Олигомер целлюлозы в качестве связующего для лакокрасочных материалов и способ его получения

 

Изобретение относится к получению связующего для лакокрасочных материалов на основе олигомера целлюлозы , по реакции этил-, ацетилили нитроцеллюлозы с фенилили хлоргексилизоцианатом в присутствии эфирататр ехфтористого бора. Олигомер целлюлозы обеспечивает время высыхания лаковой пленки (до 0,3 ч), повышение эластичности , адгезии, водостойкости (до 24 су.т.) и светостойкости. 2 с.п.ф-лы, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4607705/05 . (22) 12,10,88 (46) 23, 04, 91 . Бюл. Ф 1 5 (72) Р,M,Лившиц, О. В.Майба и Ц.А.Пургозен (53) 678,664(088.8) (56) Химия целлюлозы. — M. Химия, 1972, с.355. (54) ОЛИГОМЕР ЦЕЛЛЮЛОЗ1! В КАЧЕСТВЕ

СВЯЗУ«ОЩЕГО ДЛЯ ЛАКОКРАСОЧН11Х МАТЕРИА-, ЛОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к области получения пленкообразующего, а именно, уретанового связующего на основе целлюлозы для лакокрасочных материа.-. лов, предназначенных для защитно-декоративных покрытий металла, древесины . и других подложек.

Целью изобретения является получение олигомера целлюлозы, имеющего структуру, обеспечивающую повьппение растворимости и улучшение показателей покрытий на его основе.

Получаемый олигомер целлюлоэы— твердое вещество, разлагающееся при нагревании, растворимое в четыреххлористом углероде, перхлорзтилене или их смесях, имеет мол.м.1627-4261 и характеризуется наличием в структуре октациклоуретановых звеньев и уретановых групп в 1,4-глюкозидном положении.

Состав и структура нового соединения подтверждаются ИК- и ЯМР " С-спектроскопией.,SU„„1643562 А 1 (51) 5 С 08 G 18/00, С 09 D 101/00

2 (57) Изобретение относится к получению связующего для лакокрасочных материалов на основе олигомера целлюло" зы, по реакции этил-, ацетил- или нитроцеллюлозы с фенил- или хлоргексилизоцианатом в присутствии эфирата трехфтористого бора. Олигомер целлюлозы обеспечивает время высыхания лаковой пленки (до 0,3 ч), повышение эластичности, адгезии, водостойкости (до

24 сут.) и светостойкости. 2 с.п.ф-лы, 4 табл.

Образование в результате реакции замещенной уретановой связи подтверждается отсутствием в ИК- и ЯМР-спект- С рах полос поглощения, обусловленных наличием водорода при атоме азота, как это характерно для уретановой связи, Спектры ЯМР растворов тщательно очищенных от примесей исходных реагентов продуктов реакции снимают на 4 " спектрометре Sruker в дейтерохлоро- С4 форме на рабочей частоте для угле-, Ql родного резонанса 62,9 мГц в режиме . (Фурье-преобразования с широкополосной (Я развязкой от протонов « С-РЙ

Встраивание моноизоцианата в цепь макромолекулы по 1,4-глюкозидной связи в глюкопирановое кольцо доказывается наличием в спектре продукта реакции триэтилцеллюлоэы с фенилизоцианатом сигналов: от фенильного фрагмента - 0 119, 123, 129,.139 м.д. в цепи и и 118,5; 123,5; 129; 137,5 м.д. в кольце; от карбонильного углерода

1643562 изоцианатной группы — g 157 м.д., в цепи ts 153 м.д. в кольце, а также появлением дополнительного уширенного с сигнала от б -углеродного атома глюкопиранового кольца, связанного с фе5 ннлизоцианатным фрагментом, при

1 i 0l м.д. Соотношение моноизоцианата ." в цепи и в кольце составляет I: I a отношение- числа . глюкопирановых цик-; 0 лов, приходящихся на одну фенил- .или хлоргексильную уретановую группу (т.е степень уретанизации) легко рассчитывается по интегральной кривой спект" ров ЯМР С и соотношение ш:и:р сос13 тавляет 1;1;.1-8.

Способ получение олигомера целлюлозы осуществляют следующим образом.

В реакционную колбу с мешалкой, холодильником, хлоркальциевой тРубкой, капельной воронкой при вводе инертно-. го газа заливают перхлорэтилен или смесь перхлорэтилена с четыреххлорисR О

1 1!

N — С вЂ” О

Н OR

СН20R

I с мол.м. 1627-4261 в качестве связую- щего для лакокрасочиых материалов °

45 2. Способ получения олигомера целлюлозы общей формулы

Н OR

R1 О

1 ll

N — С—

О где R — С Н вЂ” С вЂ” СН, — NOg, R — С Н - С1(СН )6-, ш:n:р = 1:1:1-8, тым углеродом, загружают предварительно осушенную азеотропной отгонкой с бензолом этил-, ацетил- или нитроцеллюлозу, эфират трехфтористого бора, смесь нагревают до 80 С при перемешивании 2,0-2,5 ч, затем медленно в течение 20-40 мин прикапывают фенил- или хлоргексилизоцианат, выдерживают 0,52 ч до завершения реакции (исчезновения свободного моноизоцианата), охлаждают, фильтруют, промывают петролейным эфиром, отгоняют растворитель. Полученный уретансодержащий продукт анализируют.

Данные по синтезу связующих приведены в табл. 1 и 2, а состав и свойства лакокрасочных материалов — в табл.3 и 4.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Олигомер целлюлозы общей формулы, 1643562 перхлорэтилене или его смеси с четыреххлористым углеродом обрабатыв ают эфиратом трехфтористого бора при 8090 С в течение 1,5-2,0 ч, а затем

: в течение 25-30 мин прибавляют раст вор фенил- или хлоргексилизоцианата и вЫдерживают до исчезновения изоци». в 20 анатных групп.

Таблица 1

Компоненты, мас.ч, и показатели

Примеры по предлагаемому способу! 8,34

Целлюлоза

Этилцеллюл о з а

37,5

52» 9

42,7

Ацетат целлю° ° лозы

43,1

25»3

Нитроцеллюлоза

Фенилизоцианат

9,0

40,47

15 0

13,6

Хлоргексилизоцианат

27,0

6,0

9 ° 3

Эфират трехфтористого бора

0,3

0,35

0,4

0,3

0 5

Дибутилолов одилауринат

0,О06

Фпчетилформамид

41,184

27,45

48,0

37,3

21,4

47,4

Перхлорэтилен

Четыреххлористыи углерод

I3,7

CН;

2),5

С Ъ "Ъ С" Р

C1(CH ) Cl(CH ) С Ну

С„Н г

CP s.

R

CgHg CgH

С1(СН )

Температура I стао дии, 80

85

90

I где R — С Н - .— С вЂ” СН - -NOй 5 (1 3» é»

R — C6HS С1 (СНа) 6-, ш:и:р = 1:1:1-8, с мол.м.)627-4261, о т л и ч а ю— шийся тем, что этил- ацетилили нитроцеллюлозу в виде раствора

1 (проведение процесса в одну стадию)

Пример

1643562

Продолжение табл.1

Примеры по предлагаемому способу

Пример (по известно3 у спообу) Длительность I стадии, ч 2,0

1,5

2,0

1,5

110

1,5

Температура II о стадии, С

80

l 5

0 5

82

80 таблица 2

Пример

Показатели

5 (изве — 6 (процесс стный в одну стаспособ) дию) Мутныи Бесцветный раствор прозрачный соломен- раствор

Внешний вид ного цвета

МеханичесНаблюдается

Чистота кие примеси отосадок сутствуют

Содержание нелетучих, Х

57,1

58,85 14,9986 52

52,6

62,7

Рабочая вязкость по

В3-4 при 20 С, с

22 н.р. 95

25

Совместимость: с алкилом

ПФ-053

Не совмещается

Полная с эпоксисмолой 3-40

Полная

Не совмещается

О

Содержание NCOгруппу 7оо

О

Количество незамещенных уретановых групп в пирановом кольце

Степень уретанизацнй (соотношение п:m:p1

1:1:2

3850

Мол.м.

Компоненты, мас.ч, и показатели, Длительность II стадии, ч

Выход олигомера, z

Количество свободных OH-групп в пирановом кольце

Бесцвет- Прозрачный раствор ный

Механические примеси отсутствуют

1:1:8 1:1:1 1:1:4

1627 4261 2300 (пров едение процесса в одну с тади1о)

Пример

10.1643562

Табли ца 3

Содержание компонентов, мас.ч,, в композиции

Компоненты г з

Октациклоуретановое связующее с мол.м.:

1627

2300

4261

0,01

Силиконовое масло

Перхлорэтилен

12,00

Четыреххлористый углерод

7 5

11,0

14,0

11,99 IS 0

Таблица 4

Показатели

Форма поставки лака

Двухкомпонентиая композиОднокомпонентная композиция

Жизнеспособность, мес 6 6 6 8 ч

Прозрачная однородная блес- Для темных тящая пленка, текстура про- пород древеявлена хорошо сины

Внешний вид покрытия

Толщина пленки покрытия, мкм

44

Время высыхания (20аС), ч

0,3

0,3

0,3

Твердость по маятнику М-З, усл.ед, 0,8

0,75 0,75

0,65

Эластичность по

НГ-1, мм

Адгезия, балл

Этилацетат

Ксилол

Циклогексанон

0,015

7 5

20,5

24,485

0,О3

18,97!

643562

Продолжение табл. 4,Показатели

Водостойкость, ут

24

Растекаемость, балл

Морозостойкость

- (-40 С), ч

30

30

Пожелтение

Составитель В,Иванов

Редактор В.Петраш Техред Д,0лийнык . Корректор И.;1рдейи

Заказ 1218 Тираж 316 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Светостойкость под ПРК-2 6 ч

Грязеудержание балл

Без изменения

1 1