Способ получения алкидных смол

 

Союз Советских

Социалистических

Республик ю 767136

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву б (5I)M. Кл. (22) ЗаЯвлено 13.03,78 (2 ) 2600821/23.05

С 08 о63(гг с присоединением заявки .%

Государственный комитет

СССР по денем изобретений. и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30 09.80 Бюллетень .% 36

Дата опубликования описания 30.09.80. (53) ЯК 678.674, (088.8) С. Б. Алаев, М. Г. Брусиловский, В, В. Зуев, А. В. Макоткин, В. П. Краснокутский, А. Н. Широков, В. С. Дынин и Ю. А. Макаров (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИДНЫХ СМОЛ

Ко!

Изобретение относится к способу получения нлкидных смол, модифицированных жирными кислотами растительных масел алкоголизным методом, которые могут использоваться в лакокрасочной области промышленности.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения апкидных смол путем алкоголиза растительных

Q масел полиолами с последующей поликонденсацией полученного продукта алкоголиэа с кислотным компонентом (1J и Р1. !о

Ра первой стадии проводят алкоголиз расти- . тельных масел центраэритритом, после чего в реакционную смесь добавляют фталевый ангидрид и проводят поликонденсацию до получения алкидной смолы с заданным кислотным числом и вязкостью. Температура реакционной смеси на стадии алкоголиза и поликонденсации 250-260 С, длительность стадии алкоголиза 2-3 ч, общее время синтеза алкида — около 24 ч. Окончание 2о процесса алкоголиза определяют по растворимости пробы реакционной массы в спирте.

Недостатком известного способа является большая длительность процесса.

Цель изобретения — интенсификация процест1оставленная цель достигается тем, что в способе получения аякидных смол путем алкоголиза т!астительного Масла полиолами с последующей поликонденсацией полученноггб продукта алкоголиза с кислотным компонентом, стадию алкоголиза осуществляют, контролируя количество реакционной воды по формуле, l< яК "В М аК

me и воды — количество реакционной воды, кмоль;

К вЂ” алкидная константа,, равная отношению количества OH-групп к СООН-группам, вводимым в реакцию полученной алкидной смолы; O!! — количество вводимых в реакцию кг-эквивалентов ОН-групп полиола; — постоянный безразмерный параметр, равный 1 01 — 1,10.. 10Н

К

С00Н (2) Значение N<< рассчитывают по формуле он 1

"он

Мон

10 (3) где 6 — загрузка полиола в peàêþè, кг;

ОН

М вЂ” молекулярная масса полиола; — число функциональных OH-групп

ОН в химическоч формуле полиола.

„Для технического гидроксилсодержащего компонента значение N 011 можно рассчитывать по формуле;

20

А Q

56,). Н)00 (4) где А — гидроксильное число технического гидроксилсодержащего компонента, кг KOHjr;

G — загрузка компонента, кг.

Значение N c0>> рассчитывают аналогично.

Безразмерный параметр К < определяют экспериментально, оно может принимать значении от 101 до 1,10, однако его оптимальное значение находится в пределах 1,04 — 106..

Возможно также осуществление контроля и измерения образующейся реакционной воды путем измерения удельной электропроводности реакционной массы, например, с помощью при-: бора МАП-1

Многокнратнйми измерениями йокаэано, " mî в ."процессе протекания алкоголиза и выде40 пения воды электропроводность реакционной массы возрастает, проходит через максимум и к моменту выделения необходимого количества воды уменьшается в 1,5 — 2 раза по сравнению с максимально зарегистрированным.

Процесс синтеза алкццной смолы осуществляют следуняцим образом.

В реактор с перемешивающим устройством, обогревом .и системой для аэеотропной отгонки воды загружают рецептурные количества расти3 767136

Алкидную константу К рассчитывают как отношение количества кг-эквивалентов ОН-групп к соответствующему количеству COOH-групп кислотного компонента

4 тельного масла, спирта и катализатора, например соды. Реагенты при перемешивании нагревают до

250+5 С. Выделение реакционной воды начинается после протекания реакции собственно алкоголиза в результате образования продуктов с простой эфирной связью. Контроль и измерение реакционной воды проводят по изменению электролроводности реакционной массы. После выделения реакционной воды в количестве, определяемым неравенством (1), стадию алкоголиза завершают и проводят загрузку фталевого ангидрида и/или другого кислотного компонента согласно рецептуре. Затем проводят стадию поликонденсации и образования алкидной

1 смолы до требуемых вязкости и кислотного числа. Температура реакционной массы на стадии

230-250 С. . jj табл, 1 пРиведены РецептУРы компонентов, загружаемых в раствор при синтезе алкидных смол и . соответствующие алкидные константы.

Во всех примерах используют поцсолнечное масло. В опытах по примерам 5 и 7 дополни-. тельно загружают 98 кмоль тунгового масла.

В качестве полиола используют пентаэритрит (примеры 1-4 и 6) и глицерин (примеры 5 и 7)

В качестве кислотного компонента используют фталевый ангидрид. В опыте по примеру 4, кроме того, дополнительно загружают 202 кмоль бензойной кислоты, Условия проведения процесса по описываемому способу и основные показатели получен-. ных алкидных смол приведены в табл. 2.

Как видно из приведенных в таблицах данных, оптимальное значение параметра Ко составляет 1,04 — 1,06, при этом длительность процесса синтеза алкидных смол минимальная, при этом показатели готового продукта удовлетворяют техническим условиям, предъявляемым к алкидным смолам (табл. 3).

Проведение процесса при значении Кв более

1,10 нецелесообразно, так как в этом случае длительность процесса практически не меняется.

Таким образом, при осуществлении контроля количества реакционной воды, выделяющейся из зоны рейсции, достигается сокращение длительностй процесса получения алкидных смол, повьш1енне производительности процесса по сравнению с известным способом.

Таблица 1

767136

Рецептуры алкидных смол по описываемому способу

Загрузка реагентов, кмоль

Пример

Полиол

Растительное масло

Кислотный компонент. 6118

2592

1496

1,255

6118

1495

2592 .

1,255

6118

1495

1,255

2592, 5646

2806

1556

1,242

890 —; 98

1,475

658

402

6 (По известному способу) 1,255

6118

2592

1495

7 (По известному способу

1,475

658

890+98

П р и м е ч а н и е: Загрузка катализатора (соды) во всех опытах одинакова и составляет 0,06 мас.% от суммы загруженных компонентов алкидной смолы.

Таблица 2 смол, Условия проведения процесса и основные показатели алкидных полученных по описываемому способу

Алкоголиз опик онденсация т

ДлительПоказатели смолы

Пример о ность

Т, Ллитель С: ность, Длител язвспомогаость, ность, ч

13 104

250+5 0,33 10,0

14,0

1 1,01 250+5 3,82 2,67

20 94

12,3

2 1,10 250+5 0,58 1,42 250+5 6,33

10,5

15 98

10,2

3 1,05 250+5 3,59 3,25 . 250+5 1,50

Параметр, Кю

Т, Реакцион С ная вода, кмрль тельных операций, ч

Общая длител ность процес саэ ч

Алкидная константа

Кислотное число, мг К011/г

767136

Продолжение табл. 2

4 . 1,05. 250+5 5,00 2,50 250+5 2,25

10

10,2

5 1,05 230+5 3,12 3,25 230 2,60

136

10,1

6 . — 250+5

2,0 250 5 10,0

23

11,0

1 ,7 — 230+5 ° — 2,0 230,0 13,0 11 0

140

Ф

П р и м е ч а и к-е: Вязкость готового продукта определяли по ВЗ-4 при 20 С в виде

60 o-ного раствора смолы в ксилоле.

Таблица 3

Алкидные смолы по предлагаемому способу

По ТУ 6-10-612-76

Показатели для

ПФ-060 для

ГФ-01

1 2 3 4

60 80 80 70

Прозрачны, возможна опалесценция,не имеют Прозрачны, не имеют, механических включений механических включений

Чистота

Вязкость по ВЗ-4 при

20 С, сек

60 — 80 40 — 80 100 80 79 80 80

53 - 55

42+2

Содержание летучих,% 53+2

51 53

Кислотное число, мг KOHfr, не более 20

14 10,5 9,0 10,0

5,0

Твердость пленки лака, не менее 0,2

0,36

0,37 0,30 0,32 0,28.

0,3

1,9 2

1,5 1,5

1,5

1Ьет, по йодометрическо% шкале, мг йода, не более

,Внешний. вид

Время высыхания до степени 3, при 80 С, не более

Пентафталевые (ПФ) Глнфталевые (ГФ) Примеры

Г 1

767136 (ь.к, 9 „„к-t Ярн „

2К оФ !

Составитель, И. Чернова

Техред Ж. Кастелевич Корректор С. Шекмар

Редактор А. Соловьева

Заказ 7129/21 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета 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 алкоголиза растительного масла полиолами с последующей поликонденсацией полученного продукта алкоголиза с кислотным компонентом, о т л и ч а ю щ и и с н тем, что, с целью интенсификации процесса, стадию алкоголиза осуществляют, контролируя количество реакционной воды по формуле где ь1 — количество Реакционной воДы, ьо4ь . кмоли, 15

К вЂ” апкидная константа, равная отно. шению количества ОН-групп к

СООН-группам, вводимым в реакцию получения алкидной смолы;

Й0 — колйчество вводимых в реакцию

Н кг эквивалентов ОН-групп полиола;

К о — постоянный безразмерный параметр, равный 1,01 — 1,10.

Источники информации, ппинятые во внимание при экспертизе

1. Паттон Т. К. Технология алкидных смол.

М., "Химия", 1970, с. 16-20 (прототип).

2. Авторское свидетельство СССР М 279946,, кл. 6 05 0 27/02, 03.11.67.