Способ получения алкидных смол

 

0 1 1 И С А Н И Е ()819123

ЙЗОБРЕТЕН йЯ

Ооюз Советскими

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.05.79 (21) 2787421/23-05 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

С 086 63/48 (53) УДК 678.674 (088.8) (43) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.04.81 (72) Авторы изобретения

) А. Н. Мартыненко, В. Н. Задорожный, В. М. Волосюк, Н. Г. Вершинина и М. М. Фалькович (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИДНЫХ СМОЛ

11 — 18

20 — 35

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области получения алкидных смол, которые используют в производстве лаков, эмалей, грунтовок и других лакокрасочных материалов, применяемых в качестве защитных, декоративных и электроизоляционных покрытий.

Известен способ получения алкидных смол путем взаимодействия растительных масел, полиолов, одноосновных и многоосновных карбоновых кислот или их ангидридов (1).

Покрытия на основе смол, полученных этим способом, имеют пониженную стойкость к атмосферным и тепловым воздействиям.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ получения алкидных смол путем взаимодействия растительных масел, глицерина или пентаэритрита, канифоли и фталевого ангидрида (2).

Основными исходными компонентами, входящими в рецептуру алкидных смол, являются, мас.%:

Масло растительное 40 — 55

Канифоль 10 — 24

Полиолы (глицерин или пентаэритрит) фталевый ангидрид

Получение алкидных смол осуществляют в две стадии. На первой стадии проводят алкоголиз триглицеридов жирных кислот в присутствии канифоли, а затем полученный продукт этерифицируют многоосновными кислотами или их ангидридами. Эту стадию проводят до достижения заданных параметров — кислотного числа и вязкости.

Покрытия на основе алкидных смол, в состав которых вводят алициклические или ароматические кислоты, например канифоль, обладают повышенной твердостью, Однако термостойкость и защитные свойства их (водостойкость, солестойкость и влагостойкость) недостаточно высоки.

Целью изобретения является повышение термостойкости и защитных свойств покрытий на основе алкидных смол.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения алкидных смол путем взаимодействия глицерина или пентаэритрита, канифоли и фталевого ангидрида проводят в присутствии 5,0 — 20,0% от веса исходных компонентов кубовых остатков системы ректификации или дистилляции этиленгликоля производства полиэтилентерефталата с гидроксильным числом

500 — 1200 мг КОН/г.

Согласно изобретению используют кубовые остатки, полученные с колонны дистил5

65 ляции Могилевского производственного объединения Химволокно (ТУ 6-06-28-6 — 78) следующего состава, вес.%:

Олигомеры дигликольтерефталата 61,0 — 87,8

Этиленгликоль 12,2 — 39,0 и кубовые остатки системы ректификации этиленгликоля, полученные на Курском производственном объединении Химволокно (ТУ 6-06-18-57 — 77) следующего состава, вес.%:

Дигликольтерефталат 41,8 — 72,1

Диэтиленгликоль 4,8 — 5,6

Этиленгликоль 22,6 — 53,4

В случае использования в качестве одного из исходных компонентов растительных масел процесс осуществляют путем взаимодействия масел, канифоли, полиолов и кубовых остатков с последующей полиэтерификацией дикарбоновыми кислотами или их ангидридами до достижения требуемого кислотного числа и вязкости продукта.

В случае использования жирных кислот растительных масел, а также таллового масла процесс осуществляют при одновременной загрузке всех компонентов реакционной смеси с последующей температурной обработкой до достижения требуемых показателей вязкости и кислотного числа.

При осуществлении предлагаемого способа в рецептуре алкидной смолы содержатся следующие компоненты, мас.%:

Масло растительное или жирные кислоты растительного масла 30 — 55

Канифоль 5 — 20

Многоатомные спирты (глицерин или пентаэритрит) 5 — 15

Кубовые остатки системы ректификации этиленгликоля 5 — 20

Фталевый ангидрид 15 — 39

Пример 1. Для получения алкидной смолы для лака ГФ-95, содержащего 5% кубового остатка состава; дигликольтерефталат — 41,8%, диэтиленгликоль — 4,8%, этиленгликоль — 53,4%, в трехгорлую колбу с мешалкой, термометром, ловушкой и обратным холодильником загружают 23,1 г льняного и 23,1 r подсолнечного масла, 11,2 г глицерина, 10,7 r канифоли, 50 г кубовых остатков с гидроксильным числом

1200 мг КОН/r и проводят реакцию переэтерификации при температуре 230 — 240 С.

Затем вводят 26,9 r фталевого ангидрида, нагревают содержимое до 240 — 250 С и проводят стадию поликонденсации. Контроль реакции осуществляют по снижению кислотного числа и нарастанию вязкости.

Синтез смолы считают оконченным при достижении кислотного числа не более 18 мг

КОН/r и вязкости 60%-ного раствора в ксилоле по вискозиметру ВЗ-4 60 — 70 с.

Пример 2, Для получения алкидной смолы для лака ГФ-95, содержащего 20% кубового остатка состава: олигомеры ди4 гликольтерефталата — 87,8%, этиленгликоль — 12,2%, в трехгорлую колбу с мешалкой, термометром, ловушкой и обратным холодильником загружают 23,1 г льняного и 23,1 г подсолнечного масла, 53 г глицерина, 10,7 rканифоли,,20,,0 г кубовых остатков с гидроксильным числом 500 мг

КОН/r, нагревают смесь до 230 — 240 С и проводят реакцию переэтерификации.

Затем вводят 17,8 г фталевого ангидрида и при 240 — 250 С проводят стадию поликонденсации. Контроль реакции осуществляют по снижению кислотного числа и нарастанию вязкости. Синтез смолы считают окончательным при достижении кислотного числа не более 18 мг КОН/г и вязкости 60%-ного раствора в ксилоле по вискозиметру ВЗ-4 60 — 70 с.

Пример 3. Для получения алкидной смолы для лака ГФ-95, содержащего 12% кубового остатка состава: дигликольтерефталат — 72,1%, диэтиленгликоль — 5,6%, этиленгликоль — 22,6%, в трехгорлую колбу с мешалкой, термометром, ловушкой и обратным холодильником загружают 21,0 г льняного и 21,0 r подсолнечного масла, 9,8 г глицерина, 9,0 г канифоли, 12,0 r кубовых остатков с гидроксильным числом

780 мг КОН/г, нагревают смесь до 230—

240 С и проводят реакцию переэтерификации. Затем вводят 27,2 г фталевого ангидрида и при 240 — 250 С проводят стадию поликонденсации. Контроль реакции осуществляют по снижению кислотного числа и нарастанию вязкости. Синтез смолы считают оконченным при достижении кислотного числа не более 18 мг КОН/г и вязкости 60%-ного раствора в ксилоле по вискозиметру ВЗ-4 60 — 70 с.

Пример 4. Для получения алкидной смолы для лака ПФ-053Н, содержащего 8% кубового остатка состава: олигомеры дигликольтерефталата — 65,4%, этиленгликоль — 34,6%, в трехгорлую колбу с мешалкой, термометром, ловушкой и обратным холодильником загружают 51,9 г подсолнечного масла, 10,9 г канифоли, 9,5 г пентаэритрата, 8,0 г кубовых остатков с гидроксильным числом 800 мг КОН/г, нагревают смесь до 245 — 250 С и проводят реакцию переэтерификации.

Затем вводят 19,7 г фталевого ангидрида и при температуре 255 — 260 С проводят стадию поликонденсации. Контроль реакции осуществляют по снижению кислотного числа и нарастанию вязкости. Синтез смолы считают оконченным при достижении кислотного числа не более 20 мг КОН/r и вязкости 60%-ного раствора в ксилоле по вискозиметру ВЗ-4 50 — 70 с.

Пример 5. Для получения алкидной смолы для лака ПФ-053Н, содержащего

9% кубового остатка состава: олигомеры дигликольтерефталата — 61,0%, этиленгликоль — 39,0%, в трехгорлую колбу с ме819123

oh+

О

«»Э

;ь

О сч ь

О с о

О

»О

О

«»Э

Р»

С4 о

3

Р»

С4 о

3

Р

Р о

3

Р»

С4 о

3

С4

С4 о

«С

С4О ас" о

-О

mo

Q4

3 д

«0 б Ъ - v

Й

2о о

° и

2о

Й

О и с

Ж и а«»I

ОЭ ха

ID

5;

g v

oRo

«й ж

С4O

8 ас" о

8

С4

С4 о х и

И и «Ч

v и

И

-О йс а

° и д

Р,Е

1 1 ЯЯЯ д v

«.

v x о ббб бб б" и

1 1 ЯЯЯ

Й

-О

° и СЧ

v и

И и сч о

Я

Р й» и «Сб

11 RRR

«II х о

ID

° и

Р

-О о

° и «ч

Й ббб а

«й о

И о х бй,й

Р

=c> й

Й

ИЪ

v и сбр

О

ы

Я)

М

Р»

«й

ОЪ «О й» сР CD»Ф «О бР бР О 3 ь б»й»»Ф

О О О О О О О и

И

»» «Р о

° и

И и

-О

v и

Р

»й» о и С 4

«Q СЧ»C» СЧ ф Ж

ООООООО и

И

3о о

° и

-c оо

Оа СЧ сч«Q«О О»йб О «Р »»Ф 3

О CI О О О О О

«РОВIВО й» Ф бО с1» «0 сб

О О О О О О О й-б

С4

С4

«й

CII ж оЯ ж

С4 й> о сб б

И

И

«й ж (» и

Р, «й

»D

Р Р

О и

1Р ж

z и и

«й

Ю

g Р.

Ф ,й 9

О йб йб ббб

С4

Ю

«й

«Ч ь а Р, бй ID

2 З я ж z х а а

Р Р

С4 а> о о

v Р

lQ бР IQ

СЬ Оъ,Оь еее

0» (сб

Я а и е х х

Ж а в

И v

О сй (» сб

И.й а3

III Я

П) »Ф бО й.б йь

С4 Р а а

Р И о о

И Р

Сс» сбй

CO

e e

И И

Й (Т) (7) бй б Ж й(О бй

t» о,й и од и и и

Ижж ох

«М р ооо о

CQ,ь и (» о о х бй: о

«» о о о и

СР ьь

Е» о о х эЯ о

I о

Ю бй о

v и

И

2 о и

И ,й о

»Ф и б

л

Й ж

И о

И е

Е ь ,й

Е

v о х

ФЖ о (» (.б о

4»

««I б

СР д

Р

-О о

О

2 «Q о

819123

Составитель И. Черновй

Техред И. Заболотнова Корректор Л. Слепая

Редактор Н. Потапова

Заказ 642/3 Изд. Ме 258 Тираж 530 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2 шалкой, термометром, ловушкой и обратным холодильником загружают 52,б r дистиллированного таллового масла, 5,3 r подсолнечного масла, 13,5 г пентаэритрита, 9,0 г кубовых остатков с гидроксильным числом 820 мг КОН/r, 19,6 г фталевого ангидрида, нагревают реакционную массу до

240 — 250 С и при этой температуре проводят процесс до достижения кислотного числа не более 20 мг КОН/r и вязкости б0 -ного раствора в ксилоле по вискозиметру В3-4 50 — 70 с.

На основе алкидных смол, полученных по примерам 1 — 3, и органического растворителя приготовлены образцы лака ГФ-95; на основе алкидных смол, полученных по примерам 4 и 5, органического растворителя и наполнителей — образцы эмали

ПФ-133 темно-красной. Физико-механические свойства лаков и эмалей на основе алкидных смол, полученных по предложенному способу, находятся на уровне физикомеханических свойств покрытий на основе алкидных смол, полученных известным способом. Сравнительные термостойкость покрытия при 150 С и их защитные свойства приведены в табл. 1 и 2.

Как видно из приведенных данных, термостойкость и защитные свойства покрытий на основе алкидных смол, полученных 30 предложенным способом, лучше, чем у покрытий на основе алкидных смол, полученных известным способом.

Таким образом, проведение процесса синтеза алкидных смол в присутствии 5 — 20% кубовых остатков системы ректификации и дистилляции этиленгликоля производства полиэтилентерефталата позволяет получать смолы, покрытия на основе которых обладают повышенной термостойкостью и хорошими защитными свойствами.

Формула изобретения

Способ получения алкидных смол путем взаимодействия растительных масел, глицерина или пентаэритрита, канифоли и фталевого ангидрида, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и защитных свойств покрытий на основе алкидных смол, процесс проводят в присутствии 5,0 — 20,0% от веса исходных компонентов кубовых остатков системы ректификации или дистилляции этиленгликоля производства полиэтилентерефталата с гидроксильным числом 500 — 1200 мг КОН/г.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Паттон Т. К. Технология алкидных смол. М., «Химия», 1970, с. 35.

2. Технологический регламент № 10-1-77 производства пентафталевого лака ПФ-053 (прототип).