Способ получения алкидных смол

 

О П И С А Н И Е ()даровав

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.01.73(21) 1866819/23-5 (51) М. Кл. . С 08Я 63/46 с присоединением заявок М 1868532/23-а

1868534/23-5, (23) Приоритет— 1868536/23-5

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретеннй и открытий (53) УДК 678.674 (088,8) (43) Опубликовано 25.08,77 Бюллетень ¹31 (4б) Дата опубликования описания 28.09.77

А, В. Васильев, Т, С. Симоненко, Б. И. Голованенко, Г. Х. Ричмонд, А, Ф, Рукасов, В, С. Шамаев, А. Г. Лиакумович и В, С, Гумерова . (72) Авторы изобретения."В (; т г

D (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИДНЫХ СМОЛ

Изобретение относится к области синтеза алкидных смол, которые могут найти применение при получении лакокрасочных покрытий.

Известен способ получения алкидных смол путем взаимодействия гидроксилсодержашего компонента, например пентаэритрита, дикарбоновых кислот или их ангидридов и жирных кислот растительных масел, Однако получаемые смолы имеют низкие физико-механические показатели, желтеют при эксплуатации в атмосферных условиях, их зашитные свойства при воздействии химических вешеств недостаточно высоки.

С целью повышения светостойкости и химической стойкости и улучшения физикомеханических свойств получаемых алкидных смол предложено в качестве гидроксилсодержашего компонента применить оксициклодимер пиперилена или смесь его с пентаэритритом.

В качестве оксициклодимера пиперилена используют З-метил-4-циклогександиол-1,2, 2-метил-3-пропанол-2 -циклогексанол-l, 1

1-метил-2-пропенил-5,6-епоксициклогексан, 2

1-метил-2(1, 2 — эпокси)-пропенил-5,6.-эпоксициклогексан или смесь их иэомеров.

Алкидные смолы согласно изобретению могут. быть получены следуюшим образом: б оксициклодимер подвергают взаимодействию с фталевым ангидридом, а затем в реакционНую смесь вводят жирные кислоты дегидратированного касторового масла и, если нужно, пентаэритрит и бенэойную кислоту, 10 Нижеприведенные примеры поясняют предложенный способ.

Пример 1. B четырехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, ловушкой Дина-Старка, подводом для инертного газа и термометром, загружают 10,95 г (0,0645 г моль) 3-метил-4-пропенилциклогександиола-1,2 и 26,8 г (0,181 г моль) фталевого ангидрида. Перед началом реакции ловушку Дина-Старка эаполнятот ксилолом для облегчения отгонки воды и в реакционную колбу подают инертный гаэ.

Колбу нагревают на силиконовой бане до

200 С и выдерживают при этой температу.ре в течение 5-6 ч. Затем в реакционную

25 олбу вводят 17,4 г (0,223 г моль) пента8

4 готовлеция лаков холодной и среднетемпературной сушки в композициях с сиккативамиа

Лаковые покрытия на основе композиций предлагаемой смолы, например с нафтенатом кобальта (0,1% Со+ ) и ксилолом и качестве растворителя, отвержденные среднетемпературной сушкой (75 С, 60 мин) и холодной сушкой, имеют показатели, приве1О денные в табл. 1

Таблица 1

0,20 0,25

Прочность на изгиб по ШГ-Х,мм

Прочность иа ygap w У-1,кг/ом

УФпампой) 50

Желтеет Желтеет

Без иаменения

20

Твердость по М-3 через 12 ч через 24 ч

0,60

0,40

Прочность иа изгиб по N-1, мм

Прочность на удар по У-1, xi/ñÌ

50

Для сравнения в табл, 1-5 приводмгся технические показатели известных алкидных смол ПФ-060, ПФ-053 и ЗПФ-40 следую- 4б щего состава, вес. %:

1. Смола ПФ-060

Масло полувысыхающее (или жирные кислоты этого масла) 60 бО

Пентаэритрит 14,62

Фталевый ангидрид 25,38

2, Смола ПФ 053

Масловысыхающее или полувысыхающее (или жирные кислоты этих масел) 53

Канифоль 11 1

Пентаэритрит 13,7

Фталевый ангидрид 22, 2

5,8

17,4

1G

26,8

Из данных табл, 1 следует, что лаковые покрытия на основе предлагаемой алкидной смолы отличаются высокой стойкостью к удару (50 кг/см ) и эластичностью (1 мм)

Их твердость в несколько раз превосходит твердость пленок лака на основе известных алкидных смол.

Пример 2. В четырехгорлую колбу, @ наба чную механической мешалкой, ловуш510 эритрита, 10,О г (0,082 г.моль) бензойной кислоты и 43,4 5 г (40 вес. % от общей загрузки) жирных кислот дегидратированного касторового масла и продолжают выдерживать прй той же температуре,- По мере протекания реакции температуру процесса повышают до 240оС; Реакцию ведут до получения с олы с кислотным числом не более

12 мг КОН/1 r.

Полученная смола рекомендуется для изГорячая Толщина поирщ;ия, мк

Твердость по прибору М-Э .

3, Смола ЭПФ-40

Жирные кислоты дегидратированного касторового масла Рритрол

Пентаэритрит

Бензойная кислота

Фталевый ангидрид

51083

Таблица 2

Предлагаемая

Технические показатели

Способ сушки

ЭПФ-40 алки дная смола

18 25

0,20 0,25

0,70

Прочность на -удар по

У-1, кг/см

50

)heaтеет

Желтеет

Без изменения

2

12 полное

Твердость по М-3 через 12 ч через 24 ч

0,61

0,40

Прочность на удар по

У-1, кг/см

50

5 кой Дина-Старка, подводом для инертного газа и термометром; загружают 11,0 г

t (0,0645 г моль) 2 -метил-3-пропанол-2—

-циклогексанола-1 и 26,8 r (0,181 r моль) фталевого ангидрида. Перед началом пеакции ловушку Дина-Старка заполняют ксилолом для облегчения отгонки воды и в реакционную колбу подают инертный газ.

Колбу нагревают на силиконовой бане до

200 С и выдерживают прн этой температу- )Q о ре в течение 5-6 ч. Затем в реакционную массу вводят 17,4 г (0,223 г моль) пентаэритрита, 10,0 г (0,082 г моль) бензойной кислоты и 43,5 г (40 вес. % от общей загрузки) жирных кислот дегидратированно- д го касторового масла,и продолжают выдерГорячая Толщина покрытия, мк

Твердость по прибору М-3

Прочность на изгиб по .ШГ-1, мм

Светостойкость (1 ч под

УФ-лампой) Холодная Толщина покрытия, мк

Время высыхания, ч от пыли

Прочность на изгиб по МГ-1, мм

Пример 3. В четырехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, ловушкой Дина-Старка, подводом для инертного газа загружают 9,8 г (0,0645 г моль)

1-метил- -пропенил-5,6- эпоксициклогексана

2 35 и 26,8 г (0,181 г-моль) фталевого ангидрида. Перед началом реакции ловушку ДинаСтарка заполняют ксилолом для облегчения отгонки воды и в реакционную колбу подают инертный газ, 8

6 живать при этой температуре. По мере протекания реакции температуру процесса повышают до 240оС. Реакцию ведут до получе— ния смолы с кислотным числом не более

17 мг КОН/1 г.

Полученная смола рекомендуется для изготовления лаков холодной и горячей сушки в композиции с сиккативами.

Лаковые покрытия на основе композиции предлагаемой смолы, например с нафтенатом кобальта (0,1% Со+ ) и ксилолом в качестве растворителя, отвержденные среднетемпературной сушкой (75 С, 60 мин) и холодной сушкой, имеют показатели, приведенные в табл. 2.

Покрытие на основе смолы

Колбу нагревают на силиконовой бане до

200 С и выдерживают при этой температуре в течение 5-6 ч, Затем в реакционную:.1ас— су вводят 17,4 (0,223 г моль) пентаэритрита, 10,0 г (0,082 г моль) бензойной кислоты и 42,8 г (40 вес. от общей загрузки) жирных кислот дегидратироваиного касторового масла и продолжают выдерживать при той же температуре. По мере протекания реакции температур процесса по40

18 25

О,20 0,25

Твердость по М-3

Прочность на изгиб по

МГ-1,мм

Прочность на удар ио у -1, кг/см

Свътостойкость (1 ч под УФ--лампой) 20 от пыли полное

Твердость по М-3 через 6 ч

0,20 через 24 ч

0,40

Прочность на изгиб по

МГ-1, Прочность на удар по

Y-1, кг/см

50

7 вышают до 240 C. Реакцию ведут go полУчения смолы с кислотным числом не более

20 мг КОН/1 r.

Полученная смола рекомечдуется"для изготовления лаков холодной и горячей сушки и композиции с сиккативами.

Горячая Толщина покрытия, мк

Холодная Толщина покрытия, мм

Время высыхания, мин

П б и м е р 4, В четырекгорлую колбу снабженную механической мешалкой, ловушкой Дина-Стаока, подводом для инертного газа и термометром, загружают 42,9 г

1 (0,255 r моль) 1-метил-2 (1,2 -эпокси)- 5g

-пропеном-5,6-апоксициклогексана и 26,8 r (0,181 r ìîëü) фталевого ангидрида.

Перед началом .реакции ловушку ДинаСтарка заполняют ксилолом для облегчения отгонки воды и в реакционную колбу подают инертный газ.

Колбу нагревают на силиконовой бане до о

200 С и выдерживают при атой температуре в течение 4 ч. Затем в реакционную колбу @О

Лаковые покрытия на основе композиций предлагаемой смолы, например с нафтенатом кобальта (0,1% Со +) и ксилолом в качестве растворителя, отвержденные при по-: мощи горячей сушки (75 С, 60 мин} и: при помощи холодной сушки имеюГ показателир приведенные в табл, 3 вводят 46.4. г (40 вес. % от обшей загрузки) жирных кислот дегидратировапного касторового масла и продолжают выдерживать при той же температуре, По мере протекания реакции температуру процесса повышают до

240 С, Реакцию ведут до получения смолы о с кислотным числом не более 40 мг KOH/1 г, Полученная смола рекомендуется для изготовления лаков холодной и горячей сушки в композиции с сиккативами, Лаковые покрытия на основе композиций предлагаемой смолы, например с нафтенатом кобальта (О, 1 /c Co ) и ксилолом B каче.—

510838

Таблица 4

18 25

0,20 0,25

0 8 7

50

Без измене- Желтеет Желтеет ний

165

0,67

0,20

0,40

50

Таблица5

Через

2 суток белеет

Через 5 суток белеет

Через 2 суток белеет суток без изменения

Солестойкость, 3-ный раствор

10 суток без изменения

Через 3 суток мелкие пузыри

Бензэстойкость 5 суток без изменения

Через сутки белеет

Через сутки белеет

Через сутки белеет стве растворителя, отвержденные при помо-. щи горячей сушки, имеют показатели, приведенные в табл. 4.

Толщина покрытия,мк

Твердость по М-3

Прочность на изгиб по

ШГ-1, мм

Прочность на удар по

У-1, кг/см2

Светостойк ость (1 ч под Уфлампой) Холодная Толщина покрытия, мк

Время высыхания, мин от пыли полное

Твердость по М-3 через 6 ч через 24 ч

Прочность на изгиб по

llll-1,, мм

Прочность нО удар по

У-1, кг/ см

lO

Данные по химической стойкости смол, полученных на основе циклодимера пиперилена, приведены в табл. 5.

Через 2 суток Через 2 суток мелкие пузыри мелкие пузыри

510838

Составитель Т. Креме нецкая

Редактор Н, Белявская Техред 3- Фанта Корректор И. Гоксич

Заказ 3121/55. Тираж 610 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения

Способ получения алкидных смол путем взаимодействия гидроксилсодержашего компонента, дикарбоновых кислот или их ангидри- дов и жирных кислот растительных масел, v т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения свето- и химостойкости и улучшения физико-механических свойств получаемых смол, в качестве гидроксилсодержашего компонента используют оксициклодимер пиперилена или его смесь с пентаэритритом.