Способ получения водорастворимых пленкообразующих

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз оветскии

Социалистическими

Республик ()939462 (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22)Заявлено 08.10.80 (21) 2993296/23 05 с присоединением заявки.%(23) Приоритет—

Опубликовано 30.06. 82. Бюллетень р 24

Дата опубликования описания 30.06.82 (51)М. Кл.

С 08 С 63/76

С 08 F 242/00//

С 09 0 3/64

3Ъоудорстоипвй комитет

СССР ло делам изобретеиий и открытий (53) УДК 667 621. 2 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.И. Заславский, Н.В. Придуцкая и В

Харьковский ордена Ленина политехническ им. В.И. Ленина (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИИЫХ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ

Изобретение относится к способу получения водорастворимых лакокрасочных материалов, которые могут быть применены для пигментированных и непигментированных покрытий, наносимых

5 методом электрофореза.

Известен способ получения водорастворимой композиции, состоящей из алкидной смолы или малеинизированного масла, фено- или аминопласта и акрилового сополимера (1).

Пленки, получаемые из этих материалов, корозионно- и термостойки, обладают хорошей эластичностью и адгезией, однако они склонны к осаж- 1 дению неравномерным слоем, так как композиции представляют собой физическую смесь разнообразных компонентов.

Наиболее близким по технической ro сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ получения водорастворимых пленкообразующих на основе малеинизированного масла или алкидной смолы путем сополимеризации масла или смолы виниловыми мономерами в присутствии перекисных инициаторов при нагревании.

Процесс сополимеризации масла с виниловыми мономерами ведут в присутствии эпоксипроизводных акриловой и/или метакриловой кислоты. Получаемые сополимеры хорошо растворимы в водных растворах оснований, стабиль ны при разбавлении водой, что способствует равномерному нанесению покрытий на их основе, осуществляемому методом электрофореза. Лакокрасочные материалы на основе этих сополимеров наносят при напряжении

10-180 В. Концентрация раствора

10-20, рН 8,0-8,5. Режим сушки покрытия: 180 С, время 30 мин. Покрытия выдерживают удар 50 кг/см, имеют прочность на изгиб 1 мм (21.

Однако указанные материалы имеют .,недостаточные электрофоретические свойства (максимальное напряжение

3 93946 нанесения 180 В) и высокую темпера- туру сушки (180 C).

Цель изобретения — улучшение электрофоретических свойств и снижение температуры сушки. 5

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения водорастворимых пленкообразующих на основе малеинизированного масла или алкидной смолы путем сополимеризации мас- 10 ла или смолы с виниловыми мономерами в присутствии перекисных инициаторов при нагревании в качестве виниловых мономеров используют смесь метилметакрилата, бутилметакрилата 15 и акриловой кислоты и полученные сополимеры подвергают взаимодействию с эпоксидным олигомером на основе дифенилолпропана и эпихлоргидрина или с эпоксиэфиром этого олигомера щ и жирных кислот таллового или льняо ного масла при 115-130 С в течение

1-2 ч.

При использовании эпоксидного олигомера на основе дифенилолпропана у5 и эпихлоргидрина - смолы ЭД-20 с мол,мас. 440 или эпоксиэфира на осно. ве этой смолы достигается комплекс электрофоретических и защитно-декоративных свойств. В процессе модификации происходит структурирование по свободным карбоксильным группам акриловой кислоты, входящей в состав сополимера акрилатов и малеинизированного масла или смолы, и эпоксидным группам эпоксиднввх олигомеров, за счет чего снижается температура сушки. Эта реакция начинается при

115 С, но проходит очень медленно.

Наилучших результатов можно добиться при соблюдении температурного режима модификации 125-130 С, при котором происходит максимальное связывание эпоксидных олигомеров. При повышении температуры до 135 С структурирование проходит очень быстро с резким нарастанием вязкости и потемнением реакционной массы. Такие смолы трудно растворимы, а пленки, получаемые из этих растворов, обладают неудов50 летворительным внешним видом.

Иалеинизированное масло получают выдержкой при 190-210 С в течение

1,5-2 ч 854 льняного масла и 153 малеинового ангидридов.

В качестве алкидной смолы используют пентафталевую смолу жирностью

61,53 и кислотным числом 70-80 мгКОН/г

Эпоксиэфир получают сплавлением эквимолярных количеств смолы ЭД-20 и жирных кислот льняного или таллового масла при 170-190О С до кислотного числа (к.ч,) 1 мгКОН/г.

Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают малеинизированное льняное масло, метилметакрилат, бутилметакрилат, акриловую кислоту и дифениламин в количествах, укаэанные в табл. 1.

Включают мешалку и обогрев. По достижении температуры 100+5ОС загружают третью часть расчетного количества перекиси бензоила, остальное количество - с интервалом в 2 ч двумя порциями при той же температуре. Через 6 ч после начала реакции проверяют сухой остаток (с.о.).

При с.о. ) 954 загружают эпокси/ эфир, поднимают температуру до 115135 С и выдерживают 1-2 ч до к. ч.

50-60 мгКОН/г. Реакционную массу охлаждают до 60-70 С, растворяют до

753-ной (75 13) концентрации в смеси растворителей изобутанол:изопропанол:

:бутилцеллозольв в 1:1:0,6 (мас.ч.) и перемешивают в течение 30 мин до образования однородной массы. На основе полученного раствора пленкообразующего готовят рабочие растворы для нанесения покрытий методом электроосаждения (с.о. 5-202:, рН 9,0-9,5)

Напряжение нанесения 180-220 В, толщина 17-40 мкм. Температура сушки

130 С, время 30 мин.

Пример 2 . Масляно-акриловый сополимер синтезируют по технологии, описанной в примере 1, и подвергают его взаимодействию со смолой ЭД-20 при 125ОС в течение

1 ч 30 мин. Готовят рабочий раствор с с.о. 9,863, рН 9,0. Напряжение нанесения 200-220 В, толщина покрытия 32-38 мкм. Режим сушки: 130 С, время 30 мин.

Температурный режим модицикации масляно-акриловых сополимеров приведен в табл. 2.

Как видно из данных табл. 2, наиболее оптимальным режимом для модификации масляно-акриловых сополимеров эпоксиолигомерами является температура 125-130 С, время 1,5-2 ч.

При понижении или повышении температуры модификации неблюдается

5 9394 ухудшение электрофоретических свойств получаемых пленкообразующих.

Пример 3. Алкидную смолу синтезируют по известной технологии при 190-200 С на основе пентаэритрита, фталевого ангидрида и льняного масла. К.ч. смолы 70-80 мгКОН/r.

Алкидно-акриловый эфир синтезируют аналогично примеру 1. Модификацию осуществляют эпоксиэфиром при 130 С 10 в течение 1 ч 30 мин. Готовят рабочий раствор пленкообразующего с с.о.

10,13 и рН 9,1. Напряжение нанесения

180-200 В, толщина покрытий 30-35 мкм

Режим сушки: 130 С, время 30 мин. 13

Пример 4. Алкидно-акриловый сополимер модифицируют эпоксидной смолой при 130 С в течение ч 20 мин. Готовят рабочий раствор пленкообразующего с с.о. 10,1 и 20 рН 9,2. Напряжение нанесения 180200 В, толщина покрытия 35-38 мкм.

62 6

Температурный режим модификации алкидно-акриловых сополимеров приве. ден в табл. 3.

Наиболее oflTHMBJlbHblM режимом для модификации является температура

120-130 С, время 1,5-2 ч. При понижении или повышении температуры наблюдается ухудшение электрофоретических свойств получаемых пленкообразующих.

Загрузочная рецептура компонентов представлена в табл. 1.

На основе полученных модифицированных сополимеров готовят эмали, защитные свойства которых (коррозионная стойкость) несколько лучше по сравнению с прототипом.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить электрофоре тические свойства и понизить температуру сушки пленкообразующих.

939462

Ф R

cZ >z

* о о с

Y O о с о

Ф !

Е Z

tII

«Ф

О О а. S о о

СУ1 ФЧ

1 1

Z Y о еф

С,Я о о

1 Z

Щ

О ф

«с о к а

>z о с о

1 ФО

>Я о х

Ф

tl! о а

S S о

S Y е о

S. C

tZ Ф» о

Z S

° Z

u Z с ф

X о

S е

О С>

CO C>1

1 I

tQ

\")

О>

tl

I» ф

Ф>Ъ а

tII

О с «с о т

C о

v а б>

S

t»

ОО

«С о т

> з

0 Ф

* о

« Ф„ т х а х

« f5

I Я о ф х о к с с s

U Cl ф х

>ФФ

tQ ф

* с ц о

S х о с.э

I Ф

1 1

S

ФЪ tU

s o

S Х

Q Ю

Ol ф о а о с

tQ

z ф

ФО с бб

z х ф с л

Ф

Ю

Z о

Фа т

C ф

tZ

О СФ

Y C>I

1

I

1 ! ! к

Ф с

Фо ф ° ! °

1

1

1 б

I

I

1

>

1

I

t !

I !

I

I

1

1 !

I

>

1 !

t !

t !

1

>

I !

I

t !

>

t

1

1

Ф

1

1 !

1

Ф

1

1 б !

I б

t! б

1 1

1 Ф,ф 1

I 1

t 1! Ф 1

>Л ФФ\

CO ° ) 8

Z

Ф K

> и а4 й

1 !

1 I

> 1

R

) вф h

» 8

1 1 I

1 1 1

1 1 I о

-х

> а а

> 1 >У> Ф>Ф

>Ф;б

1 н

> ) Ф>Ф

1 1 I

1 1 !

Щ IP

2 1

Ф х

1 IA I

CI

»>Ъ

Ю

° I I

Ф>

1 I I ф < а о 0 с

I

1

1

1

1

1 !

1

I

1

1 !

1

1

1 !

1

1

1

1

1

I !

1

I

Ф

1

1 !

I б

1

1

1

I

I !

1 !

1 !

I

I

I .I

1

1

1

I

1

1

1 б !

1

1

I !

1

1 !

1 !

1

Ф

I ! !

1

Ф

1

t !

1

I т

У л

Cl

L ф

z а

1»

dl

tO о

ФЩ с

S а

tg

Фо ,О

t5 с

z о

Э

Фо и

S с

Ф ф о

ФЩ с

S а

Y ф

t» о

C>l

С2

С!

Ю

l т

tII с к

Э ю

Ф ъ а з а

C) м

° !м

С! м

I и

Ю м

СЪ м

Ю м

Ю м

Ю О

Ю

-Ф

ID

Ю

CV

Ю

CV м

1

Ю

-Ф

LA м

СЧ

СО м м

Ю м

CV !

СМ м м

О1

Ю

ОЪ

CV

О1 м

ОЪ

СЧ

С:!

CD

СЪ

СО

ОЪ

Ю

Ю

CI

Ю мм

ID (4

0Ъ

СЪ

С4

+X

0Ъ

СЧ I

I (О 1 S

1 Y

1 2

О

1 с

1 Z

Ц„) 1 3(е

I С!

1 I

1 ОЪ I

1 1

1 ! 6; 1 х

I Z Q I

I Ф 1 о

1 Э !С

1 Ig 1 1

I I )$1

1 а 1 э х

z 0 с

I ф )

1 Q III I х а

1 С Я I

III С х о

1 1а

О 1

Il0 1 х

X 1 е

Х 1

CC 1 о

939462!

1

1

1

1

I.

Я о

1 о с а

1

С Ъ .1 ! Ъ

Ф

I

I

1

1

I °

О м

О м

Ю м

О м

Ю м

LA м

CD м

СЧ

Ю

СЛ

Ю

Ю О

CD

Ю О

CD м

Ю о

Ю о

Ю

О

CD

С4

I

1! I и а о

S е

S с о

Ю Ю м м о м м м м м

1 I

00 01 м сч о

О о

СМ

I I о о

О CV

0 0

o o

О

С 4

LA О

СЧ а

S, & г)

О I

Ы

О с

С ) Ю о

CV

С1

o o o м ю o o м м м

ЕП СО

-- м м

1 I I

СО М LA м о о о 0 О О

СМ СЧ

1 I 1 с о о

СО СО

СЧ СМ

Ф

01 01 01

О 1 о

0 а —. о в о

CD - 3 СЧ

Ю

A а о о сч м

О

СЧ I

1 I

Сг) 14

Формула изобретения

939462,Составитель И. Чернова

Техред Т. Маточка Корректор В. Бутяга

Редактор В. Петраш

Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4590/36

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения водорастворимых пленкообразующих на основе малеинизированного масла или алкидной смолы путем сополимеризации масла или смолы с виниловыми мономерами в присутствии перекисных инициаторов при нагревании, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения электрофоретических свойств и понижения температуры сушки, в качестве виниловых мономеров используют смесь метилметакрилата, бутилметакрилата и акриловой кислоты и полученные сополимеры подвергают взаимодействию с эпоксидным олигомером на основе дифенилолпропана и эпихлоргидрина или с эпоксиэфиром этого олигомера и жирных кислот таллового или льняного масла при 115-130 С в течение

1-2 ч.

Источники информации, приняте во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ N 1519167, кл. С 09 0 3/66, опублик. 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

И 251823; кл. С 08 F 212/08, 1968

15 (прототип).