Способ получения осажденного сиккатива

Способ получения осажденного сиккатива

Реферат

Изобретение относится к технологии получения сиккатива и может быть использовано в лакокрасочной промышленности.

Способ касается получения осажденного сиккатива путем омыления органических кислот щелочами в водной фазе в присутствии растворителя с дальнейшим введением соли поливалентного металла.

Сиккативы служат катализаторами процесса аутоокислительной сушки маслосодержащих пленкообразующих, а также катализаторами отверждения ненасыщенных полиэфиров и полиуретанов.

Известные способы получения сиккативов достаточны сложны, особенно при проведении таких стадий, как омыление кислот щелочами, растворение полученных мыл и солей металлов, стадия промывки, которые требуют большого количества производственных вод. Следует отметить, что осажденные сиккативы имеют высокую вязкость, поэтому трудно отмываются.

С целью сокращения количества производственных вод используют технологию изготовления сиккатива путем предварительной обработки солей металлов 25% водным раствором аммиака. Полученную после фильтрации аммониевую соль в виде водного раствора используют в качестве удобрения в сельском хозяйстве (Su 296795, 1971 г.).

Известен способ получения сиккатива с целью предотвращения загрязнений сточных вод ионами поливалентного металла, процесс обменного разложения ведут противотоком, при котором в водный раствор солей вводят тонкодисперсную эмульсию водноорганического раствора щелочной соли жирной или нафтеновой кислоты (Su 384387, 1977 г.).

Помимо вопросов усовершенствования технологии получения сиккативов стоит также вопрос повышения каталитической активности существующих сиккативов.

Так, используют продукт взаимодействия ацетата кобальта или марганца, алифатической монокарбоновой кислоты С7-С20 и моно-, ди- или триэтаноламина при их мольном соотношении 1:(0,2-2,5):(0,6-2,5) соответственно. Сиккатив имеет повышенную активность и стабильность при пониженных температурах (Ru 2062280, 1991 г.).

Известен другой способ повышения каталитической активности сиккатива. Так, в алкидную лакокрасочную композицию помимо сиккатива вводят пероксидное органическое соединение в количестве 0,25-2,0 мас.%, например циклонокс LE-50 на основе гидроперекиси изопропилбензола импортного производства или отечественного аналога - гипериза. При этом повышается твердость покрытия, сокращается время его отверждения (Ru 2143449, 1998 г.).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемым является способ получения сиккатива путем омыления жирных кислот дистиллированного таллового масла водным раствором едкого натрия с последующим взаимодействием с солями поливалентных металлов при соотношении жирнокислотного компонента, водного раствора едкого натрия, соли поливалентного металла (100%), мас.%: 20-30:1,5-3,0:5-14 и органического растворителя - остальное. Процесс ведут при температуре 85-90°С, используют 30-46% водный раствор едкого натрия, но концентрация его резко снижается, поскольку раствор вводят в реактор, в котором уже находится вода в количестве 2-5-кратном по отношению к жирнокислотному компоненту.

Отмечается повышение каталитической активности получаемого сиккатива, однако в приведенных таблицах отсутствуют показатели времени высыхания покрытия, количества вводимого сиккатива в лакокрасочный материал (Ru 2182916, 2001 г.).

Технической задачей изобретения является усовершенствование способа получения осажденного сиккатива и повышение его каталитической активности.

Данная задача решается тем, что в способе получения осажденного сиккатива путем взаимодействия жирнокислотного компонента, водного раствора едкого натрия, соли поливалентного металла при нагревании, в среде органического растворителя, водный раствор едкого натрия используют с концентрацией 50-55%. Сначала смешивают жирнокислотный компонент с солью поливалентного металла, далее вводят водный раствор едкого натрия, при их мольном соотношении соответственно 1-1,1:0,5-0,65:1 процесс проводят в токе инертного газа при азеотропной отгонке воды, а к полученному продукту добавляют перекись циклогексанона или перекись метилэтилкетона в количестве 1-2 мас.%. Предлагается одна из рецептур конкретного сиккатива при указанном соотношении жирнокислотного компонента, поливалентного металла, едкого натрия. Рецептура состава осажденного сиккатива, мас.%:

Жирнокислотный компонент	25,48-35,66
Соль поливалентного металла	12,01-14,38
50-55% водный раствор едкого натрия	6,51-13,50
Перекись метилэтилкетона или перекись
циклогексанона	1-2
Органический растворитель	Остальное

В качестве жирнокислотного компонента используют нафтеновую кислоту, например фракции С10-С14, с кислотным числом 240 мгКОН/г, дистиллированное талловое масло с содержанием смоляных кислот ˜24% и кислотным числом 165 мгКОН/г, 2-этилгексановую кислоту и другие. В качестве солей поливалентного металла используют MnSO₄·H₂O, CoSO₄·7H₂O и другие.

С целью повышения каталитической активности сиккатива в его состав вводят перекись метилэтилкетона или перекись циклогексанона. Известно использование перекисных соединений в составе сиккатива.

Использование в предлагаемом составе сиккатива перекиси водорода, гидроперекиси изопропилбензола (гипериза) приводит к нарушению стабильности состава, которую можно восстановить только введением ацетона, что нежелательно. В качестве органического растворителя используют уайт-спирит, нефрас и другие.

Технология получения сиккатива. В реактор с якорной мешалкой и рубашкой для обогрева паром загружают рецептурное количество жирнокислотного компонента и уайт-спирита. Включают мешалку, нагрев, загружают рецептурное количество соли поливалентного металла и нагревают реакционную смесь до 60-70°С.

Далее в смеситель, представляющий собой реактор с якорной мешалкой и рубашкой, загружают рецептурное количество магистральной воды, включают мешалку и дозировано загружают рецептурное количество едкого натрия. Загрузку производят в течение 30 минут. Раствор едкого натрия готовят непосредственно перед загрузкой в реактор. По окончании загрузки раствора едкого натрия в реактор подают инертный газ: углекислоту или азот. Поднимают температуру реакционной массы до 100°С. Продолжая нагрев реактора, отгоняют воду азеотропным способом. Об окончании отгона воды судят по температуре паров. При достижении температуры паров 115-120°С отключают обогрев, полученный сиккатив самотеком поступает в Друк-фильтр, для отделения соответствующих натриевых солей.

Агрегированная в кристаллы соль остается на ткани фильтра, которую дополнительно промывают уайт-спиритом. Предварительно очищенный сиккатив подается в смеситель с рамной мешалкой и рубашкой для дальнейшей тонкой очистки. К готовому продукту добавляют 1-2 мас.% перекиси метилэтилкетона, или перекиси циклогексанона, представляющих собой 100% жидкость. Предлагаемый способ получения можно использовать для получения как однометальных, так и смешанных (2^х, 3^х) сиккативов. При использовании концентрированного водного раствора едкого натрия снижается количество реакционной воды (меньше на 75%). Агрегированная в кристаллы натриевая соль соответствующих кислот остается на ткани фильтра, которая затем промывается и может быть использована, например, в строительстве (Na₂SO₄).

Использование азеотропной отгонки воды дает возможность ее отгона из реактора и многократного использования в синтезе сиккатива. В таблице 1 приведены рецептуры составов получаемых сиккативов и прототипа. В таблице 2 показаны их свойства.

Для определения каталитической активности составов сиккатива они были введены в состав эмалей ПФ-1217 белая (ТУ 6-10-1826-81) и ПФ-266 красно-коричневая (ТУ 6-27-110-84) в количестве 0,5-0,75 мас.%.

Сиккатив по прототипу вводился в количестве 3-6 мас.% согласно нормативной документации для достижения таких же показателей свойств покрытия.

Таблица 1Рецептуры составов сиккатива
Наименование компонентов	1	2	3	Прототип (образец 2)
мас.%/моль	мас.%/моль	мас.%/моль
Кислота нафтеновая	35,66/1,0
2-этилгексановая кислота		25,48/1,05
Масло талловое дистиллированное			29,13/1,1	27
MnSO4·Н2О	12,58/0,65	14,38/0,5
CoSO4·7Н2О			12,01/0,6
Марганец сернокислый, 100%				3,0
Раствор основного ацетата свинца, 100%				6,3
Водный раствор едкого натрия, концентрации
50%		13,50/1,0
55%	10,79/1,0		6,51/1
Едкий натрий технический, 100%				2,4
Перекись метилэтилкетона	1		1,5
Перекись циклогексанона		2
Уайт-спирит	39,97		50,85	61,3
Нефрас С4		44,64

Таблица 2Показатели свойств составов сиккатива
Наименование показателей	1	2	3	Прототип (образец 2)
Массовая доля нелетучих, с.о., %	35	34	34	32
Цвет по йодометрической шкале	70	60	80	60
мгJ2/100 см2
Содержание активного металла, %	5	6	3	Pb-4,5-5; Mn-0,9-1,3
Стабильность раствора				Цвет по йодометрической
Начальная вязкость/ вязкость после				шкале мгJ2/100 см2,
хранения 6 месяцев, при температуре				Начальный 40/ через 3 месяца
20±1°С по вискозиметру типа ВЗ-246 с				хранения 300
диаметром сопла 4 мм (ВЗ-4), с	9/16	10/18	7/12
Показатели свойств покрытия на основе эмали ПФ 1217
Время высыхания до степени 3, ч	24	24	24	24
При температуре 20±2°
Твердость по М-3, усл.Ед.	0,25	0,25	0,25	0,25

Способ получения осажденного сиккатива путем взаимодействия жирно-кислотного компонента, водного раствора едкого натрия и соли поливалентного металла в среде органического растворителя при нагревании, отличающийся тем, что используют 50-55%-ный водный раствор едкого натрия, сначала смешивают жирнокислотный компонент с солью поливалентного металла, далее вводят водный раствор едкого натрия, при их мольном соотношении, соответственно, 1-1,1:0,5-0,65:1 процесс проводят в токе инертного газа с азеотропной отгонкой воды и к полученному сиккативу добавляют перекись метилэтилкетона или перекись циклогексанона в количестве 1-2 мас.%.