Способ получения сиккатива

 

Изобретение относится к способу получения марганцевого сиккатива для лакокрасочных материалов. Сиккатив получают обработкой водного раствора натриевой соли 2-этилгексановой кислоты, или жирных кислот таллового масла, или дистиллированного таллового масла хлоридом или сульфатом марганца в атмосфере инертного газа в присутствии уайт-спирита и с использованием в качестве катализатора межфазных обменных процессов поверхностно-активных веществ на основе диоксановых спиртов флотореагента оксаль Т-66 или оксаль Т-92 или производных четвертичных аммониевых соединений этамон ДС, полиэлектролита ВПК-402 или диметиламмонийхлорида. Процесс осуществляют при температуре 20-40^oС. Способ позволяет получать сиккатив с низкой цветностью: 10-40 ед. по йодометрической шкале. 2 табл.

Изобретение относится к производству сиккативов, а именно к получению марганцевого сиккатива методом осаждения, и может быть использовано в лакокрасочной промышленности.

Известен способ получения сиккативов каталитически активных металлов, в том числе и марганца, взаимодействием в присутствии гидрофобного растворителя (уайт-спирита) при температуре 90-95^oС соответствующих органических кислот (например, нефтяных кислот) с сухой щелочью или ее 42-48%-ным раствором с получением щелочной соли органической кислоты, обработкой последней водным раствором соли каталитически активного металла (например, сульфата марганца).

Обработку водным раствором соли каталитически активного металла ведут в два этапа: вначале 70-90% количеством от стехиометрии с получением органического и водного слоев, с последующей кристаллизацией последнего с получением щелочной соли минеральной кислоты в виде кристаллогидрата и в виде маточного раствора. Органический слой подвергают обработке 10-30% количеством от стехиометрии водного раствора соли каталитически активного металла с получением органического и водного слоев с последующей подачей последнего, после объединения с маточным раствором, на стадию приготовления водного раствора соли каталитически активных металлов /Авт. св. СССР 1004344, кл. С 07 С 51/41, опубл. 10.03.83/.

Известен также способ получения сиккативов поливалентных металлов путем прямого взаимодействия металла, например марганца (в виде порошка, гранул, стружки), с органической кислотой, содержащей 5-18 атомов углерода, например 2-этилгексановой кислотой, при мольном соотношении металл: кислота 1:1,9-2,19. Процесс ведут при нагревании до температуры 70-150^oС в среде органического гидрофобного растворителя (алифатического или ароматического углеводорода, хлорированного углеводорода) при непрерывной подаче с высокой скоростью кислорода в присутствии катализатора - водного раствора щелочной соли, с последующей вакуумной отгонкой воды, фильтрованием полученного сиккатива и разбавлением продукта в уайт-спирите /Заявка ЕПВ 0094760, кл. С 07 С 51 /41, 1985/.

Наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности существенных признаков (прототипом) является способ получения сиккативов обработкой водного раствора калиевой соли карбоновой кислоты солью сиккативирующего металла в присутствии уайт-спирита, толуола, метилпропазола и этилцеллозольва при 80-100^oС /Патент РФ 2131446, кл. С 09 F 9/00, опубл. 10.06.99/.

Существенным недостатком вышеперечисленных способов является то, что получают сиккативы с высокой цветностью. Кроме того, во всех указанных способах взаимодействие реагентов осуществляется при высокой температуре.

Задачей изобретения является получение марганцевого сиккатива с низкой цветностью, а также упрощение технологии процесса. Решение поставленной задачи достигается в результате того, что процесс получения сиккатива обработкой водного раствора натриевой соли 2-этилгексановой кислоты или жирных кислот таллового масла (ЖКТМ) или дистиллированного таллового масла солью сиккативирующего металла проводят в присутствии катализатора межфазных обменных процессов в атмосфере инертного газа при низкой температуре в присутствии углеводородов, при этом: - в качестве соли сиккативирующего металла используют водный раствор сульфата или хлорида марганца; - в качестве катализатора межфазных обменных процессов используют ПАВ на основе диоксановых спиртов и производные четвертичных аммониевых соединений; - обработку проводят в атмосфере инертного газа (азота или аргона); - обработку проводят при температуре 20-40^oС в присутствии уайт-спирита при следующем соотношении компонентов, мас.%: Натриевая соль указанной монокарбоновой кислоты - 15,2-16,0 Сульфат или хлорид марганца - 4,7-8,3 Катализатор межфазных обменных процессов - 0,1-5 Уайт-спирит - 19-34 Вода - Остальное
Процесс получения сиккатива является типичным примером реакции межфазного катализа (МФК). Возможно, роль межфазного катализатора (МФКат) выполняет карбоксилат-ион, который частично растворим в воде, но в качестве МФКат малоэффективен. Нами при синтезе сиккативов были использованы типичные МФКатализаторы, которые позволили проводить процесс при температуре 20^oС.

Возможность проведения процесса при более низких температурах является одним из наиболее важных признаков протекания реакции МФК, что является новым и не описано в прототипе, следовательно, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Использование новых отличительных признаков позволяет получить сиккатив с цветностью 10-40 ед. по йодометрической шкале (ИМШ), что невозможно осуществить ни одним аналогичным способом, что, в свою очередь, указывает на "изобретательский уровень" предложенного способа.

Заявленное изобретение соответствует критерию "применимость", так как может быть реализовано в промышленности, что подтверждается приведенными ниже примерами.

В качестве сырья и реагентов использованы:
натриевые соли монокарбоновых кислот, полученные взаимодействием сухой щелочи или ее раствора по ГОСТ 2263-79 с изм.1,2 или ГОСТ 11078-71 со следующими кислотами:
кислота 2-этилгексановая (кислота жирная синтетическая фракция С₈) - продукт окисления 2-этилгексаналя, этилгексаналя и димерной фракции - побочных продуктов производства бутиловых спиртов и 2-этиолгексаналя.

ТУ 38-48424318-02-99.

Кислоты жирные талловые (жирные кислоты таллового масла) - продукт ректификации таллового масла (для высшего сорта: цветность по ИШМ не более 10, кислотное число не менее 192 мг КОН/г, йодное число не менее 160;
для первого сорта: цветность по ИШМ не более 20, кислотное число не менее 185 мг КОН/г, йодное число не менее 150);
ГОСТ 14845-79 с изм.1,2,3.

Масло талловое дистиллированное - продукт ректификации или вакуум-дистилляции сырого таллового масла (кислотное число не менее 165-170 мг КОН/г).

ТУ 13-00281074-16-95.

Флотореагент оксаль Т-66, оксаль Т-92 - продукт дополнительной переработки высококипящих побочных продуктов (ВПП) производства диметилдиоксана.

ТУ 2452-029-05766801-94.

Этамон ДС - аммонийная соль бис-(диэтиламинометил)-этиленмочевины.

ТУ 6-36-5800146-912-90.

Полиэлектролит водорастворимый катионного типа марки ВПК-402, представляющий собой высокомолекулярное соединение линейно-циклической структуры, которое получают полимеризацией мономера - диметилдиаллиламмонийхлорида.

ТУ 6-05-2009-86 с изм. 1,2.

Мономер для полиэлектролита ВПК-402 представляет собой продукт взаимодействия хлористого аллила с водными растворами диметиламина и едкого натра.

ТУ 6-01-00203312-125-92.

Пример 1
В стеклянный реактор объемом 500 мл, снабженный мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 47,25 г водного раствора натриевой соли 2-этилгексановой кислоты, 24,7 г водного раствора сульфата марганца, 0,75 г флотореагента оксаль Т-66, 101,7 г уайт-спирита, подводят в реактор азот, массу выдерживают при температуре 20^oС в течение часа до прохождения реакции обмена. Затем отделяют водный слой от органического. Полученный раствор марганцевой соли 2-этилгексановой кислоты анализируют. Состав исходных компонентов приведен в табл.1, свойства сиккатива приведены в табл.2.

Пример 2
Проводят аналогично примеру 1, изменяя содержание флотореагента. Состав исходных компонентов приведен в табл.1, свойства сиккатива приведены в табл. 2.

Примеры 3-6
Проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что вместо флотореагента оксаль Т-66 используют этамон ДС (пример 3), полиэлектролит ВПК-402 (пример 4), мономер для полиэлектролита ВПК-402 (примеры 5,6). Состав исходных компонентов приведен в табл.1, свойства сиккатива приведены в табл.2.

Примеры 7-8
Проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что вместо натриевой соли 2-этилгексановой кислоты используют натриевую соль ЖКТМ, полученную из жирных кислот таллового масла с кислотным числом 200 (продукт, выпускаемый по ГОСТ 14845-79, высший сорт), вместо сульфата марганца используют хлорид марганца и в качестве катализатора используют флотореагент оксаль Т-66 (пример 7), флотореагент оксаль Т-92 (пример 8). Состав исходных компонентов приведен в табл.1, свойства сиккатива приведены в табл.2.

Пример 9
Проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что вместо натриевой соли 2-этилгексановой кислоты используют натриевую соль ЖКТМ, полученную из жирных кислот таллового масла с кислотным числом 190 (продукт, выпускаемый по ГОСТ 14845-79, первый сорт), вместо сульфата марганца используют хлорид марганца и в качестве катализатора используют этамон ДС. Состав исходных компонентов приведен в табл.1, свойства сиккатива приведены в табл.2.

Примеры 10-11
Проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что вместо натриевой соли 2-этилгексановой кислоты используют натриевую соль дистиллированного таллового масла (ДТМ), в качестве катализатора используют полиэлектролит ВПК-402 (пример 10), этамон ДС (пример 11). Состав исходных компонентов приведен в табл.1, свойства сиккатива приведены в табл.2.

Примеры 12-13
Проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что реакцию обмена осуществляют при температуре 50^oС (пример 12) и при температуре 15^oС (пример 13). Состав исходных компонентов приведен в табл.1, свойства сиккатива - в табл.2.

Пример 14.

Проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что реакцию обмена осуществляют без катализатора. Состав исходных компонентов приведен в табл. 1, свойства сиккатива - в табл.2.

Пример 15.

Проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что в зону реакции не подают инертный газ. Состав исходных компонентов приведен в табл.1, свойства сиккатива - в табл.2.

Как видно из приведенных выше примеров, сиккатив, получаемый по заявленному способу, по цветности существенно превышает прототип и не уступает последнему по стабильности свойств при хранении. Примеры также подтверждают, что указанные в формуле параметры процесса получения сиккатива являются оптимальными.

Формула изобретения

1. Способ получения сиккатива обработкой водного раствора соли монокарбоновой кислоты солью сиккативирующего металла в присутствии углеводородов, отличающийся тем, что в качестве соли монокарбоновой кислоты используют натриевую соль 2-этилгексановой кислоты или жирных кислот таллового масла или дистиллированного таллового масла, в качестве соли сиккативирующего металла используют водный раствор сульфата или хлорида марганца, обработку проводят в присутствии катализатора межфазных обменных процессов в атмосфере инертного газа при температуре 20-40^oС в присутствии уайт-спирита при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Натриевая соль указанной монокарбоновой кислоты - 15,2-16,0
Сульфат или хлорид марганца - 4,7-8,3
Катализатор межфазных обменных процессов - 0,1-5
Уайт-спирит - 19-34
Вода - Остальное
2. Способ по п.1, в котором в качестве катализатора межфазных обменных процессов применяют поверхностно-активные вещества на основе диоксановых спиртов или производные четвертичного аммония.

3. Способ по п.2, в котором в качестве поверхностно-активных веществ на основе диоксановых спиртов применяют флотореагент оксаль Т-66 или флотореагент оксаль Т-92.

4. Способ по п.2, в котором в качестве производных четвертичного аммония применяют этамон ДС, полиэлектролит ВПК-402 или диметилдиаллиламмонийхлорид.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2