способ получения синтетической олифы на основе нафтеновых кислот

Формула изобретения

Способ получения синтетической олифы на основе нафтеновых кислот, включающий смешение в емкости раствора солей нафтеновых кислот с водой и раствором замещаемой соли с последующим их перемешиванием, отличающийся тем, что перемешивание раствора солей нафтеновых кислот с раствором замещаемой соли осуществляют в емкости при 15 - 95^oC, образующуюся при этом массу подвергают прессованию при постоянном равномерном давлении до преобразования обезвоженной массы в твердое сухое вещество в виде спрессованного коржа, а затем последний измельчают в порошок, добавляют в него органический растворитель и вводят химические модифицирующие добавки, после чего перемешивают до полного растворения порошка и получения однородной массы олифы, которую затем отстаивают до готовности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству лакокрасочных материалов, а именно синтетической олифы на основе нафтеновых кислот.

Исследование патентной документации в данной области на предшествующий уровень техники по СССР и России показало на отсутствие аналогов в производстве синтетической олифы на основе нафтеновых кислот, в связи с чем аналоги взяты из источников научно-технической литературы.

Известен способ (N 1) получения нафтеновых осажденных сиккативов, используемых в лакокрасочном производстве, включающий разбавление мылонафта водой, частичную нейтрализацию свободных нафтеновых кислот водным раствором соли, реакцию обмена исходной соли сиккативного металла и минеральной кислоты с натриевыми солями нафтеновых кислот, отделение от полученного концентрированного сиккатива водного слоя с растворенной минеральной солью, растворение сиккатива в уайт-спирите и промывку сиккатива водой (см. Нестеров Н.С. Производство олиф и сиккативы. Изд-во "Пищепром", 1957).

Наиболее близким аналогом (N 2) по технической сущности является способ производства олифы, в котором в емкость загружают нафтеновые кислоты: асидол, 10% раствор едкого натра, добавляют воду и нагревают смесь до кипения, затем смешивают с хлористым кальцием и сернокислым глиноземом, полученные алюмокальциевые соли нафтеновой кислоты кипятят в течение 1-1,5 ч до получения прозрачности водного слоя, полученные соли растворяют в уайт-спирите, оттаивают в два слоя; нижний слой раствора натриевой соли сливают, а верхний промывают горячей водой и таким образом обезвоживают при температуре 130-135^oC (см. кн. Киселев В. С. и Абашкин А.Ф. "Производство лаков, олиф и красок". - М.: Госхимиздат, 1953 ).

Недостатком аналогов (N 1 и N 2) является сложность и энергоемкость технологических процессов, нестабильность скорости высыхания нанесенной на поверхность олифы, а также невозможность использования олифы без наполнителя.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание условий для получения олифы упрощенной технологией, а также получение синтетической олифы улучшенного качества с возможностью регулирования свойств приготавливаемой олифы.

Для решения технической задачи в заявляемом способе наряду с признаками, сходными с признаками по ближайшему аналогу (N 2), это смешение в емкости раствора солей нафтеновых кислот с водой и раствором замещаемой соли, имеются новые, отличительные от аналога признаки: перемешивание раствора солей нафтеновых кислот с раствором замещаемой соли осуществляют в емкости при 15-95^oC, образовавшуюся массу подвергают прессованию при постоянном равномерном давлении до преобразования обезвоженной массы в твердое сухое вещество в виде спрессованного коржа, который затем измельчают в порошок, добавляют в него органический растворитель и вводят химические модифицирующие добавки, перемешивают до полного растворения порошка и получения однородной массы олифы, которую затем отстаивают до готовности.

Указанные отличия являются существенными и подтверждают лабораторными экспериментами возможность осуществления заявляемого изобретения признаками его характеризующими и получение нового лакокрасочного материала с улучшенным качеством и упрощенной технологией, в связи с чем заявленный способ получения синтетической олифы на основе нафтеновых кислот соответствует критерию "промышленная применимость".

Анализируя всю совокупность признаков, содержащихся в независимом пункте формулы данного изобретения и в разделе "решение технической задачи", установлено, что в описанном аналоге N 2 отсутствуют признаки, присущие заявленному изобретению, в связи с чем, "Способ получения синтетической олифы на основе нафтеновых кислот" соответствует критерию "новизна".

Из уровня техники в производстве лакокрасочных материалов не выявлены способы производства олиф с совокупностью признаков, содержащихся в формуле заявляемого изобретения, в связи с чем "Способ получения синтетической олифы на основе нафтеновых кислот" соответствует критерию "изобретательский уровень".

Для реализации способа используется стандартное оборудование известное в технике, в связи с чем чертеж не представляется.

Способ осуществляется следующим образом.

В емкость загружают нафтенат натрия с содержанием нафтеновых кислот в количестве 48-50%. Размешивают кислоты в емкости в течение 4-5 мин в горячей воде, взятой в количестве 2-х частей по отношению к общей массе кислот с температурой 15-95^oC, добавляют в емкость два объема раствора замещаемой соли с температурой 15-95^oC, слегка перемешивают массу в течение 1-2 мин (без образования мути) и при сохранении емкости температуры 15-95^oC осуществляют тщательное перемешивание массы. В результате происходит реакция замещения и образования водонерастворимых солей нафтеновой кислоты. Затем образовавшуюся массу соли нафтеновой кислоты подвергают прессованию в прессующем стандартном устройстве в течение 3-4 мин при постоянном равномерном давлении на прессующую массу от 0,1 до 1,0 кг/см² до преобразования обезвоженной массы в сухое твердое вещество в виде спрессованного коржа, а выжатая вода вытекает через отстойник в канализацию.

Спрессованный корж просушивают в естественных условиях (не выше 40^oC), измельчают, получают сухой порошок, который затем растворяют, например, в керосине при соотношении 3 части порошка на 4 части керосина, размешивают и вводят химические модифицирующие добавки для получения готовой синтетической олифы. Добавки, вводимые в порошок, могут быть различные в зависимости от заданного вида и качества олифы, например пластификатор "Эдос" или дибутилфталат, или канифоль, или скипидар, или концентрированная кислота (HCl), или 60% азотная кислота (HNO₃), или серная кислота (H₂SO₄) с плотностью 1,87, или этиловый спирт 93% и другие химические добавки.

Пример реализации способа получения синтетической олифы на основе нафтеновых кислот.

В емкости смешивают нафтенат натрия с содержанием нафтеновых кислот в количестве 13,0 кг (24%), хлористый кальций в количестве 1,4 кг (2,8%) и воду 40 кг. Используют кислоты нефтяные, марки "мылонафт" по ГОСТ 13302-77, массовая доля нефтяных кислот не менее 43%, массовая доля в пересчете на органические вещества не более 9%, массовая доля минеральных солей 2%, массовая доля сульфатов не более 1%, кислотное число нефтяных кислот не менее 220 кг КОН на 1 ч. Одну часть мылонафта с температурой 18-20^oC разводят двумя частями горячей воды, температура которой составляет 65^oC, перемешивают с минимальным образованием пены, при этом проба на просвет не должна иметь включений частиц мылонафта. Затем добавляют 2 части 7%-го раствора в воде хлористого кальция безводного (замещаемую соль) и при 36^oC осуществляют медленное перемешивание в емкости смеси в течение 5 мин до момента получения пластилиноподобной массы от белого до светло-бежевого цвета, т.е. происходит полное осветление воды (раствора минеральных солей), что является показателем окончания реакции. Образовавшуюся массу выкладывают на лист из нержавеющей стали, накрывают вторым листом и укладывают под пресс, осуществляют прессование при постоянном равномерном давлении 0,5 кг/см² в течение 3 мин, выдавливают оставшуюся воду до преобразования обезвоженной массы в твердое сухое вещество в виде спрессованного коржа. Затем осуществляют сушку полученного коржа в естественных условиях от поверхностной влаги, а затем измельчают в порошок, вода из емкости вытекает через отстойник в канализацию. Далее в мешалку с оборотом 500 об/мин заливают 5,6 вес.ч. керосина ТС-1 (удельный вес 0,8), вводят, например, дибутилфтолат 0,015 вес.ч. и при постоянном перемешивании постепенно засыпают порошок, доводят массу до полного растворения порошка (в течение 1-2 ч, в зависимости от конструкции мешалки) и получения однородной массы олифы и оставляют олифу для отстоя. Для ускорения отстоя рекомендуется ввести 0,5 вес.ч. мылонафта, перемешать в течение 5 мин. Отстаивают олифу в течение 5-10 ч в зависимости от высоты отстойника.

Введение модифицирующих химических добавок в порошок позволяет регулировать реологические свойства олифы и оказывает разжижающее действие на олифу и снижает ее вязкость, что в свою очередь ускоряет отстой олифы.

Перемешиванием нафтеновых кислот с раствором замещаемой соли при температуре в емкости от 15 до 95^oC, не более, обеспечивается интенсивный процесс образования пластичной массы с пониженной адгезией, что исключает прилипание к оборудованию массы при ее дальнейшей обработке, а перемешивание при оптимальной температуре 36^oC дает возможность получить максимальный выход порошка, быстро протекать реакции замещения и образования массы, легко спрессовываться в твердое вещество, а также легко отделяться от пресса.

Прессование массы при постоянном и равномерном давлении обеспечивает быстрое превращение массы в обезвоженное сухое вещество в виде коржа, способное после естественной сушки измельчаться в порошок такой фракции, что растворяется за 1-0,5 ч при введении в него органического растворителя.

Заявленный к патентованию способ получения синтетической олифы на основе нафтеновых кислот обладает упрощенной технологией, не требующей дорогого оборудования и энергозатрат, а также снижаются капитальные вложения в технологию за счет использования дешевых химических веществ и отходов нефтеперегонных заводов. Кроме того, исключается пожаровзрывоопасность.