Способ получения алкидных смол

Способ получения алкидных смол

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области получения алкидных смол, модифицированных растительными маслами, с использованием отходов полимеров. Изобретение позволяет упростить технологию процесса (осуществить на стадии переэтерификации одновременную загрузку исходных компонентов при комнатной температуре, что облегчает введение отходов, сокращает продолжительность ) за счет иЬпользования в синтезе алкидных смол отхода полиамида , продукта взаимодействия оксида свинца с глицерином и бензиловым спиртом или циклогексанолом при их молярном соотношении 1:(5-16):(2-9) соответственно в качестве катализатора и фталевого ангидрида на стадии переэтерификации. 3 табл„ (Л 00 СП QD 05

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3867227/23-05 (22) 30. 1 2. 84 (46) 15.11.87, Бюл. Ф 42 (71) Ивановский химико-технологический институт (72) В.А.Игнатов, А.В.Моргунов, Н. В.Монахова, IO.M.ÁàçàðîB, В, Г.Королев, В.В.Смирнов, Е.M.Ôàäååâ и В.Д.Коржов (53) 678.674 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . Р 730717, кл. С 08 G 63/48, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 622824, кл. С 08 G 63/48, 1976, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИДНЫХ СМОЛ (57) Изобретение относится к области получения алкидных смол, модифициро„„SU„„> 51946 А1 (5ц 4 С 08 G 63/48 С 08 S 11/04 ванных растительными маслами, с использованием отходов полимеров. Изобретение позволяет упростить технологию процесса (осуществить на стадии переэтерификации одновременную загрузку исходных компонентов при комнатной температуре, что облегчает введение отходов, сокращает продолжительность) эа счет использования в синтезе алкидных смол отхода полиамида, продукта взаимодействия оксида свинца с глицерином и бенэиловым спиртом или циклогексанолом при их молярном соотношении 1:(5-16):(2-9) соответственно в качестве катализатора и фталевого ангидрида на стадии переэтерификации, 3 табл.

1351946

Изобретение относится к производству алкидных смол, модифицированных растительными маслами, с использованием отходов полимеров и может быть применено на предприятиях лакокрасочной промышленности.

Целью изобретения является упрощение технологии процесса и расширение ассортимента .используемых отходов.

Получение катализатора. Оксид свинца смешивают с глицерином и с бензиловым спиртом или циклогексанолом при их мольном соотношении 1:(516):(2-9) и проводят реакцию получения алкоголятов при интенсивном перемешивании при 20-90 С 1-24 ч до получения однородной массы, нерасслаивающейся в течение суток, 1

Для синтеза алкидной смолы ПВ-060Н в качестве отходов полиамидов используют поликапроамид (ПКА) и полигексаметилен адипамид (анид) молекуляр— ной массы 15000-25000„

Пример 1 (сравнительный) .

В реактор из нержавеющей стали емкостью 0,35 л, снабженный мешалкой, системой автоматического регулирования температуры, системой подачи инертного газа и системой азеотропной отгонки воды, загружают 171 г подсолнечного масла, 9 г ПКА, 43 86 г пентаэритрита .и 0,108 r соды (0,067 от массы масла и ПКА), Затем включают обогрев, начинают подачу инертного газа, повышают температуру реакционной массы до 260 С в течение 60 мин. При этой температуре ведут алкоголиз масла и ПКА пентаэритритом до достижения реакционной массой растворимости в зтиловом спирте в соотношении 1:5. Полученный переэте- . рификат содержит не вступившие в реакцию частички ПКА в виде осадка.

При дальнейшем алкоголизе в течение

40 мин количество осадка не уменьшается. Затем температуру реакционной массы понижают до 180 С, загружают

76,14 г фталевого ангидрида 30 мин, затем 30 мин повышают температуру рео акционной массы до 240 С и ведут поликонденсацию азеотропным методом при этой температуре до достижения реакционной массой кислотного числа меньше 15 мг КОН/r и вязкости ее

60 -ного раствора в ксилоле при 20 С

70 — 80 с по. В3-4, Полученная основа содержит частички ПКА в виде осадка, количество которых не уменьшается

40 по сравнению с количеством осадка в переэтерификате.

Пример 2 (сравнительный) .

В реактор, описанный в примере l, загружают 16?,64 г подсолнечного масла, 8,82 r ПКА, 43 r пентаэритрита, 5,94 г бензойной кислоты и

0,352 г глета (0,27. от масла и ПКА).

Затем включают обогрев, начинают подачу инертного газа, повышают темпео ратуру до 240 С в течение 60 мин.

При этой температуре ведут алкоголиз масла и ПКА пентаэритритом до достижения растворимости пробы в этиловом спирте в соотношении 1: 5. Полученный перез терификат содержит частички

ПКА, не вступившего в реакцию, в виде осадка, при выдержке 40 мин количество осадка не уменьшается, Далее ведут поликонденсацию в условиях, описанных в примере 1, Количество загружаемого фталевого ангид— рида 78,09 г.

Полученная основа содержит частички ПКА в виде осадка, количество которых не уменьшается по сравнению с количеством осадка в переэтерификате, Пример ы 3-18. В реактор, описанный в примере 1, загружают

158,58 г подсолнечного масла, 8,34

ПКА, 40,68 r пентаэритрита, 11,25 г ангидрида и катализатора, полученного при соотношении исходных компонентов, по примерам: 3) PbO 1 моль, глицерин 12 моль, циклогексанол

1,0 моль; 4) Pb0 1 моль, глицерин

12 моль, циклогексанол 2,0 моль;

5)15-18 РЬО 1 моль, глицерин !2 моль, циклогексанол 4,5 глоль, 6) PbO

1 моль, глицерин 12 моль, циклогексанол 9,0 моль; 7) PbO 1 моль, глицерин 12 моль, циклогексанол, 11,0 моль, 8) PbO 1 моль, глицерин

3 моль, циклогексанол 4,5 моль;

9) PbO 1 моль, глицерин 5 моль, циклогексанол 4,5 моль; 10) РЬО 1 моль, глицерин 16 моль, циклогексанол

4,5; 11) Pb0 1 моль, глицерин

18 моль, циклогексанол 4,5 моль;

12) Pb0 1 моль, глицерин 12 моль; бензиловый спирт \,0 моль; 13) P bO

1 моль, глицерин 12моль,,бензиловый спирт 4,5 моль; 14) Pbo 1 моль глицерин 12 моль, бензиловый спирт

11,0 моль в количестве по примерам:

3-14 — 0,668 r (0,41 от массы масла и полимера); 15 — 0,083 r (0,057 от

3 13519 массы масла и полимера); 16 — 0,167 г (0,01Х от массы масла и полимера);

17 — 1,669 r (1,0X от массы масла и полимера); 18 — 2,003 r (1,27. от массы масла и полимера).

Затем включают обогрев, начинают подачу инертного газа, повышают температуру до 245 С в течение 60 мин.

При этой температуре ведут алкоголиз 10 масла и ПКА пентаэритритом до достижения растворимости пробы в этиловом спирте в соотношении 1:5, температуру реакционной массы понижают до

180 С, загружают 81,18 r фталевого ангидрида 30 мин, затем в течение

30 мин повышают температуру реакционной смеси до 240 С и ведут поликонденсацию азеотропным методом при этой температуре до достижения реак- Zp ционной массой киСлотного числа меньше 15 r КОН/г и вязкости ее 607.-ного раствора в ксилоле при 20 С 70-80 с по В3-4.

Переэтерификат и лаки, полученные 28 по примерам 4 — 6, 9, 10, 13, 16, 17 не содержат частичек непрореагировавшего полиамида и удовлетворяют техническим требованиям на лак ПФ-060Н, Данные по продолжительности синте- 30 эа и качеству лаков приведены соответственно в таблицах 1 и 2.

Уменьшение содержания циклогексанола и бензилового спирта в составе катализатора меньше 2 моль на моль Pbo приводит к появлению частичек непрореагировавшего полиамида в переэтерификате и лаке, Количество частичек не уменьшалось при увеличении длительности синтеза (примеры

3, 12), Увеличение содержания циклогексанола и бензилового спирта в составе катализатора больше 9 моль на моль 45

Pb0 приводит к получению лаков, не содержащих частичек непрореагировавшего полиамида и удовлетворяющих техническим требованиям на лак ПФ-060Н (примеры 7,14). Однако при этом не наблюдается уменьшения продолжительности синтеза по сравнению с синтезом по примеру 6.

Уменьшение или увеличение содержания глицерина в составе катализатора приводит к получению переэтерификата и лака, содержащего частички непрореагировавшего полиамида. Количество частичек не уменьшается при увеличе46

4 нии длительности синтеза (примеры

8,11) .

Уменьшение количества катализатора меньше 0,1% от массы масла и полиамида приводит к появлению частичек непрореагировавшего полиамида в переэтерификате и лаке, Количество частичек не уменьшается при увеличении длительности синтеза (пример 15) .

Увеличение количества катализатора больше 1,ОЕ от массы масла и полиамида приводит к получению лака, не содержащего частичек непрореагировавшего полиамида и удовлетворяющего техническим требованиям лака ПФ-06ОН.

Однако при этом не наблюдается уменьшения продолжительности синтеза по сравнению с синтезом по примеру 17.

Пример 19. Синтез ведут как описано в примере 5, но в отсутствии фталевого ангидрида на стадии алкогоI лиза ° Переэ терификат содержит ча стички ПКА, не вступившего в реакцию.

Далее ведут поликонденсацию, как описано в примере 5. Количество загружаемого фталевого ангидрида составляет 81,18 г. Полученная основа содержит частички IIKA в виде осадка, количество которых не уменьшается по сравнению с количеством осадка в переэтерификате.

Пример 20. Синтез ведут как описано в примере 5, но в качестве полиамида используют анид в количестве 8,34 г.

Пример 21. Синтез ведут как описано в примере 5, с дополнительной заменой растительного масла на полимер. Загружают 150,24 r подсолнечного масла, 8,34 г ПКА, 8,34 г

ПЭТФ. Количество загружаемого фталевого ангидрида на стадии поликонденсации 76,!4 r. Технические показатели и результаты испытаний лака .по примерам 1-21 приведены в табл.1 и 2.

Пример 22. Синтез смолы 188, В реактор из нержавеющей стали емкостью 0,35 л, снабженный мешалкой, системой автоматического регулирования температуры, системой подачи инертного газа и уловителями погонэв загружают 128,4 соевого масла, 9 r

ПКА, 57,06 г глицерина, 0,0549 r катализатора — кальцинированной соды (0,047 от массы масла и полиамида).

Затем включают обогрев, подают инертный газ и повышают температуру до

245 С 60 мин, При этой температуре

25

Таблица

Продолжительность синтеза алкидных смол и наличие частичек полиамида в продуктах при применении различных катализаторов

Катализатор

Пример

Продолжительность синтеза, ° > мин

Наличие частичек полиамида

Х от масСостав поли- общая конпереэтернфикацни в переэтерификате в основе сы масла н ПА денсации

700

400

0,06

1 Сода

1го

1 лет

320

620

120

0,20

PbO, глицерин> циклогексанол 1:12:1,0 0,40

32О

585

100

Pb0, г>п..!ерин, циклогексанол I:12;2,0

0,40 95

170 430

Pb0, глицерин ° циклогексанол 1:! 2: 4,5

0, 0 80

180

425

Pb0, глицерин, цнклогекеанол 1:12:9,0

0,40 60

190

415

РЬО, глицеркн> циклогексанол !: 12: 11,0

0,40 77

I85 425

РЬО, глицерин, цикпогексанол 1:3;4 5

0,40

»о

355 630

РЬО, глицерин, циклогексанол 1:5:4,5

175

0,40 90

430

5 135 19 ведут алкоголиз масла и ПКА глицерином до достижения реакционной массой растворимости в этиловом спирте 1:5, Полученный переэтерификат содержит не вступившие в реакцию частички ПКА в виде осадка. При дальнейшем алкоголизе в течение 40 мин количество осадка не уменьшалось. Затем температуру реакционной массы понижают до 180 С, в течение 30 мин загружают 10

105,4 r фталевого ангидрида, затем

30 мин повьппают температуру реакционной смеси до 240 С и ведут поликонденсацию блочным методом при этой температуре до достижения реакцион- 15 ной массой кислотного числа менее

30 мг КОН/г и вязкости ее 60Х-ного раствора в ксилоле при 20 С 40-60 с по В3-4, Полученная основа содержит час- 20 тички ПКА в виде осадка, количество которых не уменьшилось по сравнению с количеством осадка в переэтерификате.

Пример 23. В реактор, описанный в примере 22, загружают 89,53г соевого масла, 25 r ПКА, 20,21 r фталевого ангидрида, 47,56 r глицерина и 0,5726 r катализатора (0,57. ет массы масла и ПКА) при соотношении РЬО, глицерина и циклогексанола

1:12:4:5, Далее ведут синтез как описано в примере 22, На стадии поликон. денсации загружают 117,13 г фталевого ангидрида, Технические показатели и резуль-, таты испытаний лака по примерам 22 и 23 и ТУ 6-10-1266-72 приведены в табл.3.

Формула изобретения

Способ получения алкидных смол путем алкоголиза отходов полимера и растительного масла и многоатомным спиртом при нагревании в присутствии катализатора и кислотного компонента с последующей поликонденсацией полученного продукта с фталевым ангидридом, отличающийся тем, что, с целью упрошения технологии процесса и расширения ассортимента используемых отходов, в качестве отхода полимера используют отход полиамида, в качестве катализатора—

0,1 — 1,0X от массы растительного масла и полимера продукта взаимодействия оксида свинца с глицерином и бензиловым спиртом или циклогексанолом при их мольном соотношении 1:(5-16):

:(2-9) соответственно, в качестве кислотного компонента — .фталевый BH гидрид.

13S1946

Продол1кение табл.1

Продолзв>тельность синтеза, мнн

Катализатор

Пример наличие частнчек полн а нида

Состав

2 от массы иасла н ПА обдал полнкоив основе денсации

8О 190 435

РЬО, глицерин, цнкпогексанол I:16:4,5 0,40

РЬО> глицерин, циклогексанол 1:18:4,5

345

0 40 95

605

РЬО, глицерин ° бензиловый спирт I: 12: 1,0 0,40

100

350 615

PbO, глицерин, бензиловый спирт 1: 12:4,5 0,40

80

190 435

РЬО, глицерин, бензиловый спирт 1: 12:!1,0 0,40

85

190

445

РЬО, глицерин, циклогексанол 1:12:4 ° 5

120 340 625

0,05

РЬО, глицерин, цнклогексанол I:,I 2::4,5

О ° 10 90

I8О 435

PbO, глицерин> циклогексанол I: 12:4,5 1>00 40

1 90 395

PbO, глицерин, цнклогексанол I:12:4,5

1,20 40

195 400

0>40 90

370 625

РЬО, глицерин, цнклогексанол t> 12:4,5

445

0,40 85

195

О>40

100

150 415

0>04

120 365 650

Сода

РЬО, глицерин, цнклогексанол I; 12:4,5

0 50 60 280 505.Т абли ца 2

Показ Ат ели по примерам

Цвет по 80 60 60 иодометрической

60 100 100 100 100 70 100 100

А А Б А А

Чистота А

Б А

Б Б

Внешний

Прозрачный вид шкале, мг иода

РЬО, глицерин, цнклогексанол I: 12: 4,5

PbO> глицерин, циклогек санол 1:!2-4,5 по

ГОСТ перезтерн4икацин в переэтерипикете

Показатели лака ПФ-060Н

1351 946

Продожкение табл.2

Показатели

Показатели лака ПФ-060Н по

ГОСТУ по примерам

Вязкость по ВЗ-4 при 20 С 60-80 72 83 65 80

85 80 63 90 75

Содержание нелеосновы лака

20 19 14 . 18 9

13 22 20 15

Время высыхания при температуре, С. 24 24 24

2 2

2 2 2 2 едини-. цы

0,20

Прочность пленки

1 1 1 1 1 тучих веществ, вес,X

Кислотное число

Твердость пленки, условные при изгибе,мм при удар е, кгс см

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

51-55 52 50 55 51 50 50 54 51 51 52

24 24 24 24 24 24 24 24

0,20 0,24 0,22 0,20 — 0,23 0,20

50 50 50 50- 50 50 50 0 50 50 50

1351 946

Продолжение табл.2

Показатели лака ПФ-060Н

Показатели по из вестiI 12 13 14 15 16 ному спасо» бу

17 8 19 20 21

60 60 !00 100 60 100 100 100 60 100 100 70 шкале, мг иода

Б Б А А Б А А А Б А А А

Чистота внешний

Вид

Прозрачный

60 65 70 80 68 78 70 85 60 75 85 65

52 52 55 50 55 55 53 55 54 55 55 60

Кислот18 14 5 22 19 12 6 3 25 11 14 15 лака

Время высыхания при температуре, С

2 2 2 2 1,5

2 - 2 2 2

2 2 2

Твер0,21 0,23 — 0,22 0,22 0,23 — 0,20 0,21 0,4 еднниЦвет по иодометрической

Вязкость по В3-4 при 20 С

Содержание нелетучих веществ, вес,7.

Иое число основы дость пленки, у словные

24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24

Прозрачный

1351 946

Продолжение табл.2

Показател

Показатели лака ПФ-060Н по из вест14 15 16,17 18 19 20 21

11 12 13

Прочность пленI l 1 1 1

1 I 1 1 при ударе, кгс см 50 50 50:

50 50 50 50 . 50 50 50 50 50

П р и м е ч а н и е. А — лак прозрачный, не содержащий механических фнмесей; Б " лак прозрачный, содержащий частицы полиамида По известному способу отходы ПЗТФ вводят в Реакционную смесь многоатомного спирта;

Растительного масла предварительно нагретую до

240 — 260 С.

Т а б л и ц а 3

Показатель рам

Цвет по иодометрической шкале, мг вода н/м200

200 300

Чистота

Внешний вид

ПрозрачHbIH

Прозрачный

Прозрачный

30-70

28

Сод ержани е л етучих в еще ств

48-52

11олная

51

Полная

Растворимость в растворителе Ф 646

П р и м е ч а н и е, А — лак прозрачный, без механических примесей;

Б — лак прозрачный, но сЬдержащий частички ПКА.

l ки при иэгибеэмм 1 1 1

Вязкость по В3-4 при

20 С, сек

Кислотное число, мг КОН/г

Не должно наблюдаться выпадение осадка и расслаивание раствора ному способу