BG65701B1

BG65701B1 - Наситени полиестерни смоли, метод за тяхното получаване и приложението им

Info

Publication number: BG65701B1
Application number: BG108985A
Authority: BG
Inventors: Иванка ЙОРДАНОВА
Original assignee: "Оргахим" Ад
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2009-07-31
Also published as: BG108985A

Abstract

Наситените полиестерни смоли ще намерят приложение като лаковобояджийски покрития в автомобилостроенето и машиностроенето. Наситената полиестерна смола съгласно изобретението съдържа в тегл. ч.: изононанова киселина от 20 до 42, адипинова киселина от 2,5 до 10, фталов анхидрид от 12 до 35, пентаеритрит от 12 до 32 и стабилизатор от 0,01 до 0,2, като стабилизаторът е литиев хлорид или кадмиев ацетат, или стабилизираща добавка, която е смес от фосфорна киселина и литиев хлорид в съотношение 1:1, или смес от фосфорна киселина и литиев хлорид и кадмиев ацетат в съотношение 1:1:1, и в даден случай съдържа в тегл. ч.: изофталова киселина от 0,3 до 5,5, неопентил гликол от 10 до 30, глицерин от 2 до 9 или метилпропандиол от 0,4 до 5. Методът съгласно изобретението, протича на три етапа при температура на I-ви етап 60-140 градуса С, температура на втория етап 150-170 градуса С и на повишаваща се от 205-240 градуса С на трети етап, на всеки етап се прибавят конкретни количества на компонентите. Методът протича в реактор с азотна среда при непрекъснато хомогенизиране, като компонентите се прибавят постепенно до достигане на температура 140 градуса С, след което температурата се повишава до205-240 градуса С с температурен градиент 10 градуса С на 1 h при непрекъснато хомогенизиране и се провежда поликондензация за време от 4 до 6 h.

Description

Изобретението се отнася до наситени полиестерни смоли, които ще намерят приложение, като лаковобояджийски покрития в автомобилостроенето и машиностроенето.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е от /1/ наситена полиестерна смола, която се използва в комбинация с епоксидни смоли за получаване на прахови бои. Наситената полиестерна смола по патента съдържа изофталова киселина, неопентилгликол, триметилолпропан и дикарбоксилова киселина, поспециално адипинова киселина. Методът за нейното получаване протича на два етапа, като първия протича при температура от 200 до 250°С, а на втория етап се внася допълнително количество мономер-изофталова киселина при понижено налягане. Наситената полиестерна смола по патента се използва за производство на прахови бои, които се нанасят чрез специални съоръжения.

Техническа същност на изобретението

Наситената полиестерна смола съгласно изобретението е на база адипинова киселина и съединение, избрано от групата на изофталовата киселина или неопентилгликол като освен това съдържа изононанова киселина, фталов анхидрид, пентаеритрит и стабилизатор или стабилизираща добавка. Стабилизаторът е литиев хлорид или кадмиев ацетат, а стабилизиращата добавка е смес от фосфорна киселина и литиев хлорид в съотношение 1:1 или смес от фосфорна киселина, литиев хлорид и кадмиев ацетат в съотношение 1:1:1. Наситената полиестерна смола по изобретението в даден случай съдържа изофталова киселина, неопентил гликол, метилпропандиол или глицерин.

Компонентите са в следните количества: адипинова киселина от 2,5 до 10 тегл. ч., изононанова киселина от 20 до 42 тегл. ч., фталов ан хидрид от 12 до 35 тегл. ч., пентаеритрит от 12 до 32 тегл. ч., стабилизатор или стабилизираща добавка от 0.01 до 0.2 тегл. ч., и в даден случай съдържа изофталова киселина от 0,3 до 5,5 тегл. ч., 5 неопентил гликол от 10 до 3 0, глицерин от 2 до 9 тегл. ч. или метилпропандиол от 0,4 до 5 тегл. ч.

Методът за получаване на наситената полиестерна смола е чрез поликондензация на изононанова киселина, адипинова киселина, фталов 10 анхидрид, пентаеритрит, в присъствие на стабилизатор литиев хлорид или кадмиев ацетат, или стабилизираща добавка, представляваща смес в съотношение 1:1 или в съотношение 1:1:1 от фосфорна киселина и литиев хлорид или смес 15 от фосфорна киселина и литиев хлорид и кадмиев ацетат и в даден случай изофталова киселина, неопентил гликол, метилпропандиол или глицерин.

Методът съгласно изобретението протича 20 на три етапа при фиксирана температура на 1-ви етап 140°С, фиксирана температура на втория етап 170°С и на повишаваща се от 205-240°С на трети етап, на всеки етап се прибавят конкретни количества на компонентите като методът про-

5 тича в реактор с азотна среда при непрекъснато хомогенизиране се прибавят постепенно до достигане на температура 140°С следните компоненти: изононанова киселина в количество от 20 до 42 тегл. ч. и глицерин от 2 до 9 тегл. ч., и ади30 пинова киселина от 2,5 до 10 тегл. ч., и пентаеретрит от 12 до 32 тегл.ч., или изононанова киселина от 20 до 42 тегл. ч. и неопентилгликол от 10 до 30 тегл. ч. и пентаеритрит от 12 до 32 тегл. ч. или изононанова киселина от 20 до 42 тегл. ч. и

5 глицерин от 2 до 9 тегл. ч., и адипинова кисели- на от 2,5 до 10 тегл. ч., и пентаеритрит от 12 до 32 тегл. ч., и метилпропандиол от 0.4 до 5 тегл.

ч. или изононанова киселина от 20 до 42 тегл. ч. и неопентилгликол от 10 до 30 тегл. ч., и пента40 еритрит от 12 до 32, и метилпропандиол от 0.4 до 4 тегл. ч., след което температурата се повишава до 150 -170°С и се спира азотния газ и се прибавя допълнително стабилизатор в количество от 0.01 до 0.2 тегл. ч. или стабилизираща

5 добавка, след което температурата се повишава до 205-240°С с температурен градиент 10°С на 1 h при непрекъснато хомогенизиране и се провежда поликондензация за време от 4 до 6 h.

Смолите по изобретението са в течно със-

0 тояние и допълнително се разтварят с ароматни

65701 Bl разтворители, които са съответно ортоксилол или смес от ортоксилол и ароматни и алифатни въглеводороди. Наситените полиестерни смоли се употребяват за атмосферо и химически устойчиви лаковобояджийски покрития за въздушно или високотемпературно сушене и ще намерят приложение в автомобилостроенето и машиностроенето. Получените лаковобояджийски материали, произведени от наситените полиестерни смоли по патента се нанасят по изключително лесен начин чрез обикновен пистолет за въздушно шприцоване.

Химически характеристики на използваните суровини.

Неопентилгликолът е с температура на топене 125-130°С

1,6 хександиолът е с интервал на топене 39-41 °C.

Адипиновата киселина е с температура на топене 151-153 °C.

Изофталовата киселина е с температура на топене 341-343°С.

Ортофосфорната киселина е с концентрация 84-87 мас. %.

Литиевият хлорид е 99,0 мас. %.

Триметилолпропанът е температура на топене 57°С и хидроксилно число 1238-1246 mg KOH/g.

Пентаеритритът е с температура на топене 256-262°С.

Изононановата киселина е 99,8 мас. %. Глицеринът е 99,5 мас. %.

Фталовият анхидрид е с интервал на топене 130-133°С и с концентрация 99,8 мас. %.

Ортоксилолът е с пламна температура 27°С и температура на кипене 144,4 °C.

Сместа от ароматни и алифатни въглеводороди/Шелсол А100/ е с интервал на дестилация - 98%-160-180°С.

Наситените полиестерни смоли, съгласно изобретението имат изключително добра атмосферо и химическа устойчивост, дължаща се на избраната комбинация от киселини и алкохоли и наличието на стабилизатор или стабилизираща добавка, на което се дължи и отличително голямата еднородност и тесни граници на молекулно-масовото разпределение. Смолите по изобретението са с висока адхезия и еластичност и имат неочаквано добри показатели на еластичност и твърдост.

Примери за изпълнение на изобретението

Пример 1.

В четиригърлена колба, снабдена с бъркалка, хладник, термометър и тръба за подаване на азот, се зареждат 204.0 g изононанова киселина, 20.0 g глицерин, 0-9 g метилпропандиол. Температурата се повишава до 60°С, след което се дозира 21.1 g адипинова киселина, 161.9 g пентаеритрит, при пусната бъркачка. Сместа се нагрява до 120°С до пълното разтваряне на твърдите суровини. При достигане на тази температура се добавя 198.0 g фталов анхидрид, 1.1 g изофталова киселина. Температурата се повишава на 160°С. При достигане на тази температура се спира инертния газ и се добавя стабилизираща добавка 0.1 g литиев хлорид. Продуктът се загрява до 205°С за около 4 h с температурен градиент 10°C/h, след което се внася ортоксилен за дестилация около 4-5 % от дозираните суровини. Полиестерификацията продължава до достигане на киселинно число 10-15 mg KOH/g 100% смола и вискозитет 3000-4000 mPa.s. След достигане на тези показатели реакционната маса се охлажда до температура 160°С, след което се разрежда с 400 g ортоксилен.

Пример 2.

Както пример 1, но стабилизиращата добавка е смес от фосфорна киселина и литиев хлорид в съотношение 1:1, а разтворителя на готовата смола е смес от ортоксилен и комбинация от алифатни и ароматни въглеводороди / Shellsol А100/.

Пример 3.

В четиригърлена колба, снабдена с бъркалка, хладник, термометър и тръба за подаване на азот, се зареждат 252.0 g изононанова киселина,

39.2 g глицерин. Температурата се повишава до 60°С, след което се дозира 37.4 g адипинова киселина, 133.5 g пентаеритрит, при пусната бъркачка. Сместа се нагрява до 120°С до пълното разтваряне на твърдите суровини и се прибавя 0.2 g ортофосфорна киселина и 0.2 g кадмиев ацетат. При достигане на тази температура се добавя 136,2 g фталов анхидрид. Температурата се повишава на 160°С, При достигане на тази температура се спира инертния газ. Продуктът се загрява до 205°С за около 4 h с температурен градиент 10°C/h, след което се внася ортоксилен за дестилация около 4-5% от дозира3

65701 Bl ните суровини. Полиестерификацията продължава до достигане на киселинно число 10-15 mg KOH/g 100% смола и вискозитет 3000-4000 mPa.s. След достигане на тези показатели реакционната маса се охлажда до температура 160°С, след което се разрежда в комбинация от органични разтворители.

Пример 4.

В четиригърлена колба, снабдена с бъркалка, хладник, термометър и тръба за подаване на азот, се зареждат на студено без разбъркване

198.8 g изононанова киселина, 82.2 g неопентилгликол, 164.0 g пентаеритрит и 6.0 g метилпропандиол. При температура 100-105°С се пуска бъркачката, а при 120-122°С се дозира 37.5 g адипинова киселина и 252.5 g фталов анхидрид и 5.5 g изофталова киселина. При температура 170°С се добавя 0.1 g фосфорна киселина, 0.1 g литиев хлорид и 0.1 g кадмиев ацетат. При температура 175-180°С се прави корекция на неопентилгликола, след което температурата на реакционната маса се повишава на 205-210°С с температурен градиент 10°C/h. При тази температура нагряването продължава за около 6 h до постигане на киселинно число 17-21 mg KOH/g 100% и вискозитет при (25±0,5)°С - около 7500 mPa.s на 75% разтвор на смолата в ортоксилен.

Пример 5.

242.9 g изононанова киселина, 124.2 g неопентилгликол, 109.0 пентаеритрит. При температура 100-105°C се пуска бъркачката, а при 120-122°С се дозира 61.1 g адипинова киселина и 187.0 g фталов анхидрид. При температура 170°С се прибавя 0.15 g кадмиев ацетат. При температура 175180°С се прави корекция на неопентилгликола, след което температурата на реакционната маса се повишава на 205-210°С с температурен градиент 10°C/h. При тази температура нагряването продължава за около 6 h до постигане на киселинно число 17-21 mg KOH/g 100% и вискозитет при (25±0,5)°С - около7500 mPa.s на 75% разтвор на смолата в ортоксилен.

Claims

1. Наситена полиестерна смола, съдържаща адипинова киселина и съединение, избрано от групата на или, характеризираща се с това, че съдържа изононанова киселина; пентаеритрит; фталов анхидрид, изофталова киселина, неопентилгликол или смес от тях; по избор метилпропандиол и/или глицерин; стабилизатор или стабилизираща добавка, като стабилизаторът е литиев хлорид или кадмиев ацетат, а стабилизиращата добавка е смес от фосфорна киселина и литиев хлорид в съотношение 1:1 или смес от фосфорна киселина, литиев хлорид и кадмиев ацетат в съотношение 1:1:1, като компонентите са в следните количества: адипинова киселина от 2,5 до 10 тегл., изононанова киселина от 20 до 42 тегл. ч., фталов анхидрид от 12 до 35 тегл. ч., пентаеритрит от 12 до 32 тегл. ч., стабилизатор/ стабилизираща добавка от 0.01 до 0.2 тегл. ч., изофталова киселина от 0,3 до 5,5 тегл. ч., неопентилгликол от 10 до 30 тегл. ч., глицерин от 2 до 9 тегл. ч., метилпропандиол от 0,4 до 5 тегл. ч.

2. Метод за получаване на наситена полиестерна смола съгласно претенция 1, който се провежда в реактор с азотна среда, характеризиращ се с това, че на етап 1 последователно се прибавят компонентите адипинова киселина от

2,5 до 10 тегл., изононанова киселина от 20 до 42 тегл. ч., пентаеритрит от 12 до 32 тегл. ч., избрано от изофталова киселина от 0,3 до 5,5 тегл. ч., фталов анхидрид от 12 до 35 тегл. ч., неопентилгликол от 10 до 30, по избор глицерин от 2 до 9 тегл. ч., метилпропандиол от 0,4 до 5 тегл. ч., при температура между стайна температура и 140°С, със задържане при 140°С; етап 2: повишаване на температурата до 150-170°С и добавяне на стабилизатор/стабилизираща добавка от 0.01 до 0.2 тегл. ч.; етап 3 повишаване на температурата до 205-240°С при температурен градиент 10°С на 1 h и провеждане на поликондензация за време от 4 до 6 h.

3. Метод за получаване на наситена полиестерна смола съгласно претенция 1, който се провежда в реактор с азотна среда, характеризиращ се с това, че на етап 1 последователно се прибавят компонентите: адипинова киселина от

2,5 до 10 тегл., изононанова киселина от 20 до 42 тегл. ч., фталов анхидрид от 12 до 35 тегл. ч., пентаеритрит от 12 до 32 тегл. ч., стабилизатор или стабилизираща добавка от 0.01 до 0.2 тегл. ч., глицерин от 2 до 9 тегл. ч., при температура между стайна и 140°С, със задържане при 140°С като стабилизатор/стабилизираща добавка от 0.01 до

65701 Bl

0.2 тегл. ч. се добавя при 120°С; етап 2 повишаване на температурата до 205-240°С при температурен градиент 10°С на 1 h и провеждане на поликондензация за време от 4 до 6 h.

4. Използване на наситена полиестерна смола съгласно претенция 1 за атмосферо и химически устойчиви лаковобояджийски покрития за въздушно или високотемпературно сушене.

5. Използване съгласно претенция 3, характеризиращо се с това, че смолата съгласно претенция 1 се разтваря с ароматни разтворители - ортоксилол или смес от ортоксилоли аро5 матни и алифатни въглеводороди.