Способ получения модифицированной алкидной смолы

Способ получения модифицированной алкидной смолы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способу получения модифицированных алкидных смол, используемых для получения защитно-декоративных и электроизоляционных покрытий. Изобретение позволяет упростить технологию процессу (сокращается общая длительность процесса на 1-2,5 ч, появляется возможность, проводить стадии перезтарификации и поликонденсации при более низкой температуре за время, меньшее, чем по известному способу), и повысить тер мостойкость покрытий на основе алкидных смол после вьщержки их в течение 120 и 240 ч при за счет дополнительного прогрева при 240-260 С в течение 2-4 ч в присутствии 0,5- 0,7 мас,% щелочного катализатора кубового остатка производства капролактама - масла ПОД до получения продукта с гидроксильным числом 50-100 мг КОН/г и содержанием нелетучих веществ 70-90,0 мас.%, взаимодействия этого продукта с растительным маслом при массовом соотношении 1:(1-3) соответ- .ственно до получения продукта с гидроксильным числом 20-50 мг КОК/г, :чнслом омыпения 110-150 мг КОН/Г и содержанием нелетучих веществ 80- 92,8 мас.%, с последующей переэтерификацией многоатомным спиртом и поликонденсацией переэтерификата с фталевым ангидридом или его смесью с малеиновым ангидридом по известной технологии до получения конечного продукта. 2 табл. О) со 4 4 1 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3753735/23-05 (22) 13 ° 06 ° 84 (46) 15.10.87. Бюл. У 38 (72) М.М.Фалькович, P.М.Лившиц, Ю.Н.Ильина, В.Е.Половников, В.В.Фирсов, А.Н.Мартыненко и P.À.Ñåìèíà (53) 678.674(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 821450, кл. С 08 G 63/48, 1981. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ АЛКИДНОЙ СМОЛЫ (57) Изобретение относится к способу получения модифицированных алкидных смол, используемых для получения защитно-декоративных и электроизоляционных покрытий. Изобретение позволяет упростить технологию процесса (сокращается общая длительность процесса на 1-2,5 ч, появляется возможность. проводить стадии переэтерификации и поликонденсации прн более низкой температуре за время, меньшее, чем по известному способу), и повысить тер„„80„„1344760 А1 g 4 С 08 С 63/48//С 09 D 3/64 мостойкость покрытий на основе алкидных смол после выдержки их в течение

120 и 240 ч при 60 С за счет дополнительного прогрева при 240-260 С в течение 2-4 ч в присутствии 0 50 7 мас.Х щелочного катализатора кубового остатка производства капролактама — масла ПОД до получения продукта с гидроксильным числом 50-100 мг

КОН/r и содержанием нелетучих веществ

70-90,0 мас.Ж, взаимодействия этого продукта с растительным маслом при массовом соотношении 1:(1-3) соответ.ственно до получения продукта с гидроксильным числом 20-50 мг KOH/г, :числом омыпения 110-150 мг КОН/г и содержанием нелетучих веществ 80"

92,8 мас.Ж, с последующей переэтерификацией многоатомным спиртом"и поликонденсацией переэтерификата с фтале- С, вым ангидридом или его смесью с маленковым ангидридом по известной тех- 2 нологии до получения конечного про- " . дукта. 2 табл.

1 1344760 2

Изобретение относится к способу получения модифицированных алкидных смол для производства лакокрасочных материалов, защитно-декоративных и электроизоляционных покрытий.

Целью изобретения является упрощение технологии процесса и повышение термостойкости покрытий на основе алкидных смол.

Масло ПОД, являющееся крупнотоннажным отходом производства капролактама, имеет следующий состав, мас. .

Олигомеры циклогексанона 61-66

Дициклогексилдианон 12-24

Циклогексанол 3-.10

Циклогексанон 1-"

Фенол 1-3

Легколетучие компоненты Остальное

Пример 1. Масло ПОД выдерживают при 240 С 3 ч в присутствии

0,7 мас. . кльцинированной соды. При этом получают смесь высококипящих продуктов масла ПОД с массовой долей нелетучих веществ 78,2 ма.с.X и гидроксильным числом 88 мг КОН/г следующего состава, мас.X: олигомеры циклогексанона 61; циклогексенилциклогексанон 21; циклогексанол 8; циклогексанон 2; фенол 3; неидентифицированные вещества 5.

Соевое масло и полученную смесь высококипящих продуктов масла ПОД в соотношении 3:1 выдерживают 0,5 ч о при 250 С в присутствии О, 1 мас.X кальцинированной соды. При этом получают переэтерификат растительного масла с массовой долей нелетучих веществ 85,3 мас.Х, гидроксильным числом 20 мг КОН/г," числом рмыления

150 мг КОН/r, полностью растворимый в этиловом спирте в соотношении 1:1.

Для получения алкидной смолы для лака ПФ-020 56 0 мас. . переэтерификата 12,2 мас. .пентаэритрита, 6,2мас.X канифоли нагревают При перемешивании до ?40 С, контролируя процесс алкоголиза по растворимости пробы в этиловом спирте. По завершении процесса реакционную массу охлаждают до 200 С, загружают 25,6 мас. фталевого ангидрида и поднимают температуру до

240 С. При этой температуре проводят стадию поликонденсации до получения смолы заданной степени уплотнения.

Контроль процесса осуществляют по нарастанию вязкости и изменению кислотного числа смолы. Готоную смолу растворяют в смеси растворителей сольвент:уайт-спирит (1:1). При до( бавлении к 50 -ному раствору смолы

6% сиккатива 1К-1 получают лак для покрытий холодной и горячей сушки.

Пример 2. Масло ПОД выдерживают 2 ч при 260 С в присутствии

0,5 мас. едкого натра. При этом получают смесь высококипящих продуктов масла-ПОД с массовой долей нелетучих веществ 90 мас.% и гидроксильным числом 70 мг КОН/г следующего состава, мас. : олигомеры циклогексанона

66; циклогексенилциклогексанон 22,5," циклогексанол 3,0; циклогексанон 1; фенол 2,3; неидентифицированные вещества 5,2.

Подсолнечное масло и полученную смесь высококипящих продуктов масла

ПОД в соотношении 2:1 выдерживают

1 ч при 250 С в присутствии 0,1мас.X кальцинированной соды. При этом получают переэтерификат растительного масла с массовой долей нелетучих веществ 92 мас.%, гидроксильным числом

23, 6 мг КОН/ г, числом омыле ния 1 1 C мг

ЗО КОН/r полностью растворимый в этиловом спирте в соотношении 2:1.

Для получения алкидной смолы для лака ПФ-053 60 мас. . переэтерификата, 5,1 мас. . подсолнечного масла нагреЗ5 вают при перемешивании до 200 С, добавляют 12,6 мас. пентаэритрита и о нагревают реакционную массу до 250 С, контролируя процесс алгоголиза по растворимости пробы в этиловом спир40 те. По завершении процесса реакционную массу охлаждают до 180 С. Загружают 21,3 мас. фталевого ангидрида и 1,0 мас. малеинового ангидрида, о вновь нагревают до 250 С и проводят

45 стадию поликонденсации до получения смолы с заданной степенью уплотнения.

Контроль процесса осуществляют по нарастанию вязкости и снижению кислотного числа смолы.

gp Готовую смолу растворяют в смеси растворителей ксилол:уайт-спирит (2:3). При добавлении к 54 -ному раствору смолы 6 мас.X сиккатива НФ-1 получают лак для покрытий холодной и

55 горячен сушки °

Пример 3. Масло ПОД выдержи,вают при 260 С 4 ч в присутствии

0,5 мас. кальцинированной соды. При этом получают смесь высококипящих.

10

Для получения алкидной смолы для лака ГФ-046 55 мас.Х переэтерификата и 16 мас.Х глицерина нагревают при перемешивании до 240 С, контролируя процесс алкоголиза по растворимости 25 пробы в этиловом спирте. По завершении процесса реакционную массу охлаждают до 220 С, загружают 29 мас.Х фталевого ангидрида, нагревают массу о до 245 С и проводят стадию поликон- ЗО денсации до получения смолы с заданной степенью уплотнения. Контроль процесса осуществляют по нарастанию вязкости и снижению кислотного числа смолы ° Готовую смолу растворяют В Я5 смеси растворителей сольвент: уайтспирит (1:1). При добавлении к

52Х-ному раствору смолы 7 мас.Х сиккатива НФ-1 получают лак для покрытий холодной и горячей сушки. 40

Пример 4. Иасло ПОД выдержиа вают при 250 С 2 ч в присутствии

0,7 мас.% едкого калия. При этом получают смесь высококипящих продуктов масла ПОД с массовой долей нелетучих 45 веществ 82,6 мас.%, гидроксильным числом 50 мг КОН/r следующего состава, мас.Х: олигомеры циклогексанона

65; циклогексенилциклогексанон 17,2; циклогексанол 5; циклогексанон 2; 50 фенол 1,5; неидентифицированные вещества 9,3.

Льняное масло и полученную смесь высококипящих продуктов масла ПОД в соотношении 3:2 выдерживают 0,5 ч при 250 С в присутствии 0,1 мас.Х кальцинированной соды. При этом получают переэтерификат растительного масла с массовой долей нелетучих ве3 13447 продуктов масла ПОД с массовой долей нелетучих веществ 83,5 мас.Х и гидроксильным числом 30 мг КОН/г следующего состава, мас.%: олигомеры циклогексанона 62; циклогексенилциклогек5 санон - 21, 5; циклогексанол 10 циклогексанон 1; фенол 1; неидентифицированные вещества 4,5.

Подсолнечное масло и полученную смесь высококипящих продуктов масла

ПОД в соотношении 6:5 вьдерживают 1 ч при 24С С в присутствии О, 1 мас.Х кальцинированной соды. При этом получают переэтерификат растительного мас-15 ла с массовой долей нелетучих веществ

80 мас.%, гидроксильным числом 40 мг

КОН/г, числом омыления 115 мг КОН/r, полностью растворимый в этиловом спирте в соотношении 1:1, ществ 92,8 мас.Х, гидроксильным числом 20 мг КОН/г, числом омыления

13? мг КОН/г, полностью растворимый в этиловом спирте в соотношении 2: 1.

Для получения алкидной смолы для лака ГФ-01 75,0 мас.Х переэтерифик»та и 8 мас.X глицерина нагревают при перемешивании до 240 С, контролируя процесс алгоголиза по растворимости пробы в этиловом спирте. По завершении процесса алкоголиза реакционную массу охлаждают до -200 С, загружают

17 0 мас.Х фталевого ангидрида, нагревают массу до 240 С и проводят стадию поликонденсации до получения смолы с заданной степенью уплотнения.

Контроль процесса осуществляют по нарастанию вязкости и снижению кислотного числа смолы. Готовую смолу растворяют в ксилоле. При добавлении к 42%-ному раствору смолы 6% сиккатива НФ-1 получают лак для покрытий холодной и горячей сушки.

Пример 5. Иасло ПОД вьдерживают при 250 С 2 ч в присутствии

0,5 мас.X окиси кальция. При этом получают смесь высококипящих продуктов масла ПОД с массовой долей нелетучих веществ 74 мас.Х, гидроксиль:ным числом 80 кг КОН/г следующего

,состава, мас.%: олигомеры циклогексанона 63; циклогексенилциклогекса- . нон 12,0; циклогексанол 8,8; циклогексанон 2; фенол 1; неидентифицированные вещества 13,2.

Соевое масло и полученную смесь высококипящих продуктов масла ПОД в соотношении 9:4 вьдерживают 0,8 ч при 240 С в присутствии 0,1 мас.% кальцинированной соды. При этом получают переэтерификат растительного масла с массовой долей нелетучих веществ 92 мас.%, гидроксильным числом

25 мг КОН/г, числом омыления 143 мг

КОН/r, полностью растворимый в этиловом спирте в соотношении 2:1.

Для получения алкидной смолы для лака ПФ-053 65 мас.% переэтерификата нагревают до 140 С, добавляют к смеси 12,3 мас.X пентаэритрита и нагревают реакционную массу до 240 С, контролируя процесс алкоголиза по растворимости пробы в этиловом спирте. По завершении процесса алкоголиза реакционную массу охлаждают до

180 С, загружают 22,7 мас.% фталевого ангидрида и нагревают массу до о

250 С. Стадию поликонденсации прово5 1344760 дят при 250 C до получения смолы с ,м заданной степенью уплотнения. Контроль процесса осуществляют по нарас- л танию вязкости и снижению кислотного числа смолы. Готовую смолу растворяют в смеси растворителей ксилол:уайтспирит (2:3). При добавлении к

54%-ному раствору смолы 6 мас.% сиккатива 64 получают лак для покрытий холодной и горячей сушки. 10

Лак ПФ-020

Показатель

Лак ПФ-053

По примеру

1 7

Таебова ния ТУ

6-10612-76

По пр:

Требова По изния ТУ вест6-10- ному

612-76 способу

По известному способ у

Цвет по иодометрической шкале, мг Не темнее Не темнее иода . 500 400 220 300 500 500 400

Про- Прозрач- Прозрачный эрач- ный возный можна

Прозрачный

Внешний вид

Прозрач- Проный, воэ- зрачможна ный опалесценция опалесценция

Условная вязкость по вискоэиметру

ВЗ-4 при 20-0,5 С; с 40-60 53 58

49 50-70 58 56

Массовая доля нелетучих веществ, % 50+2 50,8 51,2

50, 1 54+2 55,7 53,8

Ф

Кислотное число, мг

КОН/г Не более

Ее более

196 178 181 20

Пример 6. Масло ПОД выдерживают при 260 С 3 ч в присутствии

0,7 мас.% едкого натра. При этом по лучают смесь высококипящих продуктов масла ПОД с массовой долей нелетучих веществ 82 мас.%, гидроксильным числом 100 мг КОН/г следующего состава, мас.%: олигомеры циклогексанона 66; циклогексенилциклогексанон 24; циклогексанол 3; циклогексанон 2; фенол 3; неидентифицированные вещества 2.

Хлопковое масло и полученную смесь высококипящих продуктов масла ПОД в .соотношении 1:1 выдерживают 0,5 ч при 250 С в присутствии 0,1 мас.% кальцинированной соды. При этом.IIQ лучают переэтерификат растительного

/ асла с массовой долей нелетучих вееств 92,6 мас.%, гидроксильным чисом 50 мг КОН/г; числом омыления

10,3 мг КОН/г, полностью растворимый в этиловом спирте в соотношеии 1:1.

Для получения смолы для лака Гф046 50 мас,% переэтерификата, 20 мас.% хлопкового масла и .9,1 мас.% глицерина нагревают при перемешивании

;до 230 С, контролируя процесс алкого« лиза по растворимости пробы в этиловом спирте.

15 По завершении процесса алкоголиэа реакционную массу охлаждают до 220 С и загружают 20,9 мас.% фталевого ангидрида. Реакционную массу нагревают до 240 С и проводят стадию поликоч20 денсации до получения смолы с заданной степенью уплотнения. Контроль процесса осуществляют по нарастанию вязкости к снижению кислотного числа смолы. Готовую смолу растворяют в

25 смеси растворителей сольвент:уайтспирит (1:1). При добавлении к 52%-ному раствору смолы ? мас.% сиккатива

ЖК-1 получают лак для покрытий холодной и горячей сушки.

1344760

Лак ГФ-01

Лак ГФ-046

По иэвестТребова ния ТУ

6-10612-76

По примеру

Требова По иэ ния ТУ вест6-10- ному

612-76 способу

По примеру имеру

3 6 ному способу

Не нормируется . 700 500

Прозрач" Прозрачный ный, возможна

Прозрач- Прозрачный ный,возможна опалесценция опалесценция

44 52 40-80 61

62 40-60 58

55 0 52+2 53 1 51,2 50 9 42 2 41 9 43 7

Не более

168 180 12 115 109

Не более

16,9 20 17,9

Пример 7. Масло ПОД выдерживают при 255оС 4 ч в присутствии

0,7 мас.Х окиси кальция. При этом получают смесь высококипящих продуктов масла ПОД с массовой долей нелетучих веществ 70 мас.Х, гидроксильным чис лом 90 мг КОН/г следующего состава, мас.%: олигомеры циклогексанона 61,5; циклогексенилциклогексанон 13,0; циклогексанол 10; циклогексанон 1,5; 10 фенол 2; неидентифицированные вещества 12.

Подсолнечное масло и полученную смесь высококипящих продуктов масла

ПОД в соотношении 2: 1 выдерживают 15

0,5 ч при 240 С в присутствии О, 1мас,% кальцинированной соды. При этом получают переэтерификат растительного масла с массовой долей нелетучих веществ 85,4 мас.%, гидроксильным чис- 20 лом 30 мг КОН/г, числом омыления

128 мг КОН/г, полностью растворимый в этиловом спирте в соотношении 2:1.

Для получения смолы для лака ПФ020 58,5 мас.% переэтерификата нагре- 25 вают при перемешивании до 140 С, добавляют к смеси 9,8 мас.% пентаэри-. трита и нагревают реакционную массу до 250 С, контролируя процесс алкоНе темнее

300 700 500 500 600

8 голиза по растворимости пробы в этиловом спирте. По завершении алкоголиэа реакционную массу охлаждают до

180 С, загружают 15,7 мас.% фталевого ангидрида, 2 мас.Х малеинового ангидрида и 14 мас.Х нефтеполимерной смолы, вновь нагревают реакционную массу до 250 С и проводят стадию поликоиденсации до получения смолы с заданной степенью уплотнения. Контроль процесса осуществляют по нарастанию вязкости и снижению кислотного числа смолы. Готовую смолу растворяют в еиеси растворителей сольвент: уайт-спирит (1:1). При добавлении к

50%-ному раствору смолы 7Х сиккатива НФ-1 получают лак для покрытий холодной и горячей сушки.

Алкидные смолы, полученные согласно изобретению, характеризуются хорошими пленкообразующими и высокими защитными свойствами, а также .более высокой термостойкостью покрытий в сравнении со смолами, полученными по известному способу.

Характеристики свойств лаков, изготовленных по примерам 1-7, приведены в табл. 1.

I Таблица1 ;:

1344760

Лак ПФ-053

Лак ПФ-020

Показ атель

По примеру

Треб она нкя ТУ

6-106!2-76

По нзвестПо пр.1 7

Не нор1 мируется

Не более

1,5 1,5 1,5 при 60 С

Ие более

4 4

Не менее .0 35 0,42

Не менее

044 043 025 015 036 через 120 ч тер" мостарения при

60 С Ие нормируется 0,47

Не норми0,48 руется 0,2 0,43

0,47 через 240 ч тер" мостарення при

60 С

То же 0,58 0,52 0,51 То не 0,2 0,46

Стойкость пленки лака к удару, кгс/см -"40 40 40

50 50 через 120 ч термостарения при

60 С

40 50

40 50 50

20 50 . 50

20 50. Изгиб пленки лака, мм

Не нормируется 1

Не нормируется 1

Время высьиания до степени 3 ч при 80 С

Твердость пленки лака, условные единицы через 240 ч термостарения при

600 C через 120 ч термостарения при

6P0С через 240 ч термостарения при

60 С

По иэвестному способу

Тоебова ния ТУ

6-1 О612-76 ному способу

1344760

Нродолжение табл. I

Лак ГФ-046

Лак ГФ-01

По инвестПо примеру

4 нмеру

Не более

1,5 . 1,5 1,5

Не менее Не менее

0,36 0,25 0,32 0,32 0,33 0,30 0,37 0,38

Не норми- Не норми0,44 руется 0,42 0,41 0,42 руется 0,44 0,45

0,46 То ае 0,54 0,47 0,46 То ке 0,58 0,47

20 20

30 30

30

30 50

50

30

10 50

50, 50

Не нормируется 1

Не нормнруется 1

Требова ния ТУ

6-10612-76

Не более

1,5 2

2 ному способу

По примеру

3 6

Требosa ния ТУ

6-106!2-76

13 13447бО l4

В табл. 2 приведены сравнительные ных стадий и процесса в целом по изданные по продолжительности отдель- вестному и предлагаемому способам.

Т ° блад&2

На

Лак ГФ046

Л* Гб-О1

По неве вону спо» себу

По н ному себу

IlP

IlP P 6

IIPII ру 4 стаднн нагрева несла

ЮД, S„ IIPII

240 С

250 С

255 С

260 С

Стадна перевтерибина" цнн ч прн

230 С

О,5

0 ° 5 - 2 о,s

0 5

О,5

24О С

0 5

0 S 2

250 с

Стадие попнноидеисвIllIIle 6l i ПРИ

240еС

6 10

245еС

250оС

260 С

4 В

5 ° S 7

Нагрев реакционной нассы до рабочей тенпературм процесса, ч на стаднн переэтернфйнацни 3

3 3 3

3 3 3

3 3 3 на стаднн ВОли» аонденсацни

3 3 3

3 3 3

0бцаа продоюымтапьность процесса, ч

16tS 1S ° 5 18

1265 1265 16

14,5 16 15

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 4885/2б Тираж 437 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения модифицированной алкидной смолы путем переэтерификацни при нагревании кубового остатка производства капролактама — масла ПОД, с растительным маслом и многоатомным е спиртом с последующей поликонденсацией полученного переэтерификата с фталевым ангидридом или <то смесью с малеиновым ангидридом, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса и повышения термостойкости покрытий на основе алкидных смол, масло ПОД пред40 варительно нагревают при 240-2бО С

-в течение 2-4 ч в присутствии 0,50,7 мас.X щелочного катализатора до получения продукта с гидроксильным числом 50-100 мг КОН/r и содержанием

45 нелетучих веществ 70-90,0 мас.Х, полученный продукт подвергают взаимодействию с растительным маслом при их массовом соотношении 11(1-3) соответственно до получения продукта с гид-

50 роксильным числом 20-50 мг КОН/г, числом омыления 110-150 мг КОН/г и содержанием нелетучих веществ 8092,8 мас.Х и дальнейшей переэтерификации многоатомным спиртом.