способ получения соли полиакриловой кислоты для закалочной среды

Классы МПК:C08F120/06 акриловая кислота; метакриловая кислота; их металлические или аммониевые соли
C08F4/40 окислительно-восстановительные системы
Автор(ы):, , , , , ,
Патентообладатель(и):Толстов Александр Михайлович
Приоритеты:
подача заявки:
1991-01-03
публикация патента:

Использование: изобретение относится к способам получения соли полиакриловой кислоты для закалочной среды на водной основе, применяемой при термообработке металлов. Сущность изобретения: способ получения соли полиакриловой кислоты путем полимеризации акриловой кислоты в водном растворе в присутствии окислительно-восстановительной системы, состоящей из соли Мора и персульфата, в качестве окислительно-восстановительной системы используют соль Мора и персульфат аммония при молярном соотношении 1 : 25 - 240.

Рисунки к патенту РФ 2056439

Рисунок 1

Изобретение относится к способам получения соли полиакриловой кислоты для закалочной среды на водной основе, применяемой при термообработке металлов.

Известен способ получения соли полиакриловой кислоты полимеризацией акриловой кислоты в водном растворе в присутствии окислительно-восстановительной системы Fe(SO4)2(NH4)2 способ получения соли полиакриловой кислоты для закалочной   среды, патент № 2056439 6H2O/К2S2O8 в молярном отношении 1: 8:12.

Закалочная среда, приготовленная на основе водного раствора данной соли полиакриловой кислоты, обеспечивает требуемый уровень механических свойств металла. Это обусловлено тем, что средняя скорость охлаждения металла при закалке в этой среде в интервале от 850 до 100оС является промежуточной между скоростью охлаждения в воде и скоростью охлаждения в масле. Однако в интервале температур 700.400оС рассматриваемая среда охлаждает металл медленнее, чем масло, а при 400.100оС, т.е. в том интервале температур, где возникновение термических напряжений наиболее опасно, скорость охлаждения в этой среде значительно выше, чем в масле. Это связано со свойствами полимера, получаемого по известному способу.

В среде калиевых солей происходит неполная полимеризация акриловой кислоты. Такой полимер образует на поверхности закаливаемого металла пленку с низкой адгезионной способностью, которая легко разрушается в интервале 400. 100оС при переходе от пленочного кипения к пузырьковому. Поэтому скорость охлаждения на этой стадии возрастает, приближаясь к скорости охлаждения в воде, что обусловливает возникновение закалочных трещин в металле.

Цель изобретения повышение адгезионной способности пленки полимера, обеспечивающей предотвращение образования закалочных трещин на поверхности металла.

Это достигается тем, что в способе получения соли полиакриловой кислоты путем полимеризации акриловой кислоты в водном растворе в присутствии окислительно-восстановительной системы, согласно изобретению в качестве окислительно-восстановительной системы используют Fe(SO4)2(NH4)2 способ получения соли полиакриловой кислоты для закалочной   среды, патент № 2056439 6H2O/(NH4)2 S2O8 в молярном отношении 1:25-240.

Соль полиакриловой кислоты, полученная в среде аммонийных солей (персульфата аммония), образует на поверхности закаливаемого металла пленку с более высокой адгезионной способностью, которая остается прочной в температурном интервале 400.100оС, тем самым замедляя процесс теплоотдачи от металла к закалочной среде.

В результате в закалочной среде с полимером, полученным предлагаемым способом, скорость охлаждения в интервале мартенситного превращения приближается к скорости охлаждения в масле, что обеспечивает устранение закалочных трещин в металле.

П р и м е р 1. Закалочную среду из соли полиакриловой кислоты, полученной согласно способу-прототипу, готовят известным способом: в 4-х литрах воды растворяют 1 л соли полиакриловой кислоты, добавив в раствор 20 г хлористого натрия и 20 г едкого натра. Раствор имеет относительную вязкость 5,15.

П р и м е р 2. В 800 мл воды, нагретой до 50.60оС, при перемешивании растворяют 6,0 г надсернокислого аммония и в полученный раствор добавляют 55 г акриловой кислоты. Затем при интенсивном перемешивании в реакционную смесь вводят равными порциями в 4 приема с интервалом 30 с раствор 0,4 г Fe(SO4)2(NH4)2 способ получения соли полиакриловой кислоты для закалочной   среды, патент № 2056439 6H2O (соли Мора) в 20 мл воды.

Молярное соотношение соли Мора к надсернокислому аммонию составляет в этом случае 1:25.

Через 10.30 мин вливают 30%-ный раствор NaOH до достижения в реакционной среде рН 7.9. В результате образуется однородная масса красно-коричневого цвета.

Для приготовления закалочной среды полученный полимер растворяют в 4 мл воды. Раствор имеет относительную вязкость 2,02.

П р и м е р 3. В 800 мл воды, нагретой до 50.60оС, при перемешивании растворяют 6 г надсернокислого аммония и в полученный раствор добавляют 55 г акриловой кислоты. Затем при интенсивном перемешивании в реакционную смесь вводят равными порциями в 4 приема с интервалом 30 с раствор 0,2 г Fe(SO4)2(NH4)2 способ получения соли полиакриловой кислоты для закалочной   среды, патент № 2056439 6H2O (соли Мора) в 20 мл воды. Молярные соотношения соли Мора к надсернокислому аммонию составляет в этом случае 1:50.

Через 10.30 мин вливают 30%-ный раствор NaOH до достижения в реакционной среде рН 7.9.

В результате образуется однородная жидкотекучая масса красно-коричневого цвета. Для приготовления закалочной среды полученный полимер растворяют в 4 л воды. Раствор имеет относительную вязкость 1,82.

П р и м е р 4. В 800 мл воды, нагретой до 50.60оС, при перемешивании растворяют 14 г надсернокислого аммония и в полученный раствор добавляют 55 г акриловой кислоты. Затем при интенсивном перемеши- вании в реакционную смесь вводят равными порциями в 4 приема с интервалом 30 с раствор 0,1 г Fe(SO4)2(NH4)2 способ получения соли полиакриловой кислоты для закалочной   среды, патент № 2056439 6H2O (cоли Мора) в 20 мл воды. Молярное соотношение соли Мора к надсернокислому аммонию составляет в этом случае 1:240.

Через 10.30 мин вливают 30%-ный раствор NaOH до достижения в реакционной среде рН 7.9.

В результате образуется однородная масса красно-коричневого цвета.

Для приготовления закалочной среды полученный полимер растворяют в 4 л воды. Раствор имеет относительную вязкость 1,32.

Закалочные среды, приготовленные из полимера, полученного по способу-прототипу (пример 1) и согласно примерам 2-4, были исследованы с помощью термозонда из нержавеющей стали.

Определяли среднюю скорость охлаждения центра термозонда в интервалах 700.400оС и 400.100оС в сравнении со скоростью охлаждения того же термозонда в воде и в индустриальном масле И 20. Результаты испытаний представлены в таблице.

Адгезионную способность полимерной пленки определяли методом решетчатых надрезов по ГОСТ 15140-78.

Поверхность испытуемых образцов готовили в соответствии с требованиями ГОСТ 8832-76. Полимерную пленку на поверхности образцов получали путем их нагрева до 850оС и последующего погружения в раствор полимера.

Решетку на полученную пленку наносили с единичным квадратом размером 2х2 мм.

По результатам проведенного испытания адгезия пленки, полученной в растворе полимера, изготовленного по способу-прототипу, оценивается баллом 3; в растворе полимера, изготовленного по предлагаемому способу (примеры 2-4 в описании изобретения) баллом 2.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛИ ПОЛИАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ ДЛЯ ЗАКАЛОЧНОЙ СРЕДЫ путем полимеризации акриловой кислоты в водном растворе в присутствии окислительно-восстановительной системы, состоящей из соли Мора и персульфата, отличающийся тем, что, с целью повышения адегзионной способности пленки полимера, обеспечивающей предотвращение образования закалочных трещин на поверхности металла, в качестве окислительно-восстановительной системы используют соль Мора и персульфат аммония при их молярном соотношении 1:(25 - 240).

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C08F120/06 акриловая кислота; метакриловая кислота; их металлические или аммониевые соли

Патенты РФ в классе C08F120/06:
способ получения триметаллических солей поли(мет)акриловой кислоты -  патент 2462481 (27.09.2012)
соединения триоксепана и композиция для деструкции полипропилена и получения полиакрилатов, содержащих эти соединения -  патент 2268264 (20.01.2006)
способ получения полиакриловой кислоты -  патент 2266918 (27.12.2005)
полиакрилат лидокаина, обладающий пролонгированным местноанестезирующим действием -  патент 2246502 (20.02.2005)
способ получения соли полиакриловой кислоты -  патент 2186792 (10.08.2002)
установка для получения железосодержащей полиакриловой кислоты -  патент 2112593 (10.06.1998)
способ получения редкосшитых полимеров акриловой кислоты -  патент 2088598 (27.08.1997)
биологически совместимый материал для протезов и способ его получения -  патент 2056863 (27.03.1996)
полиакриловая кислота в качестве высокомолекулярного полимерного флокулянта - осадителя шлама в глиноземном производстве и способ ее получения -  патент 2024550 (15.12.1994)

Класс C08F4/40 окислительно-восстановительные системы

Патенты РФ в классе C08F4/40:
активирующий раствор -  патент 2470034 (20.12.2012)
способ суспензионной полимеризации винилхлорида -  патент 2469049 (10.12.2012)
тройные бромсодержащие сополимеры на основе тетрафторэтилена для термоагрессивостойких материалов и способ их получения -  патент 2408608 (10.01.2011)
бромсодержащие сополимеры на основе винилиденфторида для термоагрессивостойких материалов -  патент 2407753 (27.12.2010)
сохраняющий стабильность при хранении раствор ускорителя -  патент 2404197 (20.11.2010)
способ получения перфторированного сополимера, содержащего функциональные группы -  патент 2348649 (10.03.2009)
способ получения поли-1,2-диметил-5- винилпиридинийметилсульфата -  патент 2236418 (20.09.2004)
способ получения модифицированных сополимеров тетрафторэтилена с этиленом -  патент 2156776 (27.09.2000)
способ получения суспензионного поливинилхлорида -  патент 2125064 (20.01.1999)
способ получения высокомолекулярного катионного водорастворимого полимера -  патент 2048479 (20.11.1995)


Наверх