Установка для получения полиорганосилоксанов

Предложение относится к техническим средствам для получения высокомолекулярных соединений рода полиорганосилоксанов и может быть использовано для получения такого материала и применения его в качестве безусадочных защитных покрытий различных материалов. Технической задачей предложения является получение материала с более представительными и репрезентативно устойчивыми свойствами в широком диапазоне молекулярных масс и повышенными характеристиками по термо- и морозостойкости с повышением долговечности. Установка для этого имеет реактор 1 с рабочей камерой 2, емкости 3 с исходными ингредиентами; камера 2 оснащена нагревательным элементом 5, блоком с катализатором 6, винтообразным смесителем 7 и излучателями 8 акустических волн; кроме того установка снабжена емкостями с водой 10, с щелочью 8, баллоном с ацетоном 11 и баллоном 12 с инертным газом (Не или Аг, или Кг), патрубок 13 камеры 2 имеет отводы: 14, 15, 16, соединенные соответственно с баллоном 17 углекислого газа, с емкостью 18 приема отработанного углекислого газа, а готовый продукт подают по патрубку 15 в контейнер 4; при этом оперативный контроль газов и готового продукта ведут, соответственно, с помощью газового хроматографа и с помощью жидкостного хроматографа, - это позволяет получать полиорганосилоксан с гарантированными свойствами и высокого качества. Ил. - 1; Форм. - 2 п.

Предложение относится к техническим средствам для получения высокомолекулярных соединений рода полиорганосилоксанов и может быть использовано при получении безусадочных защитных покрытий для поверхностей различных материалов.

В настоящее время широко известны различные методы и технические средства для получения защитных покрытий на основе сополимеров силоксана, содержащие камеру обработки исходных компонентов, вспомогательное техническое оснащение для поддержания давления и температурных характеристик реакции, емкость для накопления получаемого продукта /US 4370442, С09D 5/18, 1983; RU 2168477, С08G 77/24: RU 2007104085, C09В 7/00;/.

Существенными и очевидными недостатками такого типа установок является ограниченное техническое и конструктивное выполнение рабочей камеры и подающих компоненты узлов, отсутствие приборов для активации процесса диффузии материалов, что приводит к получению продукта с низкой степенью однородности состава, к расслаиванию и низким показателям работы покрытия на поверхностях материалов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является установка для получения полиорганосилоксанов, реактор с камерой обработки исходных материалов (ингредиентов), емкости с ингредиентами, дозаторы подачи исходных ингредиентов в камеру, контейнер для накопления получаемого продукта-полиорганосилоксана / RU №2007104085, С09В 67/00, 2007; RU №52393, 21.11.2005./.

Существенным недостатком установки-прототипа является низкая производительность ввиду отсутствия приборов и агрегатов для активации процесса; невозможность вести прямую и обратную подачу газовой фазы и парогазовых фаз в полость камеры, т.к. установка не имеет соответствующего конструктивного оснащения для таких необходимых операций. Это вызывает необходимость использования дополнительного оборудования и получения невысококачественного продукта.

Технической задачей и технологическим эффектом данного предложения является повышение производительности установки за счет принципиального усовершенствования ее конструкции и за счет приборного и агрегатного оснащения для улучшения процесса обработки материала и получения более качественного продукта, обладающего более долговечной службой на поверхностях различных материалов.

Это достигается за счет конструкции установки для получения полиорганосилоксанов общей формулы:

содержащей реактор с рабочей камерой для обработки исходных материалов, емкости с исходными материалами(ингредиентами), дозаторы для подачи исходных ингредиентов в рабочую камеру, контейнер для накопления получаемого продукта-полиорганосилоксана, при этом установка снабжена емкостями с органоциклотрисилоксанами, нагревательным элементом для задания температуры в полости камеры реактора от 50 до 120°С, снабжена блоком с катализатором, размещенным в камере реактора и заполненным силоксандиолятом натрия, в полости камеры размещен винтообразный смеситель, а также размещены излучатели акустических волн, расположенные по обе стороны смесителя, установка также снабжена емкостями: с щелочью, с водой, с ацетоном, баллоном с инертным газом для ввода в ее (камеру) полость из указанных емкостей: щелочи, воды, ацетона и инертного газа, а выходной патрубок камеры имеет отводы, соединенные: один - с баллоном углекислого газа, другой - с емкостью приема отработанного углекислого газа, третий - с контейнером приема получаемого продукта-полиорганосилоксана, при этом патрубок отвода из камеры отработанного углекислого газа оснащен катарометрическим детектором, соединенным с газовым хроматографом, а патрубок подачи продукта в контейнер оснащен электрохимическим детектором, соединенным с жидкостным хроматографом.

Установка позволяет получить продукт-полиорганосилоксаны, которые имеют технологические и физико-химические показатели:

R=CO_з ; R'=C₆H₅-CF _з CH₂ CH₂-; R''=CH₂=CH-; к=1-2000; l=1-2000; m=0,1-3,0; n=3-500.

Установка для получения полиорганосилоксанов приведена на чертеже, где показан ее общий вид. Установка содержит реактор 1 и рабочую камеру 2, емкости 3 с исходными ингредиентами, имеющими дозаторы 4 для подачи ингредиентов в камеру 2. Камера 2 оснащена нагревательным элементом 5 в виде обкладок излучателя ТВЧ. В полости камеры размещен блок с катализатором 6, в качестве катализатора использован силоксандиолят натрия. Смеситель 7 винтового типа предназначен для активного перемешивания материала в полости камеры 2, где по обе стороны смесителя установлены излучатели 8 акустических волн (ультразвукового диапазона волн). Рабочая камера 2 реактора 1 соединена патрубками с емкостями 3, заполненными(каждая своим) составом органоциклотрисилоксаном, соединена с емкостью 9, заполненной щелочью, соединена с емкостью 10, заполненной водой, с емкостью 11 в виде баллона, заполненного ацетоном, с баллоном 12, заполненным инертным газом (Не, Аг, Кг). Выходной патрубок 13 камеры имеет отводы: отвод 14, соединенный с баллоном углекислого газа, патрубок 15 - с емкостью приема отработанного в камере углекислого газа, патрубок 16-е контейнером приема продукта.

Баллон 17 углекислого газа и емкость 18 приема отработанного углекислого газа являются сменными, при этом подаваемый газ в емкость 18 контролируют катарометрическим детектором 19 и газовым хроматографом 20 на содержание (и ПДК) посторонних газовых фаз. А подаваемый продукт контролируют электрохимическим детектором 21 и жидкостным хроматографом 22 на содержание (и ПДК) попутных фаз жидкости паров в подаваемом в контейнер 23 готовом продукте.

Установка для получения полиорганосилоксанов работает следующим образом. Через дозаторы 4 из емкостей 3 в полость камеры 2 подают исходные ингредиенты - органоциклотрисилоксаны, также подают воду из емкости 10, ацетон - 11, перемешивают с помощью смесителя 7, используя активатор катализатор 6 - силоксандиолят натрия при

нагреве от элемента 5 до температуры от 50°С (начало процесса) до 120°С (при завершении процесса) при одновременном акустическом воздействии от излучателей 8 и подаче инертного газа - 9 для предупреждения окисления раствора и образования инертной среды; нейтрализацию остатков летучих фаз в полости камеры 2 ведут подачей СО₂ из баллона 17, а газовую фазу с отработанным СО₂ в камере 2 отводят в емкость 18, одновременно анализируя его состав с помощью детектора 19 и газового хроматографа 20 и, при отсутствии сверхнормативных включений (по ПДК) остатков газовых фаз в потоке отводимого CO₂, производят подачу полученного готового продукта(полиорганосилоксана) по патрубку 16 в контейнер 23, анализируя его при этом детектором 21 и жидкостным хроматографом 22 на содержание (по ПДК) посторонних жидких фаз в отводимом продукте, добиваясь соответствия получаемого полиорганосилоксана общей формуле:

и с показателями: R=СО_з ; R'=C₆ Н₅ - CF_зCH₂ CH ₂ -; R''=CH₂=СН-; к=1-2000; l=1-2000; m=0,1-3,0; n=3-500,

что соответствует характеристикам: безусадочность при покрытии поверхностей различных материалов (стекло, полимеры, металлы и т.п.); температуростойкость при нагреве до 150°С и морозостойкость от 0°С до -60°С.

Таким образом, установка для получения полиорганосилоксанов позволяет получить такой материал с молекулярной массой в широких пределах и высокими физико-механическими характеристиками.

1. Установка для получения полиорганосилоксанов общей формулы:

содержащая реактор с камерой обработки исходных материалов, емкости с ингредиентами, дозаторы подачи ингредиентов в камеру, контейнер для накопления получаемого продукта-полиорганосилоксана, отличающаяся тем, что она снабжена емкостями с органоциклотрисилоксанами, нагревательным элементом для задания температуры в полости камеры реактора от 50 до 120°С, блоком с катализатором, размещенным в камере реактора и заполненным силоксандиолятом натрия, в полости камеры размещен винтообразный смеситель, а также размещены излучатели акустических волн, расположенные по обе стороны смесителя, установка также снабжена емкостями: с щелочью, с водой, с ацетоном и баллоном с инертным газом для ввода в ее полость из указанных емкостей: щелочи, воды, ацетона и инертного газа, а выходной патрубок имеет отводы, соединенные с баллоном углекислого газа, с емкостью приема отработанного углекислого газа, контейнером приема получаемого продукта-полиорганосилоксана, при этом патрубок отвода из камеры отработанного углекислого газа оснащен катарометрическим детектором, соединенным с газовым хроматографом, а патрубок подачи продукта в контейнер оснащен электрохимическим детектором, соединенным с жидкостным хроматографом.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что получаемый в камере реактора продукт имеет показатели: R=CO_з; R=C₆H₅-CF _З CH₂ CH₂-; R=CH₂=CH-; к=1-2000; l=1-2000; m=0,1-3,0; n=3-500.