Способ получения кремнийорганической смолы

 

Описывается способ получения кремнийорганической смолы гидролизом кубовых остатков производства фенилтрихлорсилана в среде неполярного растворителя в присутствии 14-16 мас.% изобутилового или бутилового спирта при 50-60^oС с постепенным повышением температуры до 80-95^oС, поликонденсацией продукта гидролиза в присутствии 15-25 мас.% олифы нефтеполимерной в пересчете на 100%-ную олифу. Техническим результатом является получение смолы с улучшенными физико-химическими свойствами, а особенно с временем высыхания при нормальных условиях не более 17 ч.

Изобретение относится к получению кремнийорганических смол, используемых в производстве лакокрасочных материалов.

Известно, что при синтезе крупнотоннажного продукта - фенилтрихлорсилана - методом газофазной высокотемпературной конденсации образуется до 10% кубового остатка, содержащего наряду с фенилтрихлорсиланом полифенилхлорсиланы различного состава. Утилизация кубовых остатков представляет собой важный практический интерес.

Известен способ получения кремнийорганического лака путем взаимодействия алкоксиорганосилоксанов - продуктов этерификации и гидролиза избытком воды в среде толуола смеси метилтрихлорсилана, диметилдихлорсилана и кубовых остатков ректификации фенилтрихлорсилана с полиолами - отходами производства диметилдиоксана. В этом способе используют кубовые остатки с содержанием фенилтрихлорсилана не менее 80% (авт. св. СССР 1054384, кл. С 08 L 83/04, опубл. 1983).

Известен способ получения кремнийорганической смолы гидролизом избытком воды в среде толуола или ксилола кубовых остатков ректификации фенилтрихлорсилана с содержанием фенилтрихлорсилана не менее 40% и последующей поликонденсацией продуктов гидролиза с одновременной отгонкой растворителя при 100-130^oС. Для улучшения физико-механических свойств смолы поликонденсацию проводят в присутствии головной фракции от дистилляции канифоли в количестве 5-15% от веса полифенилсилоксана (авт.св. СССР 1730095, кл. C 08 G 83/04, опубл. 1993).

Недостатком известного способа является использование в процессе кубовых остатков производства фенилтрихлорсилана с содержанием фенилтрихлорсилана не менее 40%.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения кремнийорганической смолы гидролизом кубовых остатков производства фенилтрихлорсилана с массовой долей фенилтрихлорсилана не менее 15% в присутствии 14-16 мас.% изобутилового или бутилового спирта при 50-60^oС с дальнейшим постепенным повышением температуры до 80-95^oС, отгонкой избытка растворителя и последующей поликонденсацией продукта при 90-110^oС в присутствии триэтаноламина.

Получаемая указанным способом смола имеет длительное время высыхания, около 48 часов (RU 2170744 C1, 20.07.2001).

Задачей предлагаемого изобретения является сокращение времени высыхания смолы.

Указанная задача решается тем, что в известном способе получения кремнийорганической смолы, включающем гидролиз кубовых остатков производства фенилтрихлорсилана в среде неполярного растворителя в присутствии 14-16 мас.% изобутилового или бутилового спирта при 50-60^oС с постепенным повышением температуры до 80-95^oС, отгонку избытка растворителя и поликонденсацию продукта, поликонденсацию ведут в присутствии 15-25 мас.% олифы нефтеполимерной в пересчете на 100%-ную олифу.

Олифа нефтеполимерная представляет собой 53-57%-ный раствор нефтеполимерной смолы в нефтяном растворителе (ксилол, толуол) (ТУ 6-1456-85).

Способ получения смолы включает следующие операции при следующих режимах.

1. Приготовление реакционной смеси: готовят 60-70%-ный толуольный или ксилольный раствор кубовых остатков производства фенилтрихлорсилана с содержанием фенилтрихлорсилана не менее 25% при температуре 50-60^oС.

2. Гидролиз: полученную смесь приводят во взаимодействие с гидролизующей смесью, содержащей, мас.%: изопропиловый или бутиловый спирт 14-16, ксилол или толуол 25-35, вода - остальное. Первоначально процесс ведут при 50-60^oС, затем постепенно в течение 1 часа гидролизную массу нагревают до 75-85^oС и в течение следующего часа - до 90-95^oС. Далее гидролизную массу расслаивают, отделяют органический слой и промывают водой.

3. Поликондеенсация с отгонкой растворителя: в полученный раствор смолы после промывания вводят раствори олифы нефтеполимерной в количестве 10-35% (считая на 100% олифу) от веса продукта гидролиза, отгоняют часть растворителя при 100-130^oС до массовой доли нелетучих веществ 45-55% и перемешивают при температуре 90-105^oС 6-8 часов. Получают целевой продукт - кремнийорганическую смолу.

Пример осуществления способа.

Приготовление реакционной смеси: в четырехгорлую колбу емкостью 500 см³, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром, загрузили 108 г смеси, полученной смешением 125 мл толуола и 200 г кубовых остатков производства фенилтрихлорсилана с содержанием фенилтрихлорсилана 29,3%. Смесь перемешивали в течение 30 минут при 60^oС.

Гидролиз: в четырехгорлую колбу емкостью 1000 см³, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром и капельной воронкой, загрузили 321,4 г воды, 89,79 г изобутилового спирта, 179,6 г толуола. Смесь перемешивали в течение 20 минут при постепенном нагревании до 40-50^oС. Затем при перемешивании через капельную воронку загрузили 108 г реакционной смеси, поддерживая температуру в гидролизной массе 50-60^oС регулированием скорости подачи реакционной смеси. После загрузки температуру гидролизной массы в течение 1 часа постепенно повышали до 80^oС и в течение следующего 1 часа до 90^oС. Затем гидролизную массу отстаивали в течение 2 часов при 60-80^oС, после чего отделили органический слой (543 г), промыли его 2 раза водой (по 272 мл) при 50-60^oC, отстаивали 2 часа при той же температуре, вновь отделили органический слой (467 г), отогнали избыток растворителя (179 г). Получили раствор смолы (192 г) с массовой долей нелетучих веществ 48,8%, условной вязкостью ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм - 15 сек.

Поликонденсация: в четырехгорлую колбу емкостью 1000 см³, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром, насадкой Бюрца с прямым термометром и приемником, загрузили 467 г продукта гидролиза и 186,8 г олифы нефтеполимерной с массовой долей нелетучих веществ 50,0%. Массу перемешивали при нагревании до 120^oС и отогнали 216,6 г растворителя. Затем массу в колбе выдержали 7 часов при перемешивании и при 95-100^oС. После охлаждения получили 441,2 г смолы.

Готовый продукт анализировали по установленным показателям качества: Внешний вид - Жидкость темно-коричневого цвета с незначительным содержанием механических примесей Условная вязкость по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм при 20±5^oС, сек - 17 Массовая доля нелетучих веществ, % - 52 Время высыхания до степени 2 при 20±5^oС, час - 17 Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить время высыхания получаемой смолы до 17 часов.

Формула изобретения

Способ получения кремнийорганической смолы, включающий гидролиз кубовых остатков производства фенилтрихлорсилана в среде неполярного органического растворителя в присутствии 14-16 мас.% бутилового или изобутилового спирта при 50-60°С с дальнейшим постепенным повышением температуры до 80-95°С, отгонку избытка растворителя и поликонденсацию продукта, отличающийся тем, что поликонденсацию ведут в присутствии 15-25 мас.% олифы нефтеполимерной в пересчете на 100%-ную олифу.