Способ получения основы для олифы
Изобретение относится к получению основы для олифы, предназначенной для производства олиф и масляно-каучуковых красок для внутренних и наружных работ, а также для пропитки пористых поверхностей . Изобретение позволяет повысить стабильность при хранении, увеличить массовую долю бутил каучука в основе, снизить матовость покрытия и улучшить укрывистость краски на ее основе за счет того, что в способе получения основы для олифы путем окисления раствора бутилкаучука в уайт-спирите воздухом с увеличивающимся при конверсии расходом с 0,1 до 0,9 при нагревании в присутствии катализатора раствор бутилкаучука в уайт-спирите окисляют в присутствии 0,15-0,5 мас.% свинцовомарганцевого сиккатива до вязкости 20-40 с по ВЗ-4, йодного числа 11-26 г 12/100 г, гидроксильного числа 10-25 мг КОН/г и содержания карбонильных соединений 0,08- 0,22 моль/л. 6 табл. (/)
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР 2,0 о
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ
," „ ьГС 1 Н Ч ®" AATEHrxO ° + .
TE)l ВМЯВ,Я ч
,, 3
iQO К)
I 3
1д„ (21) 4685096/05 (22) 26.04,89 (46) 23.04.92. Бюл. ¹ 15 (71) Курский политехнический институт и
Курский завод бытовой химии (72) А.М.Иванов, Е.Н.Розанова, Ю.Г.Рыжков, Н.К.Дудченко, В.М.Грабовенко, Т.В.Георгадзе и А.Г.Кузуб (53) 667.621.64(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 1666498, кл. С 09 D 115/00, 1989. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВЫ ДЛЯ
ОЛИФЫ (57) Изобретение относится к получению основы для олифы, предназначенной для производства олиф и масляно-каучуковых красок для внутренних и наружных работ, а
Изобретение относится к технологии получения каучуковых и каучуково-масляных олиф, предназначенных для производства масляно-каучуковых красок для внутренних и наружных работ, а также для пропиток пористых поверхностей жилых и иных зданий перед окраской их масляными и масляно-каучуковыми красками. Оно может быть использовано в лакокрасочной промышленности для производства олиф и красок.
Целью изобретения является повышение стабильности олифы при хранении, увеличение массовой доли бутилкаучука в основе, снижение матовости покрытия и улучшение укрывистости краски на ее основе.
„„ Ы„„1728274 А1 (si)s С 09 D 123/26, С 08 С 19/04 также для пропитки пористых поверхностей. Изобретение позволяет повысить стабильность при хранении, увеличить массовую долю бутилкаучука в основе, снизить матовость покрытия и улучшить укрывистость краски на ее основе за счет того, что в способе получения основы для олифы путем окисления раствора бутилкаучука в уайт-спирите воздухом с увеличивающимся при конверсии расходом с 0,1 до 0,9 мз/мин при нагревании в присутствии катализатора раствор бутилкаучука в уайт-спирите окисляют в присутствии 0,15 — 0,5 мас.o свинцовомарганцевого сиккатива до вязкости 20 — 40 с по В3-4, йодного числа -11-26 г lz/100 г, гидроксильного числа 10-25 мг КОН/г и содержания карбонильных соединений 0,08—
0,22 моль/л. 6 табл.
10-25%-ный раствор бутилкаучукэ в уайт-спирите подвергают окислению воздухом в интервале температур 85 — 100 С в присутствии 0,15 — 0,5 мас. свинцово-марганцевого сиккатива с увеличивающимся по мере снижения вязкости раствора расходом воздуха с 0,1 до 0,9 (м /мин т) до конечной вязкости 20-40 с по ВЗ-4 (20 С). Для облегчения и ускорения процесса окисления растворение бутилкаучука в уайт-спирите и его окисление совершают во времени и ведут так, чтобы максимальная вязкость раствора не превышала 180 с по В3-4 (20 С).
Пример ы 1-6. Предварительно приготовленный раствор бутилкаучука в уайт-спирите загружают в стеклянный реактор емкостью 650 мл, снабженный барботером для подачи воздуха, обратным
1728274 холодильником-конденсатором с каплеотбойниками, системой для улавливания уносимых с протоком газа легколетучих паров растворителя и продуктов деструктивного окисления. Реактор помещают в масляную баню в качестве источника подвода внешнего тепла и включают механическое перемешивание, выполненное в виде рамной вешалки. По достижении 70 С подают ток воздуха с расходом 0,1 м /(мин т) и проводят загрузку катализатора (свинцово-марганцевого сиккатива). Продолжая размешивание и нагрев, доводят температуру до заданного значения. Реакционная смесь приобретает светло-коричневый цвет, свидетельствующий о переходе введенного сиккатива в рабочее состояние, Стабилизируют температуру процесса и проводят контроль за изменением вязкости, По мере снижения вязкости увеличивают расход воздуха, Расход воздуха увеличивают после достижения вязкости оксидата 180 с и менее.
Данные о динамике увеличения расхода воздуха по примерам приведены в таблице
Дополнительно было установлено, что повышать расход воздуха при вязкостях оксидата более 180 с по ВЗ-4 (20 С) нецелесообразно, так как такое повышение приводит к увеличению длительности окисления особенно, когда используют более концентрированные растворы каучука. Такой эффект обусловлен тем, что проток газа уносит растворитель, что приводит к дополнительному концентрированию раствора СК, а следовательно, и к удлинению процесса. К тому же в сильно вязких средах повышенные расходы воздуха приводят не к увеличению поверхности контакта фаз, а наоборот, к уменьшению ее, облегчая выход малых пузырей из объема жидкой фазы в канальные проскоки и большие пузыри воздуха, При достижении вязкости оксидата 20—
40 с по ВЗ-4 (20 С) подачу воздуха прекращают, реакционной смеси дают охладиться, затем ее выгружают в смеситель для приготовления олифы.
Загрузочные, временные и температурные характеристики процесса по примерам приведены в табл.2.
Полученные оксидаты перемещают в трехгорлую колбу с механической мешалкой, добавляют уайт-спирит, свинцово-марганцевый сиккатив, полидиены и глицериновый эфир канифоли, Состав и свойства олиф, полученных по примерам 1 — 7, приведены в табл.3.
Пример 7. В автоклав емкостью
10 м, снабженный паровой обогревающей
55 рубашкой, механической мешалкой и обратным холодильником-конденсатором загружают 4475 кг уайт-спирита и порциями по
50 — 70 кг через каждые 5 — 10 мин 1500 кг предварительно нарезанного на куски
20х20 мм бутилкэучука (масса каучука в загрузке 25%). Герметично закрывают загрузочный люк, включают механическое перемешивание и подают пар в обогревающую рубашку, Доводят температуру до
65 С, на что потребовалось 1 ч 12 мин. По достижении указанной температуры через загрузочный люк автоклава водят 25 кг свинцово-марганцевого сиккатива, закрывают люк, подают ток воздуха с расходом
0,8 м /мин.т и продолжают нагрев до 95 С. з
На эти операции потребовалось 0,5 ч, Стабилизируют температуру на уровне
95 + 3 С и расход воздуха на уровне
0,8 + 0,1 м /мин т и в таком режиме ведут процесс в течение 6 ч. Контроль за его ходом осуществляют путем определения вязкости и сухого остатка отбираемых через каждый час проб. Эти данные приведены в табл. По достижении вязкости 36 с по В3-4 (20 С) и расчетного значения сухого остатка подачу пара в рубашку и воздуха в оксидатор прекращают, продолжая механическое размешивание еще в течение 0,5 ч. Далее прекращают механическое рэзмешивание, полученный оксидат перекачивают в смеситель для приготовления олифы емкостью 70 м и оставляют в нем храниться до набора з массы каучука 5,4 т за счет окисления последующих партий, Характеристики этих партий представлены в табл.5. Последовательность операций аналогична описанным выше.
Характеристика исходного сырья; уайт-спирит ГОСТ 3134-78, полидиены, ТУ
38-103-280-80, сиккатив свинцово-марганцевый, ТУ 6-10-1351-73, эфир канифоли глицериновый, ОСТ 81-26-78, воздух без какой-либо дополнительной очистки. Бутилкаучук марки БК-1675Т 229471030708 ТУ
38.003169-79, ненасыщенность, мол.%
1,6 и 0,2, вязкость по Муни при 100"С (мин)
75 =" 5, содержит окрашивающий противостаритель (аминного типа). Переход к марке
1675н приводит в указанном режиме к изменениям в составах оксидата в пределах (5-7) .
После поступления в смеситель 5,4 т бутилкаучука (в виде продуктов деструктивного окисления) полученные оксидаты тщательно перемешивают, ставят на тип добавкой растворителя, вводят в рецептурном соотношении все остальные компоненты олифы MK 1, перемешивают в
1728274
Таблица 1
Расход возд ха, м / MNH.T
При- Вязкость в момент намер чала повышения расхода воздуха. с по В3-4 по истечении в емени, ч
2.5
З,o
3,5
1,50
2.0
1,25
0.75
1,О
0.50
0.25
0,90
0.90 0.90
0,90
0.90 0.90
0.90 . 0,90
0.55 0,70
0.90
0.90
0,90
0.40
0.40
0.35
0.90
0.90
0,90
О,7О
0.45
0.85
О.9О
0,35
0.35
0.25
0,49
0.90.
0.90
0.25
0,25
0,п
0,65
0,90
0,90
0,30 о,зо
0,г!
0,З6
0,66
0.70
0.20 о,п
0,14
1 г, 3
5
6 о,гз
0.42
0,35
0.15
О!3 о,1г пб
166
164
174
177
180
0,90
0,90
0,90
Таблица 2
П име 5
25.0
4ОО
21,5
400
14,5
4ОО
1О
400
1О
400
1О
400
0,15
0,35
0.50
0.25
0,35
0,50
100
9З
1ОО
0.44
О,48
031
0,25
0.43
0,21
3,П
8,55
0,29
0,41
2,37
0,35
3.50
2,44
0,66 г,п
1,33
0.54
15,2
8,1
5,25
1,75
2,0
2,25 Зт
26.2
40 гг.о7
14,78
1О.О8
32 !
О.!
1О,П
55 течение 1 ч и отбирают пробу на выходной анализ (в лабораторию).
В качестве катализатора используют марганец-свинцовые плавленые промьзшленнйа сиккативы с содержанием металлоi в соответствии СТУ 205 PCcD CP
11-570-83.
Конкретные примеры проведения процесса и свойств основы при использовании различных типов свинцово-марганцевых сиккативов представлены в табл.б.
Формула изобретения
Способ получения основы для олифы путем окисления раствора каучука в уайтХарактеристика загрузки и процесса деструктивного окисления
Концентрация каучука в исходном растворе, мас.
Масса загрузки. г
Массовая доля свинцово-марганцевого сиккатива в загрузке, мас. ф>
Температура стационарного периода процесса. лс
Время выхода на стационарный период процесса(с момента ввода катализатора). ч
Длительность процесса до момента повышения расхода воздуха, ч
Длительность периода повышения расхода воздуха от нижнего значения к верхнему. ч
Суммарная длительность стационарного периода, ч
Конечная вязкость оксидата бутилкаучука. с по В3-4(20 С)
С хой остаток пол ченного оксида, спирите воздухом с увеличивающимся по конверсии расходом с 0,1 до 0,9 м /мин при нагревании в присутствии катализатора, о тл и чаю щийся тем,что,с целью повыше5 ния стабильности олифы при хранении, увеличения массовой доли бутилкаучука в основе, снижения матовости покрытия и улучшения укрывистости краски на ее основе, раствор бутилкаучука в уайт-спирите
10 окисляют в присутствии 0,15 — 0,5 мас,% свинцово-марганцевого сиккатива до вязкости 20 — 40 с по В3-4, йодного числа 11-26 г
l2/100 r, гидроксильного числа 10 — 25 мг
КОН/г и содержания карбонильных соеди15 нений 0,08 — 0,22 моль/л.
1728274
Таблица 3
Пример
Характеристика олифы и покрытий на ее основе
Известный 1 2 3 4 5 6 7 способ
12,7
Вязкость олифы, с по ВЗ-4
Сухой остаток,.мас,ф
32,8
24 23 24 22 23 22 24
1 сут
1 мес
2 мес
600 600 600 700
Цвет по иодометрической шкале 800
700 700 700
0>15 0,15
0 15 0 15 0 15 0 15
Твердость пленки по маятниковому прибору, условные единицы 0,15
0,15
Время высыхания красной краски по ТУ 295 РСФСР 11.514-83, ч 24
Нитеобразование при нанесении на подложку
10 1 1 9 8 8 7 14
Имеет место
Отсутствует
Пониженная Аналогична масляным краскам
Менее 2 13 7 9 11 9 6 8
Матовость по ФБ-2, 3
Укрывистость краски, г/м
110 110 110 1
140 голубой желтой
110 120 110
170 - 160 160
190
Таблица 4
Массовая доля бутилкаучука в олифе, мас.ь
Время высыхания пленки олифы до степени 3 при температуре
20 С, ч
Стабильность олифы при хранении, выраженная через градиент массовой доли сухого остатка по высоте слоя, появляющийся по истечении градиент вязкости по высоте слоя, появляющийся по истечении
1 сут
1 мес
2 мес
Растекаемость наносимой кистью краски по подложке
8,04
58,3
27,4
8,1 8,4 8,0
27,1 22,3 21,8
27,5 27,9 27,2
19,3 24,1 8,06
31,2 33,7 24,!
39,4 44,2 27,1
1728274
СОООС1 9 О 0 N
ОО N p
I - СЧ N CD - р. С ) Q с м- СЧ
S О О
1- С„СОООЛ
I СЧ N CD
ОО
CO О L0 I сТ DСЧ0) с о
Q. с
Ф
Е
K
CD а а
Ф с о
Е х о
l о
Z л с
Ф
1»
S с и
S х о
Е о
Z а
CU
0
=т
1о
Б
CD с и
Е
Y о и . o с Щ
1 о
l х а с
Ф )
1- х
Я
CL CO о х
Ф л
1о л щ m
CL x
Щ и и
CD
=г о а с о
CO
Щ а
v х о о
CO
1Щ а
S о
Y о о
1 о
Z а
Щ
Z о
S у
Щ
1о
Щ
Б
1и
S а
Ф х
1v о х
Щ а
Ф о о
C I л
1v о
Щ
0 О
Z Z
Z Z
Ф CD
М М л л
0. а (I
Л Р) Z л с1с I
CU p
Е С
О х C u л о
Z х с
Ф Щ
S - v
c- v с а
Щ
CD
CO CO и о о о
CO Щ
CO
Ф
1- О
ЩО х
S S о z
0 с ф о
CO c
CL 0
Е щ а
Е с
0 х о
S Z
Ф 0.
u co
Z о о
1о
Z m
ICD o
М л со аа
) л
И Щ а
CO CD
o c
o g
Щ
21— с
О
e О СЧ СО 1.0 ICO I О С 4 >Я 0. CO 0 =Т т CO 1о щ х m = д 0 а 0 S х г ?) CO m c о л с v щ О 1 Z л с g 0 S X с с;(о 1728274 Таблица 6 Пример 1 i Используемый сиккатив 2:1 0,175 0,25 13,5 450 13,5 450 100 100 0,57 0,54 0,49 0,53 0,47 0,51 0,7 о84 !5 3! 3 ° 4 4,1 2,1 1 ° О 6,7 6,0 20 22 34 21 28 13,9 14,0 »,2 33,1 39,2 550 650 700 550 550 550 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 Отсутствует Оониженная Умеренная матовость Сильная матовость 10,12 5 » О »О 120 170 »0 130 160 желтой Характеристика процесса и свойств получаемого пленкообразующего Соотношение марганца и свинца в сиккативе r-атом/г-атом Массовая доля свинцовомарганцевого сиккатива s загрузке Концентрация каучука в исходной загрузке, мас.ь с Масса исходной загрузки, r Температура стационарного периода о процесса, С Время выхода на стационарный период процесса (с момента ввода сиккатива), ч Длительность процесса до момента повышения расхода воздуха, ч Длительность периода повышения расхода воздуха от нижнего значения к верхнему, ч Суммарная длительность стационарного периода: ч Конечная вязкость оксида та бутилкаучука, с по 03-4(20 С) Сухой остаток полученного оксидата, мас.X . Бутилкаучуковая олифа: массовая доля бутилкачука в олифе, мас.а Вязкость олифы, с по 03-4 (20 С) а Сухой остаток ° мас.2 Время высыхания IlllOHKN олифы до степени 3 при температуре 20 С, ч Стабильность олифы при хранении> выраженная через градиент массовой доли сухого остатка по высоте слоя, появляющейся по истечении 1 сут 1 мес 2 мес градиент вязкости по высоте слоя, появляющийся по истечении 1 сут 1 мес 2 мес Цвет по иодометрической шкале Твердость пленки по маятниковому прибору, усл.ед. Бутилкаучуковая краска красная по ТУ 205 РСФСР » .514-83 Время высыхания до степени 3, ч Нитеобразование за кистью при нанесении на подложку Наслянистость и растекаемость наносимой кистью краски по подложке Внешний вид высохшей краски Матовость по БФ-2, а з. Укрывистость краски, г/м голубой. 64п По авт.св. V 1669958 1,1 1 10 1 5 1 3 1 0,5 0,175 0,175 0,175 13,5 13.5 13,5 13,5 450 450 450 450! Оо !Оо !оа !оо 2,9 1,6 1,75 1,9 8,5 3,4 3 ° 6 3,5 14,6 13,6 13,7 13,7 »,6»,о»,0 37,3 26,1 25,5 27,4 40 ° 5 38,5 38,5 39,0 24 24 24 24 1о 24 18 8 Аналогична масляным краскам Слабая средняя » ° 1 31,3 38,9 Стеарат марганца (no прототипу) 
