многофункциональный модификатор резиновых смесей и способ его получения

Формула изобретения

1. Многофункциональный модификатор резиновых смесей, включающий гексахлорпараксилол и пластификатор, отличающийся тем, что он содержит хлорпарафин и гексахлорпараксилол, которые получены хлорированием п-ксилола и парафина, взятых в массовом соотношении 4,4 - 4,7 : 1 соответственно, в присутствии 0,1 - 2,0 мас.% по отношению к п-ксилолу инициатора, используемого в виде раствора, при температуре, когда инициатор проявляет инициирующую способность, и давлении до 5 ати до температуры каплепадения реакционной массы не менее 92^oС, и дополнительно содержит стабилизатор.

2. Способ получения многофункционального модификатора смешением компонентов модификатора на основе п-ксилола и пластификатора при повышенной температуре, отличающийся тем, что в качестве п-ксилола используют гексахлорпараксилол, а в качестве пластификатора - хлопарафин, которые получают хлорированием п-ксилола и парафина, взятых в массовом отношении 4,5 - 4,7 : 1 соответственно, в пересчете на исходный п-ксилол в присутствии 0,1 - 2,0 мас. % по отношению к п-ксилолу инициатора, используемого в виде раствора, при температуре, когда инициатор проявляет инициирующую способность, и давлении до 5 ати до температуры каплепадения реакционной смеси не менее 92^oС с последующей отдувкой хлористого водорода, после чего добавляют стабилизатор и выделяют готовый продукт в виде товарной формы - чешуи, гранулы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения модификатора шинных и технических резин на основе гексахлор-п-ксилола (ГХПК).

В составе модификаторов используют гексахлор-п-ксилол в качестве активного начала и его комбинации с целевыми добавками (пластификаторами и стабилизаторами).

Известно применение модификатора для вулканизируемой резиновой смеси на основе ненасыщенных каучуков, содержащего гексахлор-п-ксилол или его комбинацию с воском в весовом соотношении 80:20 (А.С. 910680).

Авторы изобретения N 827498 используют в качестве модификатора смесь ангидроформальдегидамина с гексахлор-п-ксилолом в соотношении 1:0,33-3.

Известен также модификатор гексол-ХКП, содержащий ГХПК и хлорированный полиэтилен в соотношении 80:20.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совместимости признаков является изобретение N 1288188, в котором в качестве модифицирующей добавки используют смесь ГХПК с защитным воском в соотношении 5:1, получаемую смешением его компонентов при повышенной температуре.

Недостатком данной технологии является то, что для получения конечного продукта требуется специальное оборудование для быстрого охлаждения в тонкой пленке, поскольку при медленном охлаждении происходит выкристаллизация гексахлор-п-ксилола и конечный продукт получается неоднородным (ГОСНИИХЛОПРОЕКТ "Малотоннажные продукты хлорорганического синтеза" (Научные труды), М., "НИИТЕХИМ", 1989 г.)

Для исключения этих недостатков предлагается использовать в качестве целевой добавки хлорпарафин, который хорошо смешивается с хлорированным п-ксилолом, образуя однородную массу.

Cущественным преимуществом предлагаемого изобретения является то, что модификатор может быть получен как смешением компонентов, так и совместным хлорированием активного начала и парафина. Процесс осуществляют или дозируя плав хлорпарафина в плав ГХПК с последующей кристаллизацией, или же следующим образом: очищенный от железа и влаги п-ксилол нагревают до температуры, при которой инициатор проявляет инициирующую способность, и хлорируют, добавляя периодически раствор инициатора в растворителе (хлороформ, лучше парафин фракции C₁₃-C₁₈). Процесс хлорирования контролируется хроматографически. По окончании хлорирования п-ксилола в реакционную массу добавляют парафин C₁₀-C₃₀ в количестве 6-15% от массы полученного ГХПК (4,5-4,7:1 в пересчете на исходный п-ксилол) и продолжают хлорирование. Окончание хлорирования определяется по температуре каплепадения реакционной массы, которая должна быть не менее 92^oC. Затем реакционная масса отдувается от хлористого водорода и стабилизируется каким-либо известным стабилизатором (трибензилгексагидротриазин, смесь равных количеств уротропина и алкилбензолсульфоната кальция, ионол, эпоксидная смола, триэтилфосфат и др.) и выделяют товарную форму (чешуи, гранулы) известными способами.

Пример 1. Смесь п-ксилола (84,96 г) и парафина фракции C₂₀-C₃₀ (18 г), очищенную от ионов железа, нагревают до температуры 80-90^oC и хлорируют хлором, добавляя раствор азобисизобуторонитрила в парафине C₁₃- C₂₀, подавая его каждые 30 минут. Инициатор берется в количестве 0,1-0,5% по массе к п-ксилолу. Расход хлора на 1 моль п-ксилола - 0,4 моль/час. По достижении в реакционной смеси массовой доли трихлор-п-ксилола 50- 55% повышают температуру до 110-120^oC и давление до 3 ати. Процесс заканчивают при температуре каплепадения реакционной массы не менее 92^oC. После отдувки хлористого водорода в реакционную массу добавляют 1 мас.% стабилизатора (трэтилфосфата) и чешуируют на кристаллизаторе барабанного типа. Получают 290 г модификатора, содержащего 55% гидролизуемого хлора.

Пример 2. Смесь п-ксилола (84,96 г.) и парафина фракции C₁₃-C₁₈ (18 г), очищенную от ионов железа, хлорируют в присутствии дитретбутилпероксида (1-2% по массе к п-ксилолу) в виде раствора в хлороформе, подавая его каждые 30 мин. Температура в начале хлорирования - 80-90^oC, в конце хлорирования - 110-120^oC. Процесс ведут до температуры каплепадения реакционной смеси не менее 92^oC. По окончании хлорирования отдувают хлористый водород, реакционную массу стабилизируют, добавляя 0,5 мас.% ионола, и выделяют товарную форму. Получают 290 г модификатора, содержащего 55,5% гидролизуемого хлора.

Пример 3. Смесь п-ксилола (84,96 г) и парафина фракции C ₂₀- C₃₀(18 г), очищенную от ионов железа, хлорируют в присутствии третбутилпербензоата (0,1-1% по массе к п-ксилолу). Инициатор в виде раствора в четыреххлористом углероде подают в реакционную массу каждые 30 минут. Процесс хлорирования ведут при температуре 80-120^oC и давлении до 5 ати. При температуре каплепадения реакционной массы не менее 92^oC отдувают хлористый водород, смесь стабилизируют, добавляя 1 мас.% эпоксидной смолы, и выделяют товарную форму. Получают 290 г модификатора, содержащего 56% гидролизуемого хлора.

Пример 4. Смесь п-ксилола (84,96 г) и парафина фракции C₂₀-C₃₀ (18 г), очищенную от ионов железа, хлорируют в присутствии бензоилпероксида (0,1-1% по массе к п-ксилолу) в виде раствора в хлороформе. Инициатор подают каждые 15 минут. Процесс хлорирования ведут при температуре 140-150^oC и давлении до 3 ати. При температуре каплепадения в реакционной массе не менее 92^oC отдувают хлористый водород, после чего в реакционную смесь добавляют 1 мас.% стабилизатора (трибензилгексагидротриазина) и выделяют товарную форму. Получают 290 г модификатора.

Пример 5. Смесь гексахлор-п-ксилола (290,29 г) и парафина фракции C₂₀-C₃₀ (18 г), очищенную от примесей железа, хлорируют в присутствии диметилбензилпероксида (0,1-1% по массе к п-ксилолу) в виде раствора в хлороформе, подавая инициатор каждые 15 минут. Процесс хлорирования ведут при температуре 140-150^oC. Хлорирование ведут до температуры каплепадения реакционной массы не менее 92^oC, отдувают хлористый водород, смесь стабилизируют, добавляя 1 мас.% эпоксидной смолы и выделяют товарную форму. Получают 290 г модификатора.

Пример 6. Многофункциональный модификатор резиновых смесей, включающий гексахлорпараксилол, хлорпарафин и стабилизатор, может быть получен следующим образом: ксилол (84,96 г), предварительно очищенный от ионов железа, хлорируют до гексахлор-п-ксилола в присутствии третбутилпербензоата (0,1-1% по массе к п-ксилолу), подавая его в реакционную массу в виде раствора в хлороформе каждые 30 минут, добавляют парафин (18 г) и продолжают хлорирование до температуре каплепадения не менее 92^oC. По окончании хлорирования отдувают хлористый водород, добавляют 1 мас.% стабилизатора (триэтилфосфата) и выделяют товарную форму. Получают 290 г модификатора, содержащего 57% гидролизуемого хлора.