Способ получения пленкообразующего

 

Изобретение относится к способам получения пленкообразующих олигомерных материалов на основе стирола и диенов, которые могут быть использованы в лакокрасочной промышленности в рецептурах лакокрасочных материалов, клеев, герметиков. Сущностью изобретения является получение пленкообразующего, обладающего повышенными эксплуатационными свойствами, а именно, повышенными водо-, термо- и морозостойкостью. Пленкообразующее получают свободно-радикальной соолигомеризацией стирола, бутадиена, винилциклогексена и циклооктадиена при нагревании, причем соолигомеризацию ведут при следующем соотношении компонентов, мас. %: стирол 35-38 бутадиен 32-40 винилциклогексен 25-15 циклооктадиен 1-4 инициатор 3-5. Процесс соолигомеризации ведут в массе мономеров при 120-180^oC в течение 6-12 ч. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения пленкообразующих олигомерных материалов на основе стирола и диенов, которые могут быть использованы в лакокрасочной промышленности в рецептурах лакокрасочных материалов, клеев, герметиков.

Известно много способов получения пленкообразующих на основе стирола и диеновых мономеров. Например, для получения пленкообразующего соолигомера свободно-радикальной соолигомеризацией, в качестве сомономера стирола используют продукт дегидрирования димеров пропилена, в основном состоящих из диеновых мономеров [1] Как и у всех пленкообразователей этого класса, начальные физико-механические свойства покрытий довольно высокие, однако они подвержены быстрому "старению" при эксплуатации, т. е. покрытия теряют эластичность и ударную прочность. Кроме того, покрытия изначально характеризуются невысокой водо-, морозо-, термостойкостью, что не позволяет применять этот пленкообразующий материал в лакокрасочных композициях, используемых для наружных работ.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ получения пленкообразующих соолигомеров путем свободно-радикальной сополимеризации стирола с винилциклогексеном и тетрагидроинденом. Соолигомеризацию проводят при 150-300^oC при молярном соотношении смеси диенов и стирола 1:(1: 4) [2] При осуществлении этого способа выход пленкообразующего довольно высок и удается утилизировать отходы производства нефтехимической промышленности. Однако, существенным недостатком этого способа является то, что покрытия на основе известного пленкообразователя характеризуются невысокими показателями водо-, термо- и морозостойкостью. Все эти недостатки ограничивают применение пленкообразующего.

Сущность изобретения заключается в том, что для получения пленкообразующего, обладающего повышенными эксплуатационными свойствами, а именно водо-, термо-, морозостойкостью, пленкообразующее получают свободно-радикальной соолигомеризацией стирола, бутадиена, винилциклогексена и циклооктадиена при нагревании, причем соолигомеризацию ведут при следующих соотношениях компонентов, мас.

Стирол 35-38 Бутадиен 32-40 Винилциклогексен 25-15 Циклооктадиен 1-4 Инициатор 3-5 Процесс соолигомеризации ведут в массе мономеров при 120-180^oC, в течение 6-12 ч. В качестве инициатора применяют гидроперекись этилбензола или гидроперекись изопропилбензола. После завершения реакции отгоняют незаполимеризовавшиеся мономеры. Полученный соолигомер полностью растворяется в уайт-спирите и ксилоле. Пленкообразующее (50%-ный раствор в уайт-спирите) характеризуется следующими показателями: Цвет по иодометрической шкале мг J₂/100 г 60-80 Время высыхания до степени 3, ч 15-19 Прочность пленки при ударе, Дж Не менее 5
Прочность пленки при изгибе, мм 1-3
Твердость пленки, усл.ед 0,45-0,55
Адгезия по методу решетчатых надрезов, балл 1-2
Водостойкость до начала коррозии при 20^oC, сутки 55 -60
Термостойкость покрытия, ^oC 110-126
Морозостойкость покрытия, циклы 15-16
Применение полученного пленкообразующего соолигомера в лакокрасочных композициях существенно улучшает эксплуатационные свойства покрытий, т.е. покрытия на его основе обладают высокими водо-, морозо-, термостойкостью. Это позволяет использовать лакокрасочные материалы на основе предлагаемого пленкообразующего для наружных работ.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1. В автоклав емкостью 0,5 л вводят стирол в количестве 77 г, бутадиен 70,4 г, винилциклогексен 55 г, циклооктадиен 6,6 г, гидроперекись этилбензола 11 г. Синтез проводят при 160^oC в течение 8 ч. По окончании синтеза из реакционной смеси отгоняют непрореагировавшие мономеры при остаточном давлении 10-15 мм рт. ст. и температуре 95-100^oC. Полученный олигомер растворяют в уайт-спирите (50%-ный раствор). Покрытия на основе этого пленкообразующего подвергают испытаниям на термо-, морозо- и водостойкость и определяют физико-механические свойства. Свойства покрытий определяют по стандартным методикам:
Цвет по иодометрической шкале [3]
Время высыхания до степени 3 ГОСТ 19007-73
Прочность пленки при ударе ГОСТ 4765-93
Прочность пленки при изгибе ГОСТ 6806-73
Твердость пленки ГОСТ 5233-77
Адгезия по методу решетчатых надрезов ГОСТ 14140-78
Водостойкость покрытий (М.И.Карякина. Испытание лакокрасочных материалов и покрытий. М. 1988, с.272)
Термостойкость покрытий определяют следующим образом. Пластинки с высушенным покрытием помещают в термостат при 80, 100, 120, 130, 140^oC и выдерживают в течение 4 ч. После выдерживания образцов при определенной температуре покрытия подвергают испытаниям на изгиб и удар.

Определение морозостойкости проводят в холодильной камере при циклическом изменении температуры от 5 до -30^oC. Длительность цикла 72 ч. После испытания покрытия подвергают испытания на изгиб и удар.

Пример 2. Синтез пленкообразующего осуществляют как в примере 1, за исключение того, что стирол вводят в количестве 77 г, бутадиен 77 г, винилциклогексен 52,8 г, циклооктадиен 4,4 г, гидроперекись изопронилбензола 8,8 г. Синтез проводят при 180^oC в течение 6 ч.

Пример 3. Синтез пленкообразующего осуществляют как в примере 1, за исключением того, что стирол вводят в количестве 83,6 г, бутадиен 88 г, винилциклогексен 33 г, циклооктадиен 8,8 г, гидроперекись этилбензола 6,6 г. Синтез проводят при 120^oC в течение 12 ч.

Данные с физико-механических свойствах пленкообразующих на основе соолигомера, полученных в примерах 1-3, приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ получения пленкообразующего путем свободно-радикальной соолигомеризации стирола со смесью диенов в присутствии инициатора при нагревании, отличающийся тем, что в качестве смеси диенов используют смесь бутадиена, винилциклогексена и циклооктадиена при следующем соотношении компонентов, мас.

Стирол 35 38
Бутадиен 32 40
Винилциклогексен 25 15
Циклооктадиен 1 4
Инициатор 3 5
и процесс проводят при 120 180^oС в течение 6 12 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1