Способ получения алкидномономерныхсмол

Патент 812793

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4Р (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 280678 (21) 2656473/23-05 (51) + КЛ.

С 08 G 63/48

С 08 G 63/76 с присоединением заявки N2

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,03,81, Бюллетень Мо 10

Дата опубликования описания 150381 (53) УДК 678,674 (088. 8) (72) Авторы изобретеиия 4 ° Ф

Г.П. Зубарь, С.Н. Ковтун и В,И. Черная

Харьковский ордена Ленина политехничес ут им. В.И. Ленина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИДНОИОНОМЕРНЫХ

СМОЛ

Изобретение относится к технологии полимеров, а именно к способу получения алкидномономерных смол, которые могут применяться для защиты как дерева, так и металла в качестве быстросохнущих эмалей и лаков.

В настоящее время в СССР не выпускают алкидномономерные смолы, алкидная основа которых не содержала бы сопряженные двойные связи.

Известен способ получения алкидномономерных смол, содержащих масла с сопряженными двойными связями, которые входят в состав жирового компонента в количестве 15-20% наряду с маслами, содержащими изолированные двойные связи, с целью их гомогенизации (1), Недостатками этого способа являются использование дефицитных растительных масел с сопряженными двойными связями, низкая конверсия винильных мономеров (75-85%), достигаемая за длительный промежуток времени, дополнительная вакуумдистилляция непрореагировавших мономеров, высокая молекулярная масса образующихся цепей винильных мономеров (в среднем 15-20 звеньев стирола), обуславливающая высоковязкие с низким сухим остат- ком лаки.

Наиболее близким техническим решением является способ получения алкидномономерных смол путем взаимодействия смеси жирных кислот и масел, не содержащих сопряженных двойных связей, с полнолом с последующей сополимеризацией полученной алкидной смолы с виниловым мономером. Для ингибирования гомополимеризации виниловых мономеров их вводят в алкидную смолу порционно при

160-220оС со скоростью 3-17 вес.ч.

15 мономера в 1 ч параллельно с агентами передачи цепи, например алкил;меркаптанами или олефинами. Реакцию.получения алкидномономерной смолы проводят в течение 24 ч (2) .

20 . Недостатками этого способа являются длительность процесса, высокая температура процесса и низкие скорости отверждения смолы.

Цель изобретения -. ускорение

25 процесса, снижение температуры и ускорение процесса отверждения смолы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения алкидно30 мономерных смол путем взаимодей812793 спиртов, содержащие > 1гидроксильных групп на моль и р 1 аллильных радикалов на моль эфира (моноаллиловый эфир глицерина, диаллиловый эфир триметилолпропана, триаллиловый эфир пентаэритрита и т,д.), виныльные мономеры, такие, как метилмэтакрилат, бутилметакрилат, стирол, винилтолуол.

Алкидномономерные смолы растворяются как в ароматических, так и в алифатических углеводородах, образуя растворы молярной вязкости с содержанием нелетучих не менее

40%.

Лаки застывают при 18-20 С до

15 состояния без отлипа в течение

7-30 мин, окончательно 5-48 ч, образуя пленки с высокими физикомеханическими показателями и увели- ченным содержанием трехмерного полимера. Отверждение ускоряется добавлением сиккативов.

Таблица 1

Соединения

На основу полуфабрикатного лака, г

Подсолнечное масло

41,07

20,53

10,265

Жирные кислоты таллового масла (ЖКТМ) 4,47

2,235

8 94

Диаллиловый эфир глицерина (АЭГ) 10,0

12,34

27,65

5 0

2,5

3,085

6,937

Глицерин

Фталевый ангидрид

Стирол

Ксилол

6,7

13,875

50,0

25,0

БО

0,0185

0,0092

0,0046

0,5

1,0

100,0185 101,0092 . 100,5046

Итого

Пример 1. Вколбе, снабженной термометром, мешалкой, подачей инертного газа, холодильником с насадкой Дийа и Старка проводят переэтерификацию масла глицерином при 245 2 5 С до растворимости пробы в этиловом спирте (1:5), затем понижают температуру до 190 С, загружают фталевый ангидрид АЭГ, повышают температуру до 230 5 С и ведут () реакцию поликонденсации азеотропным ствия смеси жирных кислот и масел, не содержащих сопряженных двойных связей, с полиолом сополимеризацией полученной алкидной смолы с виниловым мономером, взаимодействие смеси жирных кислот и масел, не содержащих сопряженных двойных связей, с полиолом проводят в присутствии 8-55 вес.Ъ. алкидной смолы неполного аллилового эфира многоатомного спирта,.а сополимеризацию проводят при 100-140 С.

8 качестве исходных реагентов используют масла высыхающего и полувысыхающего типа, не содержащие системы сопряженных двойных связей или их жирные кислоты, таллового масла, насыщенные монокарбоновые кислоты, многоатомные спирты, содержащие ) 2 гидроксильных групп на моль (этиленгликоль, глицерин, пентаэритрит и т.д.), неполные простые аллиловые эфиры многоатомных

Pb (СН СОО}2 г

Гидроперекись кумола (ГПК) На основу На раствор алкидно- алкидномомономерно- номерного го лака, лака, г г методом до кислотного числа 2-5 мг

КОН, затем загружают ЖКТМ и выдерживают до кислотного числа 10 мг КОН.

Смолу охлаждают до 140 С, растворяют в ксилоле, включают обратный холодильник, загружают стирол, перекись бензоила, и подают инертный газ и ведут реакцию сополимеризации при 140 С до конверсии стирола

97% в течение 5 ч.

812793

Таблица .2

На основу алкидномономерного лака, г

Соединения

На основу полуфабрикатного лака, r

На раствор алкидномономерной смолы

Подсолнечное масло

Глицерин

Фталевый ангидрид

26,5

13,25

2,5

5,0

12,5

6,25

6,0

3,0, ЗС

Стирол

0,15

0,075 0,0375

50 25,0

0,5

ГПК

1,0

Ксилол

100,15 . 101 075 100,537

Итого

Пример 2. В колбе, снабженной термометром, мешалкой, подачей инертного газа, насадкой Дина и Старка, получают алкоголизат, как в примере 1, снижают температуру до 190 5 С, загружают кислый эфир, полученный из АЭП и 7,8 r фталевого ангидрида в аналогично оснащенной колбе при 120 С в течение 30 мин, загружают остальное количество

Таблица 3 на основу полуфабрикатного лака, г

Ка раствор алкидномономерного лака, г

На основу алкидномономерного лака, г

Соединения

39,26

10, 15

14, 87

29,74

Подсолнечное масло

Глицерин

3,85

7,69

8,86

17 72

23,4

Фталевый ангидрид

6,23

12,46

24, 25

16,45

12,12

ЖКТМ

Стирол

Ксилол

100

0,24

0,48

ГПК

0;0152

О, 0057

0,0115

Pb(СНЗСОО)

ИТОГО

Триаллиловый эфир пентаэритрита (АЭП) Диаллиловый эфир триметилолпропана (ДАЭТП) фталевого ангидрида, повышают температуру до 230+5 С и ведут реакцию поликонденсации до кислотного числа 5-2 мг KOH.

Полуфабрикатную смолу растворяют в ксилоле, колбу оснащают обратным холодильником, термометром, мешалкой и подачей инертного газа. Стирол подают порциями в течение 2 ч, дают дополнительную выдержку в течение

1 ч до конверсии стирола 98%.

100,0152 100,49 15 100,2457

812793

Пример 3. В колбе, снабженной холодильником, термометром, мешалкой и подачей инертного газа проводят сополимериэацию ДАЭТП со стиролом в присутствии ГПК при 140ОС в течение 3 ч до конверсии стирола

98%. Затем дополняют обратный холодильник насадкой Дина и Старка и при 120-140 С загружают 12,5 r

Соединения

На î" íîâó На основу полуфабри- алкиднокатного мономерлака, r ного лака, r

На раствор алкидномономерноro лака, r

Льняное масло

ЖКТМ

42,895

7,105

21,45

10 73

3 55

1 77

АЭП

7,95

3,97

1,90

l3 12

28,93

6,56

3,28

14,47

7,23

0,02

0,01

Ор 005

ГПК

1,0

0,5

Итого

100,02

Пример 4. 13 колбу загружают льняное масло, глицерин, нагревают до 240 X 5 С, ведут переэтерификацию до растворимости н этиловом спирте l 3, охлаждают до 190сС, загружают фталевый ангидрид, АЭП, нагревают до 230 + 5 С. После снижения кислотного числа загружают

Т.аблица 5

На раствор алкидномономерного лака, г

На основу полуфабрикатного лака, г

Соединения

На основу алкидномономерного лака, r

19 0

15,2

7,7

28, 6

22 88

11,44

Фталевый ангидрид

АЭП

20,9 10,0

Стиру

0,4

ГПК

0,2

Ксилол

100t0 100 4 100,2

Итого

Пример 5. В колбу, снабженную насадкой Дина и Старка, термометром, мешалкой, подачей инертного газа, загружают МАЭГ, нагревают

Глицерин

Фталевый ангидрид

Ксилол

Стирол

Pb (СН 3СОО) фталевого ангидрида и получают кислый эфир в течение 0,5 ч. Повышают температуру до 190"C загружают алкоголизат, полученный, как в примере 1, остальное количество фталевого ангидрида, повышают температуру до 230 + 5 С, после снижения кислотного числа вводят ЖКТМ и снижают кислотное число до (10 мг КОН.

Таблица 4

101,01 100,505

RKTM и доводят кислотное число до

< 10 мг КОН. Готовый полуфабрикат растворяют в ксилоле, понижают температуру реакционной смеси до

140 С, загружают стирол, ГПК с и ведут реакцию сополимеризации в течение 3 ч до конверсии мономера 95%.

52,4 41,92 20, 96 до 160 + 5О C и вводят фталевый ангидрид, повышают температуру до

200-210 С, ведут реакцию поликонден-

$$ сации до полного связывания МАЭГ.

812793

Загружают ДЬЭТП, снижают кислотное число до 10 мг КОН.

Смолу охлаждают до 140 С растворяют в ксилоле, холодильник заменяют на обратный, загружают стирол и ведут сополимеризацию в присутствии

ГПК и инертного газа при 140ОС в течение 3 ч до конверсии стирола

97%.

Пример б. Синтез ведут при том же количественном соотношении

f0 компонентов и технологии,что и в при, Таблицаб

Высыхани беэ отI

Конверсия ономера, %

Общая длительност синтез

Вязкость! с,по

ВЗ-4

Сухой ост.а ток, %

Природа мономера

Скорость введ ния мономера ипа

-мин

1 .Единовременно 5

97,0 60

140

0-15

Стирол

2. Порциями в течение 3 ч 4

То же 98,0 65 То же

То же

3. Единовременно 3

98,0

0-18

То же 3

° !

95,0 70

97,0 56

100,0 59

0-7! °

0-20

12,3

° !

0-15

Винилтолуол

100

98,0 64

Прототип

4. 3,3 r стирола/ .

/100 г в 1 ч 20

160 97, 5 400 75

2-30 35 Стирол

5. 11,1 r стирола/

/100 г в 1 ч 6

400 75

3-50 14 То же

200 98

Таким образом, проведение процесса по способу изобретения позволяет ускорить процесс получения алкидномономерных смол,снизить температуру реакции и повысить скорость отверждения смол.

Формула изобретения!

Способ получения алкидномономерных смол путем взаимодействия смеси жирных кислот и масел, не содержащих сопряженных двойных связей, с полиолом сополимеризацией полученной алкидной смолы с виниловым мономером, отличающийся тем, 55

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1: Патент CIA М 3389104, кл. 260-22! опублик. 1973.

2, Патент Великобритании

М 1376194, кл. С Э P опублик, 1976 °

ВНИИПИ Заказ 688/30 Тираж 530 Подписное

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

Длительность сополимеризации, ч

Тем1 пера тура сопо лиме риза ции, ОС мере 1, только вместо стирола используют винилтолуол.

Пример 7. Получают полуфабрикатный лак при том же соотношении компонентов, как в примере

4. Растворенный в ксилоле лак охлаждают до 100оС, загружают 25 г метилметакрилата, 0,5 перекиси бенэоила и ведут сополимеризацию до конверсии метилметакрилата 98% °

Свойства полученных алкидномономерных смол в сравнении с прототипом приведены в табл. 6 что, с целью ускорения процесса, снижения температуры и ускорения процесса отверждения смолы, взаимодействие смеси жирных кислот и масел, не содержащих сопряженных связей, с полиолом проводят в присутствии 8-55 вес.% алкидной смолы, неполного аллилового эфира многоатомного спирта, а сополимернзацию проводят при 100-140 C