Композиция для получения алкидных смол

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности. Композиция для синтеза алкидных смол, включающая фталевый ангидрид, глицерин, полувысыхающее масло, катализатор переэтерификации и сорбиновую кислоту. Способ синтеза алкидного лака включает загрузку подсолнечного масла, глицерина и катализатора переэтерификации, затем подают азот и включают мешалку при нагреве до 240-245°С до полной гомогенизации реакционной массы, после чего проверяют совместимость переэтерификата с этанолом 1:10, охлаждают реакционную массу ниже 170°С и загружают фталевый ангидрид, сорбиновую кислоту, добавляют ксилол, поднимают температуру реакционной смеси до 195-205°С для выделения расчетного количества реакционной воды и достижения кислотного числа полученного алкидного лака 10-15 мг КОН/г и вязкости по ВЗ-4 60%-ного раствора алкидного лака в ксилоле в пределах 50-60 секунд. Изобретение обеспечивает преимущества в качестве получаемых на его основе алкидно-стирольных смол по показателям «Внешний вид», «Цветность по йодометрической шкале», скорости высыхания пленок, твердости и эластичности. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а, именно, к препаратам для синтеза алкидных смол, модифицированных реагентами, содержащими непредельные двойные связи, способные к радикальной сополимеризации.

Существует несколько подходов к получению алкидно-стирольных и алкидно-акрилатных смол, среди которых наибольшее практическое применение в промышленности получил метод радикальной сополимеризации алкидной смолы со стиролом или акрилатами. Для протекания реакции сополимеризации алкидная смола должна иметь в своем составе либо активированные, либо сопряженные двойные связи. Сополимеризация стирола с алкидными смолами на подсолнечном или соевом маслах не происходит ввиду того, что линолевая кислота является несопряженным диеном. Попытка проведения такого рода сополимеразации приводит к гомополимеризации стирола, который несовместим с раствором алкидной смолы и выделяется в виде отдельной фазы. Включение в состав алкидной смолы фрагментов малеиновой кислоты позволяет провести сополимеризацию со стиролом, однако, процесс получения такого рода алкидной смолы сопряжен с риском гелеобразования; кроме того, при хранении готовых эмалей существует опасность желирования.

Более продуктивным является подход к получению алкидной смолы, способной к сополимеризации с мономерами, заключающийся в модификации глифталя жирными кислотами с сопряженными двойными связями. Выбор масел, содержащих сопряженные двойные связи ограничен экзотическими тунговым и ойтисиковым маслами. Применение этих масел как самостоятельно, так и в смесях с полувысыхающими маслами нецелесообразно по экономическим соображениям. Широкое практическое применение нашли алкидные смолы, полученные на основе дегидратированного касторового масла [1]. Касторовое масло применяется как самостоятельно, так и в смеси с высыхающими и полувысыхающими маслами.

Известен способ получения алкидной смолы ГФ-091 из смеси, состоящей из равных долей касторового и подсолнечных масел [2]. Данная алкидная смола применяется для получения алкидно-акриловой смолы АС-0133 [2] и алкидно-стирольной смолы «Хим-Алкид» двух марок [3]. Основным недостатком технологии получения алкидной смолы ГФ-091 является наличие высокотемпературной (до 260°С) стадии дегидратации риценолевой кислоты, входящей в состав касторового масла. Высокая температура, неизбежно, отрицательно сказывается на цветности продукта. Кроме того, дегидратация риценолевой кислоты протекает не полностью и не селективно: наряду с целевой сопряженной кислотой получается несопряженная. Проблема усугубляется отсутствием в производственных условиях оперативного метода анализа продуктов дегидратации. В настоящий момент потребности в касторовом масле удовлетворяются за счет импорта, что повышает сырьевую себестоимость конечного продукта.

Известны композиции, выбранные в качестве прототипа, алкидных смол, модифицированных акрилатами или стиролом, в которых источником реакционноспособных двойных связей служат специально вводимые кислоты: акриловая, метакриловая, кротоновая, полуэфиры малеиновой и фумаровой кислот.

Применение названных кислот имеет существенные недостатки: сопряженные одноосновные кислоты имеют низкие температуры кипения, что замедляет скорость этерификации и требует введения кислотного катализатора; полуэфиры ненасыщенных двухосновных кислот необходимо получать специально, кроме того при совместной поликонденсации с фталевым ангидридом появляется возможность переэтерификации с потерей спиртовой компоненты, а также значительного возрастания вязкости.

Целью изобретения является разработка композиции, лишенной указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве источника реакционноспособных двойных связей применяется сорбиновая кислота, что позволяет вести одновременно поликонденсацию с фталевым ангидридом и модификацию алкида сорбиновой кислотой. Низкая молекулярная масса, наряду с повышенной реакционной способностью сопряженных двойных связей за счет сопряжения с карбоксильной группой, способствует легкому протеканию реакции сополимеризации со стиролом и акриловыми мономерами при последующих этапах приготовления алкидно-стирольных и алкидно-акриловых смол, обладающих существенным преимуществом по сравнению с известными лаками по показателю цветности, времени высыхания, прочности покрытий и их эластичности.

Разработанная композиция содержит в своем составе полувысыхающее масло, сорбиновую кислоту, глицерин, катализатор переэтерификации и фталевый ангидрид при следующих соотношениях компонентов (вес. %):

- сорбиновая кислота - 0,5-5,0;
- глицерин - 10-20;
- катализатор переэтерификации - 0,01-0,1;
- фталевый ангидрид - 25-35;
- полувысыхающее масло - до 100.

Обоснование количественного состава композиции:

- количество сорбиновой кислоты определяется легкостью полимеризации с мономерами: в случае получения акриловых сополимеров достаточным может оказаться 1% от загрузки сырья; синтез стирольных сополимеров лучше протекает при повышенном до 5% содержании сорбиновой кислот в алкидной смоле. Дальнейшее повышение количества сорбиновой кислоты приводит к опасности гелеобразования из-за многочисленных внутримолекулярных сшивок макроцепи алкидно-стирольной смолы;

- количество глицерина (15-20 вес. %) и фталевого ангидрида (25-35 вес. %) обеспечивает соотношение гидроксильных и карбоксильных групп в интервале от 1,2 до 1,4 в получаемой алкодной смоле на основе предлагаемой данным изобретением композиции, что, в свою очередь, обеспечивает необходимые вязкостные показатели получаемых алкидно-стирольных и алкидно-акриловых смол;

- количество катализатора переэтерификации определяется его природой и желаемой скоростью протекания реакции и колеблется от 0,01 до 0,05%. Меньшие количества нецелесообразны из-за большого времени протекания реакции, большие могут привести к появлению «сыпи» при нанесении лака на поверхность защищаемого изделия;

- алкидная смола по количеству масла является жирной, что определяет нижний предел его содержания - 40 вес. %; превышение количества масла более 60 вес. % приводит к чрезмерной пластичности полученных лаковых пленок.

Синтез алкидной смолы на основе данной композиции осуществляется азеотропным методом в реакторе, снабженном термометром, мешалкой, системой подачи инертного газа, системой конденсации паров с водоотделителем и обогревом. Оптимальным является следующее соотношение компонентов (вес. %):

- сорбиновая кислота 2,53;
- глицерин 17,13;
- катализатор переэтерификации 0,01;
- фталевый ангидрид 30,33;
- полувысыхающие масло 50,00.

В реактор загружают подсолнечное масло, глицерин и катализатор переэтерификации, подают азот, включают мешалку и нагревают до 240-245°С до полной гомогенизации реакционной массы. Проверяют совместимость переэтерификата с этанолом 1:10. Охлаждают реакционную массу ниже 170°С и загружают фталевый ангидрид, сорбиновую кислоту. Для удаления воды в виде азеотропной смеси добавляют ксилол. Поднимают температуру реакционной смеси до 195-205°С до полного выделения расчетного количества реакционной воды. Кислотное число реакционной смеси должно быть в интервале 10-15 мг КОН/г, а вязкость по ВЗ-4 60%-ного раствора алкидного лака в ксилоле - 50-60 сек.

Полученная на основе данного изобретения алкидная смола была использована для получения алкидно-стирольной смолы «Хим-Алкид 40/60». Синтез осуществляется в трехгорлой колбе, снабженной мешалкой, термометром и обратным холодильником.

Загрузочная рецептура:

Реакцию ведут по стандартной методике до содержания остаточного мономера в реакционной массе не более 5%.

Физико-химические свойства алкидно-стирольного лака «Хим-Алкид 40/60» и покрытий на его основе, полученного по известным рецептурам в сравнении с аналогичными показателями алкидно-стирольного лака «Хим-Алкид 40/60», полученного по данному изобретению представлены в таблице:

Таким образом, использование алкидных смол, полученных на основе предлагаемой композиции, существенно улучшает качество алкидно-стирольной смолы по показателям «Внешний вид», «Цветность по йодометрической шкале», скорости высыхания пленок, их твердости и эластичности.

Список использованной литературы

1. Е.И. Винглинская, Н.Р. Прокопчук, А.Л. Шутова. Исследование возможности синтеза алкидно-стирольных смол в Республике Беларусь. Химия и технология органических веществ, материалов и изделий. / ISSN 1683-0377. - Минск: Труды БГТУ. №4. 2013. Химия, технология органических веществ и биоматериалов.

2. Частное предприятие «Химпоставщик», Постоянный технологический регламент №10. «Производства смолы алкидной ГФ-091 и смолы алкидно-акриловой АС-0133». Утв. 02.06.2006 г.

3. Частное предприятие «Химпоставщик». Постоянный технологический регламент №12. «Производства алкидных смол». Утв. 02.07.2007 г.

1. Композиция для синтеза алкидных смол, включающая фталевый ангидрид, глицерин, полувысыхающее масло, катализатор переэтерификации и кислоту, содержащую реакционноспособные двойные связи, отличающаяся тем, что в качестве кислоты применяют сорбиновую кислоту при следующих соотношениях компонентов (вес. %):

сорбиновая кислота 0,5-5,0
глицерин 15-20
катализатор переэтерификации 0,01-0,1
фталевый ангидрид 25-35
полувысыхающее масло до 100.

2. Способ синтеза алкидного лака на основе композиции по п. 1, отличающийся тем, что в реактор загружают подсолнечное масло, глицерин и катализатор переэтерификации, подают азот, включают мешалку и нагревают до 240-245°С до полной гомогенизации реакционной массы, проверяют совместимость переэтерификата с этанолом 1:10, охлаждают реакционную массу ниже 170°С, загружают фталевый ангидрид, сорбиновую кислоту, добавляют ксилол, поднимают температуру реакционной смеси до 195-205°С для выделения расчетного количества реакционной воды и достижения кислотного числа полученного алкидного лака 10-15 мг КОН/г и вязкости по ВЗ-4 60%-ного раствора алкидного лака в ксилоле в пределах 50-60 секунд.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к окислительно отверждаемой композиции покрытия, с которой приведен в контакт состав для использования с целью каталитического отверждения окислительно отверждаемых композиций покрытия, в частности окислительно отверждаемых композиций покрытия, включающих окислительно отверждаемую смолу на алкидной основе.

Изобретение относится к средствам защиты от обрастания морскими организмами подводных частей судов, кораблей, субмарин и гидротехнических сооружений, и конкретно к необрастающим эмалям по резине.

Изобретение относится к композиции покрытия. Композиция включает в себя алкидную смолу и сиккатив на основе биядерного комплекса лиганд-марганец, содержащего марганец и 1,4,7-тризамещенный-1,4,7-триазациклононановый лиганд.

Изобретение относится к вариантам композиции для покрытия, способу получения очищенного потока 2-пентанона, подходящего для оксимирования до получения высокоочищенного 2-пентаноноксима.

Изобретение относится к покрывной композиции, содержащей самоокисляемую алкидную смолу и композицию сиккатива. Композиция сиккатива включает: а) комплекс железо-лиганд, содержащий железо и по меньшей мере один биспидиновый лиганд; и b) соединение ванадия.

Изобретение относится к составу для нанесения покрытия, включающему алкидную смолу, отверждаемую окислением, и комплексное соединение хелатирующего агента формулы (I): (I), в которой: каждый R независимо выбран из C1-C24 алкила; Q представляет собой мостик C2-C6 алкилена; и каждый R1, R2, R3 и R4 является атомом водорода; и иона марганца, причем комплексное соединение не является определенным.

Изобретение относится к составу покрытия, отверждаемому окислением. Состав включает алкидную смолу, отверждаемую окислением, и хелатирующий агент формулы (I) в которой каждый из R1, R2, R3 и R4 независимо представляет собой H, C1-C24 алкил, C6-C10 арил, или группу, включающую гетероатом, способный координировать металлический ион; Q представляет собой метилен или этилен, в котором один или несколько водородных атомов могут быть необязательно независимо замещены C1-C24 алкилом или C6-C10 арилом; и Q’ представляет собой этилен или н-пропилен, в котором один или несколько водородных атомов могут быть необязательно независимо замещены C1-C24 алкилом или C6-C10 арилом.
Изобретение относится к области производства алкидных лаков и смол, используемых в качестве пленкообразователей для производства лакокрасочных материалов. Водоразбавляемый пентафталевый алкидный лак ВПФ-050 получают взаимодействием триглицеридов жирных кислот полувысыхающего масла, многоатомного спирта и ангидрида ароматической дикарбоновой кислоты при мольном соотношении 1,0:3,2-3,7:4,2-4,7 соответственно.
Настоящее изобретение относится к полимеру, получаемому посредством проведения реакции: (а) димерных ненасыщенных С12-С22 жирных кислот, содержащих по меньшей мере до 90 % от массы димерных молекул, меньше чем 5 % от массы тримерных молекул и меньше чем 5 % от массы мономерных молекул и других побочных продуктов, с (б) по меньшей мере одним простым полиэфиром общей структурной формулы (I) где R представляет собой C4 алкиленовый радикал, и n выбирают соответственно таким образом, что указанный простой полиэфир имеет среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 450-2200 г/моль, при этом компоненты (а) и (б) применяют в молярном соотношении, которое составляет 0,7/2,3 - 1,3/1,7, и полученный полимер имеет среднечисловую молекулярную массу, которая составляет 1500-5000 г/моль, и кислотное число <10 мг КОН/г.
Изобретение относится к способу производства пентафталевых алкидных смол, являющихся основой для производства полуфабрикатных алкидных лаков, используемых в производстве пигментных красок, эмалей, грунтовок и др.
Изобретение относится к области производства алкидных лаков и смол, используемых в качестве пленкообразователей для производства лакокрасочных материалов. Водоразбавляемый пентафталевый алкидный лак ВПФ-050 получают взаимодействием триглицеридов жирных кислот полувысыхающего масла, многоатомного спирта и ангидрида ароматической дикарбоновой кислоты при мольном соотношении 1,0:3,2-3,7:4,2-4,7 соответственно.
Изобретение относится к способу производства пентафталевых алкидных смол, являющихся основой для производства полуфабрикатных алкидных лаков, используемых в производстве пигментных красок, эмалей, грунтовок и др.
Настоящее изобретение относится к области получения алкидных смол и может быть использовано в лакокрасочной промышленности. Описан способ получения водной эмульсии алкидной смолы, включающий загрузку и смешивание в емкостном ректоре маслосодержащего компонента, глицерина, нагрев смеси до 245-260°C и последующие операции этерификации с введением изофталевой кислоты и винилирования с введением винилтолуола и ди-третичного бутил пероксида, отличающийся тем, что после операции винилирования проводят процесс эмульгирования в присутствии ПАВ, добавление воды и корректировку pH аммиаком с последующей стадией инверсии и добавлением биоцидов.
Изобретение относится к области получения алкидных смол и может быть использовано в лакокрасочной промышленности. .
Изобретение относится к способу получения алкидных смол и может быть использовано для получения полимерных соединений, в частности для получения высококачественного битума.
Изобретение относится к синтезу алкидной смолы, используемой в качестве основы для изготовления лакокрасочных покрытий. .
Изобретение относится к одноупаковочным уралкидным пленкообразующим, которые могут использоваться в качестве лаков или связующих в составе композиций для получения защитных покрытий.

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к производству алкидных лаков с использованием автоматизированной системы управления технологическим процессом, а также касается подачи сыпучих компонентов в реактор со взрывоопасной средой.

Группа изобретений относится к изделию из материала, содержащего полимолочную кислоту, и способу получения изделия. Изделие содержит термоформованную часть, содержащую по меньшей мере одну часть с заданной величиной вытяжки.

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности. Композиция для синтеза алкидных смол, включающая фталевый ангидрид, глицерин, полувысыхающее масло, катализатор переэтерификации и сорбиновую кислоту. Способ синтеза алкидного лака включает загрузку подсолнечного масла, глицерина и катализатора переэтерификации, затем подают азот и включают мешалку при нагреве до 240-245°С до полной гомогенизации реакционной массы, после чего проверяют совместимость переэтерификата с этанолом 1:10, охлаждают реакционную массу ниже 170°С и загружают фталевый ангидрид, сорбиновую кислоту, добавляют ксилол, поднимают температуру реакционной смеси до 195-205°С для выделения расчетного количества реакционной воды и достижения кислотного числа полученного алкидного лака 10-15 мг КОНг и вязкости по ВЗ-4 60-ного раствора алкидного лака в ксилоле в пределах 50-60 секунд. Изобретение обеспечивает преимущества в качестве получаемых на его основе алкидно-стирольных смол по показателям «Внешний вид», «Цветность по йодометрической шкале», скорости высыхания пленок, твердости и эластичности. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Наверх