Способ получения полиэфирных смол

Способ получения полиэфирных смол

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

С04иалкстинеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено20.07.76 (21) 2390505/23-05 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано05.09.78.Бюллетень № 33

Гасударственный комитет

Совета Министров СИР оо делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 26 07 78 (72) Авторы изобретения

B. М. Воцосюк, Г. С. Землякова, М. М. Фальковнч н Г. А, Короткевич (7 }) Заявители

Харьковский политехнический институт им. B. И. Ленина и Завод "Красный химик (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭФИРНЫХ СМОЛ

Изобретение касается получения полиэфирных смол из отходов попиэтилентерефталата, применяемых для защитно-декоративных покрытий изделий из металла или дерева, а также для электроизоляционных целей.

Известен способ получения лаковых полиэфирных смол для эмалирования проводов путем нагревания полиэтилентерефталата с глицерином вначале при 250о о

260 С, а затем при 280-285 С в присутствии окиси свинца в качестве катализатора (1).

В лакокрасочной промышленности извес те н также сп ос об и олуче ни я лак овых смол на основе отходов полиэтилентерефталата путем их алкоголиза глицерином в смеси с моноэтиленгликолевым эфиром адипиновой и себациновой кислот(2). Полученные таким образом смолы применяют щ в качестве электроизоляционного покрытия для медных проводов любого сечения.

Однако, лаковые смолы, полученные известными способами, содержат большое 25 количество свободных гидроксильиых групп и требуют применения отвердителя.

Кроме того, получение таких смол отли- . чается сложной технологией, для осуществления процесса требуются высокие темпе ра туры.

Для повышения качества паковых смол на основе отходов полиэтилентерефталата, а также для упрошеняя технологического процесса их получения предложен способ изготовления лаковых смол, заключающийся в том, что олигомеры, полученные алкоголизом отходов полиэтилентерефталага глицерином, конденсируют при нагревании с двухосновными кислотами (3).

По этому способу процесс алкоголиза о проводят при 240 С, а процесс поликцнценсации - при 200-220 С.

Лакокрасочные покрытия на основе таких смол хорошо наносятся на поверхность, обладают высокой адгезией, герМостойкостью и хорошей стойкостью к толуолу

Однако описанные способы пригодны только для получения немодифицированных

622824 лаковых смол, растворимых в токсичных растворителях, что ограничивает их применение: смолы используют только для ьлектроизоляционных лаков, наносимых на медные провода.

Ближайший к изобретению по технй - ческой сущности и достигаемому положительному аффекту способ получения пол»эФирных смол путем переатерификац»» отходов полиэтилентерефгалага маслама и многоагомными спиртами с последующей пол»конденсацией полученного продукта с дикарбоновыми кислотами или

»х ангидридами (41.

Этот способ осуществляют в три стадии:

1) применяемое масло переатерифи/ цируют мгог атомным спиртом;

2) отходы полиэтилентерефталага переатерифицируюг полученной на первой стадии смесью неполных эфиров;

3) полученный продукт подвергают поликонденсации с дикарбоновыми кислотами или их ангидридами. )5

Эти реакции проводят при температуре 260 С.

При нарушении указанной последовательности операций возможно образование гетерогенных фаз, связанных с жела- ЗО тинизацией реакционной смеси, что обусловлено ограниченной растворимостью в масле многоагомных спиртов и полиэтилентерефталага. В результате этого реакция в основном протекает между многоатомным спиртом и полиатилентерефгалагом, что может привести к частичной сщивке последнего и к образованию пространственного полимера.

Длительность rrpouecca пэ этому спэ- 4О собу 3 ч.

Цель изобретения — упрэщение спэсоба и сокращение длительности процесса.

Поставленная цель достигается ге. 1, что переэгерификацию отходов полиэгилеп — 4g терефгалага осуществляют в присутствии ароматической или алипиклическэй мэнэкарбон ов ой к исл эгы.

Лромагические и алицикпические монэкарбоновые кислэгы вследствие цикличес- sp кого строения, имеют большое сродство к полиэгилентерефталагу, благодаря чему повышают его растворимость в реакционной массе, что, в св эю очередь, уск оряе т цереэтерификацию полиэтилен терефгалага, 55

Кроме гого, карбэциклические монокарбоновые кислоты, образуя с миогоатомным спиртом неполные афиры, снижают

его функциональность, что пренятсгвуег сшивке полиатилентерефталата высокофункциональным многоатомным спиртом, которая в обычных условиях синтеза полиэфирных смол затрудняет одновременную переэтерификацию масел и полиатилентерефталага многоатомным спиртом.

В качестве ароматических монокарбоновых кислот по изобрете»ию можно использовать, например, беизойную или па. ратре гичнобугилбензойную кислоту.

В качестве примера получения смол алициклической монокарбоновой кислотой приведены рецепты и технология получения смол, содержащих канифоль и талловэе. масло. Как известно, в состав канифоли входят смоляные кислоты, которые можно отнести к алициклическим монокарбоновым кислотам. Эти же кислоты входят и в состав галлового масла, В качестве алициклических монокарбоновых кислот можно применять такие нафгеновые кислоты.

При использовании алициклических монокарбоновых кислот переатерификацию отходов полиэгиленгерефталата осуществляют при температуре 260 С, применео ние же ароматических монокарбоновых кислот позволяет снизить температуру о переэгерификации до 240 С.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Полиафирная смола на основе высыхающего масла.

450 г льняного масла, 78 г глицерина, 150 г бензойной кислэты и 0,25 г о окиси свинца нагревают до 240 С, после чего загружают 250 г полиатилентерефгалага и выдерживают в течение 1,52,0 ч дэ завершения переатерификации, Затем реакционную массу охлаждают до о

200 С, вводят 72 г фгалевого ангидрида и проводят поликонденсацию при темо перагуре 220 С с применением ксилола для азеотропной отгонки реакционной воды. В реаульгаге получают смолу с кислэгным числом 7,8 мг KOH/г и вязкостью 55%-ного раствора в смеси уайтспирита и ксилола, взятых в соотношении

6:4, по ВЗ-4 при 20 С, равной 27 с.

После введения сиккагнва получают бысгрэсохкущий лак с хорошими физик механическими свойствами лакокрасочной пленки.

Пример 2. Полиэфирная смола на основе пэлувысыхающегэ масла.

500 r подсолнечного масла, 73 r пенгаэрн грига, 1 50 r парагретичн эбугилбензойной кислоты нагревают в присут

622824 ствии О 25 г окиси свинца до температуры 240 С, послу чего загружают 200 г полиатилентерефталата, и выдерживают реакционную массу в течение 1-2 ч до завершения переатерификации. о 5

В охлажденный до 200 С продукт загружают 77 r фталевого ангидрида и проводят поликондансацию при температуре

220 С в среде ксилола с азеотропной о отгонкой реакционной воды. Полученная смола имеет кислотное число 8,2 мг

K0H/г и вязкость 55%ного раствора в смеси уайт-спирита и ксилола (6:4) по

ВЗ-4 при 20 С, равную 21 с.

После введения сиккатива получают лак, 15 высыхающий в условиях горячей и естественной сушки. с образованием пленки, обладающей хорошей твердостью и эластичностьюю, Пример 3. Полиафирная смола на 20 основе полувысыхаюшего масла и канифоли.

525 г подсолнечного масла, 111 г канифоли и 80 г пентааритрита нагревают в присутствии 0,5 г окиси свинца до 25 o температуры 260 С, после чего загружают 193 г полиатилентерефталата, и выдерживают реакционную массу в течение

1-1,5 часа до завершения переатерификации, о чем свидетельствует достижение ЗО неограниченной растворимости отобранной пробы в смеси уайт-спирита и изобутанопа, взятых в соотнош.нии 1:2.

Реакционную массу охлаждают до

210 х 10 С, загружают 91 г фтале- ?5 о вого ангидрида и проводят поликонденсацию до достижения вязкости 60%-ного раствора основы в ксилоле в пределах

55-70 с. по В3-4 и кислотного числа не более 15 мг KOH/r. о

Смолу растворяют в смеси уайт-спирита и ксилола, добавляют сиккатив и получают лак, пригодный для изготовления эмалей холодной и горячей сушки, обладающих хорошей тверд стью и. эластично- 45 стью.

Пример 4. 520 г таллового масла и 150 г хлопковог масла нагревают до 220 С в присутствии окиси свинца, о после чего небольшими порциями загружают 70 г пентааритрита и, повышают о температуру до 260 С, при которой загружают 230 r полиатилентерефталата.

Реакционную массу выдерживают при

260оС в течение 2 чдо достижения неограниченной растворимости пробы в смеси изобутанола и уайт-спирита (1:2), после чего охлаждают до 240 С и за о гружают 30. г фталевого ангидрида.

Дальнейший процесс ведут при 235240оС в течение 1,5 — 2 ч до достижения кислотного числа основы не более

20 мг KOH/г и вязкости 54%-ного раст вора в смеси ксилола уайт-спирита взятых в соотношении 1:1, по ВЗ-4 при

20 С, равной 50-70 с.

Полученный лак применяют для изготовления эмали.

Пример 5. 200 r нафтеновых дистиллированных кислот, 200 r хлопкового масла и 110 г глицерина нагревают в присутствии 0,25 г окиси свинца до о

245 t 5 С, после чего загружают 350г отходов полиатилентерефталата и выдерживают 1,5 — 2 ч до завершения переатерификации. В охлажденный до 200 С продукт загружают 140 г фталевого ангидрида и проводят конденсацию при темо пературе 220 С в среде ксилола с азеотропной отгонкой реакционной воды. Полученная смола имеет вязкость 50%-ного раствора в ксилоле по ВЗ-4 при 2О С

120 с и кислотное число 20 мг KOH/r.

Раствор смолы используют как добавку к нитроцеллюлоэным лакам и амалям для улучшения их эластичности и адгезии.

В таблице приведены результаты испытания лаков на основе полиафирных смол, полученных по примерам 1-5.

Способ по изобретению обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: возможность переатерификации отходов полнатилентерефталата маслами и мгorîàòîìíûìû спиртами в одну стадию, что уменьшает общую продолжительность получения полиэфирных смол в 1,3—

1,5 раза.; снижение температуры переатерифика» о ции реакционной смеси с 260 до 240 С, что уменьшает потери сырья и сокращает анергозатраты производства.

622824

П ока ватель

Раствор смолы по примеру ахает по иодометрической шкале, мг иода

70 100 50

50

Чистота

Внешний вид

Прозрачный, без механических включений

Прозрачный, незначительная опалесценция

Вязкость по ВЗ-4 при 20 С, 21

55 120

Содержание нелетучих, вес. Ъ

55

54 50

Кислотное число основы лака, мг КОН/г

15,0 14>5 19,5

7,8

8,2

Время высыхания (в ч) при температуре, С: о

24 24

1,5 1,5

24

1,5

1-з 5

Твердость пленки

Прочность пленки:

0,45

04 0,36

0,35 при изгибе, мм при ударе, кгс.см

1 1

50 50

50

Составитель E. Макарова

Редактор Л. Ушакова Техред E. Давидович Корректор Л, цебола

Заказ 4830/25 Тираж 641 Подписное

UHHHllH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения . Э

Способ получения полиэфирных смол путем переатерификации отходов полиатилентерефталата маслами и многоатомными спиртами с последуюшей поликон40 денсацией полученного продукта с дикарбоновыми кислотами или их ангидридами, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрошения способа и сокрашения длительности процесса, пэреатерификацию

45 отходов цолиэтилентетрафталата осушествляют в присутствии ароматической или алициклической монокарбоновой кислоты, Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе;

1. Авторское свидетельство СССР № 125382, кл. С 08 Х 11/04, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 159980, кл. С 08 У 11/04, 1962.

3. Авторское свидетельство СССР № 168008, кл С 08 7 11/04, 1962.

4. Патент ГДР ¹ 48846, кл, 22 h, 1/02, 1966,