Способ получения алкидных смол

 

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

Способ получения алкидных смол Способ получения алкидных смол Способ получения алкидных смол Способ получения алкидных смол Способ получения алкидных смол Способ получения алкидных смол Способ получения алкидных смол Способ получения алкидных смол 

 

Похожие патенты:
Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и может быть использовано в производстве пентафталевых красок и эмалей

Изобретение относится к области получения алкидных смол, модифицированных растительными маслами, с использованием отходов полимеров

Наверх