoki stopień przereagowania monomerów w procesie kopolimeryzacji, a dodając potem poliglikol i roztwory alkaliów, otrzymuje się wodny roztwór soli sodowej kopolimeru.
Sposób według wynalazku polega na tym, że do reaktora, zawierającego 70-120 części wagowych etylobenzenu wprowadza się 5-15 części wagowych styrenu, 0,5-1 części wagowych
akrylanów alkilowych, np. akrylanu butylu, 8-15 części wagowych bezwodnika maleinowego,
po czym w temperaturze 70-75°C dodaje się pierwszą porcję nadtlenku benzoilu w ilości
0,07-0,17 części wagowych i przez 1 godzinę prowadzi się kopolimeryzację w temperaturze
95-115°C. Następnie w temperaturze 75-80°C dodaje się drugą porcję nadtlenku benzoilu
w ilości 0,13-0,33 części wagowych i prowadzi dalej kopolimeryzację przez 1 godzinę w temperaturze 110-140°C. Po zakończeniu reakcji kopolimeryzacji do reaktora wprowadza się
0,2-1,0 części wagowych oleju wazelinowego lub parafinowego oraz 0,4-2,0 części wagowych
180 233
3
alkoholu wielowodorotlenowego, korzystnie poliglikolu o średnim ciężarze cząsteczkowym 400, a
następnie alkalia w postaci 1,5-3,5 części wagowych węglanu sodu lub wodorotlenku amonu i
5-10 części wagowych ługu sodowego, a także środki przeciwpieniące, poślizgowe i modyfikujące oraz wodę, po czym oddestylowuje się etylobenzen w postaci azeotropu etylobenzen-woda.
Po oddestylowaniu azeotropu uzupełnia się odebraną wodę i dodaje 1-10 części wagowych akryloamidu i zawartość miesza się około 1 godziny. Korzystne jest by do pierwszego etapu polimeryzacji wprowadzać 1/3 całej przewidzianej w procesie porcji inicjatora, zaś do drugiego etapu
2/3 tej ilości. Po zakończeniu drugiego etapu polimeryzacji oznacza się wartość liczby jodowej,
która nie powinna przekroczyć 1.
Dwuetapowo do reaktora można dozować także zawartość bezwodnika maleinowego,
wprowadzając przed rozpoczęciem polimeryzacji pierwszą porcję jego ilości razem z pierwszą
porcją inicjatora oraz przed drugim etapem polimeryzacji drugą jego porcję wraz z drugą porcją
inicjatora.
Otrzymany roztwór wodny soli sodowej kwasu styrenowo-maleinowego posiada własności odpowiednie do wytwarzania na tej bazie klejonek i klejów. Produkt ma konsystencję płynnego miodu, wygląd lekko mętnej cieczy, pH =8-10, lepkość 500-1000 cP (20°C), zawartość suchej
masy 30-40%. Z uzyskanych wydajności i zawartości suchej masy produktu wnioskuje się, że
etylobenzen częściowo wchodzi w reakcję kopolimeryzacji.
Sposób według wynalazku jest łatwiejszy w realizacji i bezpieczniejszy ekologicznie od
znanych sposobów z udziałem benzenu. Charakteryzują go następujące przykłady.
Przykład I
Do kolby o pojemności roboczej 2 dm3 wyposażonej w mieszadło oraz nasadkę azeotropową załadowano 1000 g etylobenzenu, 120 g styrenu, 8 g akrylanu butylu, 120 g bezwodnika
maleinowego i 1,9 g nadtlenku benzoilu, ogrzano zawartość do 85°C i uruchomiono chłodzenie
stosując łaźnię wodną. Wystąpił silny wzrost temperatury wymagający intensywnego chłodzenia
mieszaniny w celu utrzymania temperatury na poziomie 110-115°C. W tej temperaturze mieszano zawartość kolby przez 1 godzinę. Następnie schłodzono ją do temperatury 75°C i dodano
drugą porcję nadtlenku benzoilu w ilości 1,9 g, podgrzano mieszaninę reakcyjną do 110°C i w tej
temperaturze prowadzono dalej reakcję kopolimeryzacji przez 1 godzinę, po czym oznaczono
liczbę jodową mieszaniny, która wynosiła 0,2. Następnie do mieszaniny w kolbie dodano 3 g
oleju wazelinowego oraz 6 g poliglikolu etylenowego o ciężarze cząsteczkowym 400, po czym
w temperaturze 90-95°C wprowadzono 100 g 25% roztworu węglanu sodowego, 170 g 45%
ługu sodowego oraz 500 g wody i w temperaturze 90-135°C odebrano azeotrop etylobenzenwoda, zawracając część wody z rozdziału azeotropu do reaktora. Otrzymano produkt posiadający lepkość 750 cP (20°C), zawartość suchej masy 35%, pH = 9,5, własności klejące na średnim poziomie.
P r z y k ł a d II
W tym przypadku postępowano podobnie jak w przykładzie I z tą różnicą, że do pierwszego etapu polimeryzacji wprowadzono tylko 60 g bezwodnika maleinowego i 1,5 g nadtlenku benzoilu, po czym temperaturę reakcji w sposób kontrolowany doprowadzono do 110-115°C.
W drugim etapie polimeryzacji dodano 60 g bezwodnika maleinowego i 2,3 g nadtlenku benzoilu
i również w sposób kontrolowany przeprowadzono reakcję. Dalej postępowano jak w przykładzie I. Otrzymany produkt posiadał lepkość około 1000 cP, suchą masę 35%, pH = 9,5 i wykazywał znacznie lepsze własności klejące.
P r z y k ł a d III
Do kolby wprowadzono 700 g etylobenzenu, 50 g styrenu, 5 g akrylanu butylu, 40 g bezwodnika maleinowego i 0,7 g nadtlenku benzoilu, temperaturę doprowadzono do 110-115°C i
prowadzono reakcję przez 1 godzinę. Następnie po schłodzeniu do 75°C ponownie dodano 40 g
bezwodnika maleinowego i drugą porcję nadtlenku benzoilu w ilości 1,3 g, po czym w temperaturze około 110°C prowadzono przez 1 godzinę drugi etap reakcji kopolimeryzacji. Oznaczanie
liczby jodowej dało wynik nie przekraczający 0,5. W dalszym toku procesu dodano 2 g oleju
wazelinowego oraz 4 g poliglikolu etylenowego o ciężarze cząsteczkowym 400, oraz środki
4
180 233
antypieniące i poślizgowe, po czym w temperaturze około 95°C wprowadzono 60 g 25% roztworu
węglanu sodowego, 110 g 45% ługu sodowego oraz 500 g wody i odebrano azeotrop w temperaturze 90-135°C. Po uzupełnieniu odebranej z azeotropem wody, produkt posiadał lepkość około
900 cP, pH - 8,5, zawartość suchej masy około 30%, własności klejące na średnim poziomie.
P r z y k ł a d IV
Do kolby wprowadzono 1200 g etylobenzenu, 150 g styrenu, 10 g akrylanu butylu oraz 50 g
bezwodnika maleinowego i 1,7 g nadtlenku benzoilu, po czym przez około 1 godzinę prowadzono reakcję mieszając zawartość w temperaturze 110-115°C. Po ustaniu efektu cieplnego dodano
100 g bezwodnika maleinowego i 3,3 g nadtlenku benzoilu, i dalej mieszano zawartość kolby
przez okres około 1 godziny w temperaturze około 110°C. Liczba jodowa wyniosła około 0,3.
Następnie dodano 10 g oleju wazelinowego i 20 g poliglikolu etylenowego o ciężarze cząsteczkowym 400 oraz środki poślizgowe i przeciwpieniące, po czym w temperaturze 90-100°C wprowadzono 140 g 25% roztworu węglanu sodowego, 220 g 45% ługu sodowego oraz 750 g wody i
odebrano azeotrop w temperaturze 95-135°C. Po uzupełnieniu odebranej z azeotropem wody
produkt posiadał lepkość 950 cP, pH około 9,0, zawartość suchej masy około 39,9% oraz dobre
własności klejące.
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.
Cena 2,00 zł.