涂覆单体聚合反应器的防垢剂的制备方法,该防垢剂由萘酚和醛交联产物缩合得到,其特征在于所述的醛交联产物是醛和连二亚硫酸盐反应得到的产物。(*该技术在2016年保护过期,可自由使用*)
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于涂覆聚合反应器的防垢剂的制备方法以及由该方法制得的产品。聚合反应器用防垢剂是现有技术已经公知的。
技术介绍
本领域中,对于每一种聚合物均存在不同种类的防垢剂。例如,生产氯乙烯时用的防垢剂与生产聚苯乙烯时在反应器中所用的防垢剂或与生产丙烯酸聚合物时反应器中所用的防垢剂等是不相同的。这一事实说明需要贮存不同的产品,其结果是管理成本增加。另外,甚至反应器也必须具体专门地针对仅仅一种反应类型,这也导致成本提高。本专利技术的描述本专利技术的第一目的是制备一种防垢剂,该防垢剂对于任何类型的聚合反应器都能很好地起作用,并适用于各种不同类型的原料,因此也适用于氯乙烯、苯乙烯和丙烯酸聚合物等。对于例如氯乙烯这样的具体情况,众所周知在反应器中沉积大量的锅垢可产生如下主要缺点—为除去锅垢需进行一贯地维护,其结果是生产中断,打开反应器,因此会有大量的气态氯乙烯单体(VCM)逸散到大气中;—当一些锅垢碎片进入到相应的聚合产物中时会污染终产物,其结果是产品的质量变差,用户不满意; —在工业的聚氯乙烯工厂(P.V.C.)生产区域中,在生产体系和生态学问题方面产生严重问题。这些问题差不多存在于所有类型的聚合反应中。而且,指定用来涂覆相应的反应器表面的防垢剂是近似于黑色的蓝色或黑褐色,由此从表层剥离下来的颗料将污染从反应器得到的聚合物(例如得到的聚氯乙烯),颗粒在聚合物中呈黑色斑点的形式,这就使得例如在成品中的所述产品的质量变差。而且应该注意到从反应器壁的表层剥离下来的原料颗粒最终落入反应的产品中,构成上述产品的污染,通常还涉及有毒产品。现有技术中已经知道通过缩合技术或从萘酚与醛交联产物(例如甲醛和其它物质)缩聚可得到防垢产品。为此本文引用·US-A-3669946(1970年8月31日在美国申请,1972年6月13日公开)建议使用甲醛和酮的混合物、萘酚等、或是α-萘胺和苯胺黑。这一技术公开了以甲醛和萘酚的混合物形成缩合防垢剂产物的一般概念。·US-A-3825434(1974年7月23日)描述了一种用于氯乙烯聚合的防垢剂,该防垢剂用苯酚与甲醛缩合得到,此处很显然为便于阐述,在该专利中将所得产物分类到与酚醛或聚芳基酚(Poliarilphenol)有关的族中。·US-4,068,059(1977年2月17日申请,1978年1月10日公开)进一步解释了使用防垢剂的重要性,该防垢剂产品的化学结构中含有一个或多个下列基团-OH;-COOH;-SO3H和-SO3Na。这些基团通常位于芳环上。·EP-A-0052421描述了获得防垢产物的方法,该产物所不同的情况在于将甲醛与1-萘酚(α-萘酚)反应获得缩合物,环上的2位和4位没有被取代以及环上的3位没有被取代或带有不是强吸电子取代基的萘酚都是有效的。恰巧还注意到US-A-3669946已经提出使用萘酚,因此在上述方法中用1-萘酚替代所提到的酚是显而易见的。甚至在这种情况下,根据化学方法获得的产物仍总是被认为与聚芳基酚族有关。这些已有产品的缺点是与氧接触后,得到近似于黑色的黑褐色或蓝黑色的产品,并总是不适合用于不同原料的聚合反应中。有时反应是不容易控制的,并导致不溶于碱性水溶液的网状产物生成。而且,反应器上带有防垢剂的涂层容易被消耗而分散在反应原料中,从颜色和毒性方面污染反应原料。而且必须指出,这些防垢剂的功效不佳,或者说它使得在反应器壁上沉积有大量的锅垢,从而限制了一些应用如卫生和食品等方面的应用,在这些方面要求成品中的污染物含量毫无疑问地要低一些为获得良好的防垢功效,必须在反应器壁上沉积大量的防垢剂,这也就影响了产品成本。已知技术的防垢剂的颜色是黑色的,这种颜色是用户不欣赏的,也因为它使人想到污染产物。产品的黑色使得反应器壁上的表层也是黑色的(带黑色的),因此使人们看不到可能发生的应用上的缺陷。但是更为严重的是,如已经提到的,在反应过程中,表层颗粒剥离并与聚合物混合。由于表层部分是黑的,显然使产品的质量下降。本专利技术的目的是消除上述的缺点,尤其是消除产品的黑色和将在反应器壁上形成的表层的黑色。专利技术人首先是想制备一种防垢产品,该产品一旦涂覆到反应器壁上就基本上是无色的。已经知道,为使芳族产品(如有着色作用的)变白,可使用连二亚硫酸钠(hydrosulphite sodium)或连二亚硫酸钾。专利技术人想将这种普通的漂白原理转用到防垢剂的制备上,以获得所需的无色产品。试图使用连二亚硫酸盐并连同使用甲醛和1-萘酚,得到的结果是阴性的,因为缩合产物总是保持蓝黑色,易于形成沉淀,甚至在没有氧气例如在氮气氛下进行缩合反应也是如此。在随后的研究中,想到应避免甲醛和1-萘酚之间的反应,因此为避免使甲醛而使用了可获得无色缩合产物的醛类制品。经过无数的实验之后,发现与1-萘酚结合最好的产品是rhongalite。结果是令人吃惊的,所获得的缩合产物是完美的无色产物。在聚氯乙烯反应器的防垢试验中,无论是性能、质量还是产率,所得的结果都是令人惊讶的,该防垢剂也可用在其它聚合物的生产中。rhongalite是一种通用产品的商品名,化学上将其定义为甲醛—次硫酸钠,通式为 该产品是将连二亚硫酸盐与甲醛反应得到的,因此该产物已不再是甲醛了。因为这个原因,缩合产物因此不再是蓝黑色或甚至黑色,显然是因为与现有技术生产防垢剂的教导相反,阻抑了1-萘酚与甲醛间的主要反应。最后发现,所使用的醛交联剂的特征是它必须是醛和连二亚硫酸盐反应得到的产物。采用该次磺酸化产物与1-萘酚组成混合物,使两者的重量比为1比1.5,混合物在水溶液中的百分数为10-40%。将该溶液在氮气气氛碱性环境(pH为11-13)下维持在70℃-95℃之间,由此得到清澈透明的缩合产物,完全达到预先指定的目标,并没有降低产品的质量,实际上还提高了产品的质量。用这种方法得到的缩合产物实际上是清澈透明的,但如果在空气中放置一段时间,该产物会被轻度氧化,变为蓝绿色。然而令人奇怪的是,如果使该缩合产物停止与氧气的接解,产物又恢复到它原来的清澈透明的状态。这一物理行为证明,与现有技术中的产品相比,本专利技术人得到了一种完全新的而且结构上不同的产品,本专利技术产品所出现的这种物理现象在现有技术的产品中是看不到的。通过化学和光谱分析,对该产品的结构特征提出了各种假说,但还没有完全确认它的结构,有人认为这种现象的可逆性是由于缩合物中存在还原活性,可能是由于有还原基团存在之故。最后,根据更为可能的推断,它应该涉及1-萘酚和rhongalite之间反应形成的第一产物的亚硫酸氢盐加成物。将该产物在除去了氧的气氛中涂覆到反应器表面,干燥之后,得到的涂层为不透明的乳白色,与现有技术中的防垢剂是黑色的相反。由此得到的结果令人吃惊地好。为了使液体产物在涂覆到反应器壁上之前保持透明状态,根据本专利技术,应将其保存在不透氧的容器中。发现最好的保存方式是将容器用中性气体优选用氮气高压密封。发现最有效的容器是用玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯“PET”制成(用这种材料制成的容器不污染环境,并可全部回收)。使用“PET”制成的容器(挠性容器)时,发现了另一个重要的物理行为·根据本专利技术的产品在严密密闭时看起来是透明的,当例如将一升量瓶的本产品打开并在空气中敞开几分钟后,所盛的产品变成黑色;·当产本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:弗朗切斯科·卡林,马里奥·萨蒂恩,
申请(专利权)人:C·I·R·S·公开有限公司,
类型:发明
国别省市:
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