Масляно-смоляной лак

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ey— (22) 3аявлено17. 04. 81 (21) 3298197/23-05 151) М. КЛ.з с присоединением заявки № (23) Приоритет—

С 09 0 3/32

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опублиновано30,08,82,Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 30.08.82 (53) УДК 667.633. .26(088.8) F (72) Автор изобретения

М.П.Бердников (7)) заявитель (54) МАСЛЯНО-СМОЛЯНОЙ ЛАК

Изобретение относится к лакокра= сочной проьишленности и касается состава масляно-смоляных лаков, предназначенных для получения различных лакокрасочных материалов.

Масляно-смоляные лаки представляют собой продукты смешения или взаимодействия растительных масел со смолами растительного или синтетического происхождения. В качестве смол растительного происхождения чаще всего используют канифоль и продукты ее облагораживания — эфиры (глицериновый, пентаэритритовый), этерифицированные аддукты с ot,é-ненасыщенными кислотами (малеиновой) и резинаты.

Известен состав масляно-смоляного лака f1), вес.%:

Растительное масло 31,3-48,1

Канифоль 14, 8-31, 0

Глицерин 1,4-3,8

Сиккативирующие металлы О, 11-0, 15

Растворители Остальное до 100

Недостатком известного лака является использование большого количества растительных масел, в том числе пищевых.

Наиболее близким к предлагаемому является состав лака, включающий высыхающее растительное масло, на5 пример полимеризованное льняное масло, талловый пек, отвержденный окисью кальция,сиккатив,органические р сгворители — уайт-спирит,ксилол идр.(23 .

Известный лак образует покрыттея с низкими водостойкостью и твердостью.

Цель изобретения — удешевление лака, ускорение высыхания,, повышение твердости и водостойкости покрытий на основе лака.

Поставленная цель достигается тем, что масляно-смоляной лак, включающий препарированное растительное масло, талловый пек,сиккатив и органические растворители, содержит в качестве масла полувысыхающее растительное масло, в качестве таллового пека - талловый пек, обработанный гексаметклентетрамином, при следукхдем ссютношении компонентов, вес.%:

Препарированное полувысыхающее растительное масло. 7,2-21,3

Талловый пек, обработанный гексаметилентйтрамином 32,8-49,5

954409

Сиккатив 3,0-6,0

Органические растворители Остальное

С целью снижения кислотного числа лак дополнительно может содержать глицерин. 5

В к ачестве препарированных полувысыхающих растительных масел он содержит окисленные и полимеризованные масла, такие как подсолнечное, соевое, хлопковое. В качестве сикка- 10 тива он содержит нафтенатные сиккативы: свинцово-марганцевый, свинцовый и др. (НФ-1, НФ-2). В качестве органических растворителей лак содержит уайт-спирит, ксилол, 15 скипидар.

Талловый пек, обработанный гексаметилентетрамином, получают по следующей TpxHoJIDI талловый пек нагревают при 140-260 С совместно с гексаметилентетрамианом, взятым в количестве 0,5-8,1 вес.Ъ.

Полученный талловый пек представляет собой коричневую массу с темпера— турой размягчения 51-83 С, кислотным числом до 38 мг КОН/г, числом омыления до 105 мг КОН/г, полностью растворимую в ксилоле и скипидаре. Пек достаточно хрупок для транспортировки б араб ан ами .

Предлагаемый лак может быть полу.чен любым известным способом как при нагревании, так и холодным смешением.

Пример 1. Используют талловый пек, полученный нагреванием 6 ч при 210-220 С в присутствии 5,1 вес.Ъ гексаметилентетрамина (ГМТА) от пека.

Свойства полимеризованного пека: цвет коричневый, температура размягчения

71 С, кислотное число 31,4 мг КОН/г, число омыления 104 мг KOH/ã, вязкость 40

50Ъ-ного раствора в ксилоле 19,6 г, число осаждения гексаном иэ 50Ъ-ного раствора в ксилоле 2,8 г гексана/г ксилол а.

Растительное масло — подсолнечное, 45 окисленное до вязкости 11,5 мин по

В3-4 при 20 С.

Сиккатив HC-1 (нафтенат свинцовомарганцевый).

Растворители — смесь уайт-спирита 5(3 и ксилола 3:1 по весу.

Состав лака, вес.Ъ:

Оксидированное подсолнечное масло 17,8

Талловый пек 41 7 55

Сиккатив 4,8

Растворители 35,7

Лак изготовляют путем сплавления, для чего в реактор загружают рецептурное количество пека и масла, нагревают 6 ч до 250-270 С, выдерживают

0 60 при этой температуре 1 ч, охлаждают, растворяют и вносят сиккатив.

Получают лак коричневого цвета (4000-5000 мг !< /100 мл) с вязкостью

32 с по В3-4, кислотным числом 6S

6,8 мг KOH/ã, высыхает в пленках до ст. 3 за 17 ч, твердость через 2 сут

0,42, через 5 сут. 0,55, прочность на изгиб 1 мм, на удар 50 кгс/см, поддается шлифовке, после термостарения

120 ч при 60 С твердость 0,62,.прочность на изгиб 1 мм, на удар 50 кгс/см, водостойкость: 2 ч — стойкая, 24 ч исчезающее на воздухе поматовение, через 620 ч — пузырей, отслаивание пленки и коррозии подложки нет.

Пример 2. Используют талловый пек, полученный нагреванием в течение

6 ч при 147 С в присутствии 4,1 вес.Ъ

ГМТА от пека. Кислотное число пека

34,4 мг КОН/г, вязкость 50Ъ-ного раствора 18,7 с.

Растительное масло — пбдсолнечное, окисленное до вязкости 11,5 мин.

Сиккатив — HC-1. Растворители смесь уайт-спирита и ксилола 3:1 по весу.

Состав лака, вес.Ъ:

Оксидированное подсолнечное масло 19,2

Талловый пек 44,7

Сиккатив 4,0

Растворители 32,1

Смешивают при 20 С растворы пека и оксидированного масла, добавляют сиккатив. Получают лак коричневого цвета (3500-400 мг J на 100 мл) с вязкостью 32 с, кислотным числом

16„1 мг КОН/r, высыхающий в пленках эа 18 ч до ст. 3, твердость пленок: через 2 сут 0,4, 5 сут 0,51; прочность на изгиб 1 мм, на удар 50 кгс/см, поддается шлифовке, после термостаре- ния твердость 0,63, прочность на изгиб 1 мм, на удар 50 кгс/см водостойкость: 2 ч — стойкая без изменения, 620 ч - пузырей, отслаивания пленки и коррозии подложки нет.

Пример 3. Для получения лака с низким кислотным числом в состав лака дополнительно вводят многоатомный спирт (глицерин).

Используют талловый лек, полученный нагреванием в течение 3 ч при

260 С в присутствии 3,2 вес.Ъ ГМТА от пека. Температура размягчения пека 71 С, кислотное число 31,4 мг KOH/ã, вязкость 50Ъ-ного раствора в ксилоле 18,7 с.

Растительное масло — соевое, полимеризованное до вязкости 105 с по

В3-4.

Сиккатив — НФ-1, глицерин 95Ъ.

Растворители — смесь уайт-спирита и ксилола 3:1 по весу.

Состав лака, вес.Ъ:

Полимеризованное соевое масло 21,3

Талловый пек 38,6

Сиккатив 5,1

Глицерин 0,7

Растворители 34,3

954409

В реактор для азеотропного синтеза загружают масло, полимеризованный пек, глицерин и половину рецептурного количества ксилола, нагревают 6 ч до 260-270 С, выдерживают при этой температуре 2 ч, отгоняя этерификационную воду с ксилолом, охлаждают, вводят растворители до рецептурного количества и сиккатив. Получают лак с вязкостью 33 с, кисЛотным числом 3,2 мг(КОН г, высыхающий в пленках до ст. 3 за 17 ч, твердость пленок через 2 сут 0,35, прочность на изгиб 1 мм, на удар 50 кгс/см, после термостарения твердость 0,57, прочность на изгиб 1 мм, на удар !5

50 кгс/см, водостойкость: 2 ч — без изменения, 620 ч — пузырей и отслаивания покрытия нет, коррозии подложки нет.

Пример 4. Используют талло- 20 вый пек, полученный нагреванием при

140 С в присутствии 0,5Ъ ГИТА от пека, кислотное число полимеризованного пека 38,3 мг КОН/г, вязкость

50Ъ-ного раствора в ксилоле 16,.8 с. 25

Растительное масло — подсолнечное, (окисленное до вязкости 11,5 мин по

В3-4 при 20 С.

Сиккатив типа НФ-1.

Как видно иэ приведенных в таблице показателей, предлагаемый лак превосходит по эластичности, времени сушки и водостойкости известный лак.

Полученный лак может быть использован взамен масляно-канифольных лаков и масляных олиф в тех областях применения, где цвет лака не играет существенной роли — при подготовке поверхности под окраску пропитке древесины, изготовлении шпатлевок и грунтовок, красок и эмалей темных цветов (охра, сурик, зеленая на окиси хрома и т.д.). По цвету лак светлее битумных, а грунтовки на его основе не изменяют цвета последующего красочного покрытия при эксплуатации, как это имеет место для битумных лаков.

Потребность народного хозяйства, в первую очередь строительства, в связующих, для которых цвет не играет роли, исчисляется десятками тысяч тонн. Например, для грунтовоч ных и шпатлевочных работ при строительстве одного 40-квартирного дома требуется до 3 т связующих. Основная масса применяемых для этих целей материалов — олифа оксоль. Известные заменители, включая синтетические олифы, имеют ограниченную в сравнении с потребностями сырьевую базу. Ресурсы таллового пека (десятки тыс.т)..способны удовлетворить эту потребность.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет достичь значительной экономии остродефицнтных растительных масел (в сравнении с известными лаками 100-380 кг на 1 т) и получить при этом продукт с равноценными или лучшими свойствами, утилизировать сырье (пек),не находящее достаточного применения,одновременно расширить сырьевую базу многотоннажных лакокрасочных материалов и удешевить готовый продукт.

13,5

32,9

4,4

49,2 40

Получают лак коричневого цвета с вязкостью 20 с по В3-4 к.ч, 12,9 мг KOH/ã, высыхающий за 24 ч твердость через 2 сут 0,31, через 45

5 сут 0,51, изгиб покрытия 1 мм, проч-. ность при ударе 50 кгс/cM,поддается шлифовке.

Пример 5. Берут талловый пек, полученный нагреванием при 50

200ОС в присутствии 8,1Ъ ГИТА от пека. Кислотное число таллового neKh 31,5 мг КОН/г, вязкость 50Ъ-ного раствора 24,2 с.

Растительное масло — подсолнечное, окисленное до вязкости 23 мин по

В3-4 при 20 С.

Сиккатив — НФ-1.

Растворители — смесь уайт-спирита, скипидара и ксилола 4,1:0,5 по весу °

Состав лака, вес.Ъ:

Окисленное подсолнечное масло

Талловый пек

Сиккатив

Растворители

7,2

32,8

3,8

56,2

Растворители — смесь уайт-спирита и ксилола 4: 1 по весу.

Смешивают при 20 С раствор пека в растворителе с оксидированным маслом, добавляют сиккатив.

Состав лака, вес.Ъ:

Окисленное подсолнечное масло

Талловый пек

Сиккатив

Растворители

Лак изготоавляют путем сплавления, для чего в реактор загружают рецептурное количество пека и масла, нагревают до 270-275 С, выдерживают

1 ч, охлаждают, растворяют, вносят сиккатив.

Получают лак коричневого цвета с вязкостью 18 с по B3"4, кислотным числом 7,0 мг КОН/1, лак высыхает в пленках за 17 ч, твердость покрытия через 2 сут 0,44, 5 сут 0,59, изгиб 1 мм, прочность при ударе покрытия горячей сушки 50 кrc/см хорошо шлифуется.

В таблице приведены составы и свойства лаков. В примерах 1-5 использован пек, охарактеризованный в примере

2, описания в примерах 6-8 таблицы охарактеризованный в примере 3 описания, и 2-4 — в примере 1 описания.

В примерах 1,5, 7 таблицы используют масло хлопковое, в остальных — подсолнечное.

I Х

0 K

Х к о о.! х

Ci»» (! с

3 о х

Ц m

0 О и 0, К х о

0 о

Х н

»Л м с

CD

CO

Сс! с

М

re

Х

C о н и

Ю :1

»О м м м с

»-1 0 » с

Ю»»! »!»

Ю с

Ю (3

Ю О» с »н

Ю м а Ю с с

Ch»й

»:!» LO м

»- ОО».»

» »

Ю Ф

0 м с

CD

\»

»»

I CD с с!» Ю

»:!»

»-1 »3» с

CD м с

»н (Ч

Ю м

Е Ю с с

СО»») м г»

Ю

M г со ь т 1 »!»

»!»

О м с

Ю м

СЧ

Г4 Ю с л CP (Ч м с

GO

Ю »!»

Ю с

»-1

»-» (! 3» с

tA с

»!» (б

Д

Е» и

»х о

Я и

I х

Э

Е» х

1-» и

Э а

1-»

v о

М о н

v о

Ц о

1Х

Ю

N О х х

5 х о

Р1

О» Х э н

Я х

1 о ( х

Ф

1» х а о

Е» и

A н и о

1-! Н а»

5 И

Р)

Е» гч

Э о о х ц х и

1 и х э х о

О х х

5 х

0

Е х

0» о

И и

5 с и о и

I I

1 1

1 I

1 1

И 1 х 1

1 1 о !

I 1 о 1

1 0 1

1 1

1

1 o оол

1 Z t I

1 !„" Я 1 о г

1

K x

1 ЦЕ» 1 х и и и 4 »»

1 l

1 1 !

1» I

I 3

1 1

1 1

1 Г I

1 1

1 — -!! 1

1 1

1»О 1

1 1

Г I

1 1

i I

1»п 1

» \

1 w 1

I I 1

Г 1 5 I! Х I

1 z г ) 9

I Э

Е и

С » 1

I Э 1 — о

1 Х 1

1 1 I о

1 5! М 1

954409

3 53 и л

Д Е»0

° m v g

9 О! у х

И 5 О еа а9

Om 4Z и

М н

Э

Е х

Ф

»0 с

Ф х

Х о

Е» и х

Ц

Ф и

Ш х о х Ц

Э Э

I!I 1 х v

0) н ю о с х м

9 а н

0 Х

2 у

"„9

И Х

K хо

Э L"

0 0 с о н

5!! х

Э ихх м м х

Е» Я эло х00 х а о о

И Х

954409

Талловый пек, обработанный гексаметилентетрамином

Сиккатив

Органические растворители

32,8-49,5

3,0-6,0

Остально

7,2-21,3

Сосгавитель Т. Бровкина

Техред М. Рейвес Корректор н. Knp ""

Редактор Ю. Середа

Заказ 6 365,. 21 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Госуд, рственного комитета. СССР но делам изобретений к открытий

11 0 1, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

1нан;« П!П! "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Масляно-смоляной лак, включаищи1 препарированное растительное масло, талловый пек, сиккатив и органические растворители, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью удешевления

5 его, ускорения высыхания, повышения твердости и водостойкости покрытий на

его основе, он содержит в качестве масла полувысыхающее растительное масло, в качестве таллового пека талловый пек, обработанный гексаметилентетрамином, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Препарированное полувысыхающее раститель- !5 ное -масло

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дринберг А.Я. Технология плен— кообразующих веществ. Л., Госхимиздат, 1955, с. 311-317.

2. Зандерманн В. Природные см ы, скипидары, талловое масло, М., "Леr ная промышленность", 1964, 5?8 (прототип),