CS220019B1

CS220019B1 - Modified alkyd resins and process for their preparation

Info

Publication number: CS220019B1
Application number: CS441881A
Authority: CS
Inventors: Karel Hajek; Jaroslav Kitzler; Bohumil Kratky; Milan Sima; Jan Drabek; Zdenek Vasicek
Original assignee: Karel Hajek; Jaroslav Kitzler; Bohumil Kratky; Milan Sima; Jan Drabek; Zdenek Vasicek
Priority date: 1981-06-12
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Vynález se týká modifikovaných alkydových pryskyřic, které jsou vhodné zejména pro přípravu na vzduchu zasychajících nátěrových hmot. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tyto alkydy se získávají ze 180 až 350 hmot. dílů vícemocných alkoholů, 180 až 400 hmot. dílů karboxylových kyselin, jejich esterů nebo anhydridů a 300 až 700 hmot. dílů mastných kyselin řepkového oleje s podílem kyseliny erukové nejvýše 10 % hmot. nebo jejich specifikovaných směsí s mastnými kyselinami rostlinných olejů, a to tím způsobem, že se uvedené reakční složky podrobí při teplotě 180 až 260° Celsia vzájemné reakci v přítomnosti inertního plynu a/nebo azeotropního rozpouštědla až do poklesu čísla kyselosti produktu pod 15 mg KOH/g.The invention relates to modified alkyd resins, which are particularly suitable for the preparation of air-drying coatings. The essence of the invention lies in the fact that these alkyds are obtained from 180 to 350 parts by weight of polyhydric alcohols, 180 to 400 parts by weight of carboxylic acids, their esters or anhydrides and 300 to 700 parts by weight of fatty acids of rapeseed oil with an erucic acid content of not more than 10% by weight or their specified mixtures with fatty acids of vegetable oils, by subjecting the said reactants to a mutual reaction at a temperature of 180 to 260° Celsius in the presence of an inert gas and/or an azeotropic solvent until the acid number of the product drops below 15 mg KOH/g.

Description

Vynález se týká modifikovaných alkydových pryskyřic a způsobu jejich přípravy. Získané alkydy jsou vhodné zejména pro přípravu na vzduchu zasychajících nátěrových hmot.The invention relates to modified alkyd resins and to a process for their preparation. The alkyds obtained are particularly suitable for the preparation of air-drying coatings.

Nejrozšířenější modifikující složkou alkydových pryskyřic jsou vysychavé a polovysychavé rostlinné oleje. Je výhodné místo nich použít samotných mastných kyselin. Řada specializovaných výrobců dnes již nabízí pestrý sortiment mastných kyselin ze slunečnicového, sójového, světlicového, lněného oleje (např. Henkel u. Cie GmbH, NSR: Destillierte und modifizierte Fettsauren 1977 j.Drying and semi-drying vegetable oils are the most widely used modifying component of alkyd resins. It is preferable to use fatty acids alone instead. Many specialized manufacturers already offer a diverse range of fatty acids from sunflower, soy, safflower, linseed oil (eg Henkel u. Cie GmbH, Germany: Destillierte und modifizierte Fettsauren 1977 j.

Rozšíření sortimentu alkydů modifikovaných mastnými kyselinami vysychavých a polovysychavých rostlinných olejů umožňuje tento vynález, jehož předmětem jsou modifikované alkydové pryskyřice na bázi produktů polykondenzace vícemocných alkoholů s karboxylovými kyselinami nebo jejich funkčními deriváty a způsob jejich výroby. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tyto alkydy se připravují ze 180 až 350 hmot. dílů vícemocných alkoholů se 2 až 6 hydroxylovými skupinami v molekule, 180 až 400 hmot. dílů karboxylových kyselin o počtu uhlíkových atomů 6 až 11, jejich esterů nebo anhydridů a 300 až 700 hmot. dílů mastných kyselin řepkového oleje, v nichž podíl kyseliny erukové je nejvýše 10 % hmot., nebo jejich směsi s mastnými kyselinami rostlinných olejů o jódovém čísle 110 až 195 g Jž/100 g ve hmot. poměru 1 : 0,1 až 9, a to tím způsobem, že uvedené reakční složky se podrobí při teplotě 180 až 260 °C vzájemné reakci v přítomnosti inertního plynu a/nebo azeotropního rozpouštědla ze skupiny alkylbenzenů o teplotě varu 120 až 160 °C až do poklesu čísla kyselosti reakčního produktu pod 15 mg KOH/g.The present invention, which relates to modified alkyd resins based on polycondensation products of polyhydric alcohols with carboxylic acids or their functional derivatives, and to a process for their preparation, extends the range of alkyd-modified fatty acids of drying and semi-drying vegetable oils. The invention is based on the fact that these alkyds are prepared from 180 to 350 wt. parts by weight of polyhydric alcohols having 2 to 6 hydroxyl groups per molecule, 180 to 400 wt. parts by weight of carboxylic acids having a carbon number of 6 to 11, their esters or anhydrides and 300 to 700 wt. parts of rapeseed fatty acids in which the proportion of erucic acid is not more than 10% by weight, or mixtures thereof with fatty acids of vegetable oils of iodine value 110 to 195 g J / 100 g by weight in a ratio of 1: 0.1 to 9 by reacting said reactants at 180 to 260 ° C in the presence of an inert gas and / or an azeotropic solvent of the alkylbenzene group boiling in the range of 120 to 160 ° C to until the acid number of the reaction product fell below 15 mg KOH / g.

Tímto postupem připravené modifikované alkydové pryskyřice mají při jednoduchém způsobu přípravy velmi světlou barvu, při skladování jsou velmi stabilní, dobře zasychají a mají dobré odolnosti na povětrnosti. Lze jich úspěšně používat pro všechny známé aplikace alkydových nátěrových hmot.The modified alkyd resins prepared in this way have a very light color in a simple preparation process, are very stable in storage, dry well and have good weather resistance. They can be successfully used for all known alkyd paint applications.

Mastné kyseliny s obsahem kyseliny erukové pod 10 hmot. % lze získat štěpením tzv. nízkoerukového řepkového oleje. Pro kombinace jsou zvláště vhodné mastné kyseliny lněného, sójového nebo světlicového oleje. Osvědčila se i směs s konjugovanými kyselinami. Hydroxylovou složku alkydů podle vynálezu tvoří známé vícemocné alkoholy, především ethylenglykol, glycerol, trimethylolpropan, trimethylolethan, pentaerytritol nebo sorbitol. Jako karboxylové kyseliny se uplatňují hlavně kyselina izoftalová, adipová, fialová, tetrahydroftalová, hexahydroftalová a benzoová, případně jejich anhydridy či estery.Fatty acids with erucic acid content below 10 wt. % can be obtained by cleavage of so-called low-rape rapeseed oil. Fatty acids of linseed, soybean or safflower oil are particularly suitable for combinations. Mixtures with conjugated acids have also proved to be useful. The hydroxyl component of the alkyds according to the invention consists of known polyhydric alcohols, in particular ethylene glycol, glycerol, trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythritol or sorbitol. The carboxylic acids used are mainly isophthalic, adipic, phthalic, tetrahydrophthalic, hexahydrophthalic and benzoic acids, or their anhydrides or esters.

Z inertních plynů lze použít zejména dusíku a kysličníku uhličitého a jako azeotropních rozpouštědel toluenu, xylenu, ethylbenzenu, di- a triethylbenzenu.The inert gases which can be used are, in particular, nitrogen and carbon dioxide and as azeotropic solvents toluene, xylene, ethylbenzene, di- and triethylbenzene.

Konkrétní provedení předmětu vynálezu jsou uvedena v následujících příkladech, které však nijak neomezují rozsah předmětu vynálezu.Specific embodiments of the invention are set forth in the following examples, which are not intended to limit the scope of the invention in any way.

Příklad 1Example 1

Do reaktoru se napustí 153 kg glycerolou a zanese se 153 kg trimetylolpropánu. Spustí se vytápění a po roztavení obsahu se za míchání připustí 382 kg mastných kyselin řepkového oleje, u nichž je podíl kyseliny erukové 7 až 10 hmot. %. Za uvádění dusíku jako inertního plynu se teplota v reaktoru postupně zvýší až na 230 °C za stálého odvodu reakcí uvolňované vody. Při poklesu čísla kyselosti pod 10 mg KOH/g se obsah ochladí na 180 °C a přidá se 385 kg ftalanhydridu. Směs se vyhřeje na 190 °C a po 1 hodině se teplota zvýší na 255 C° a příprava se dokončí při čísle kyselosti pod 15 mg KOH/g. Nakonec se produkt naředí na 55% roztok xylenem.The reactor is charged with 153 kg of glycerol and 153 kg of trimethylolpropane is introduced. Heating is started and after melting the contents 382 kg of rapeseed oil fatty acids, with a proportion of erucic acid of 7 to 10 wt. %. While introducing nitrogen as the inert gas, the temperature in the reactor is gradually raised up to 230 ° C with constant evacuation of the water released. When the acid number drops below 10 mg KOH / g, the contents are cooled to 180 ° C and 385 kg of phthalic anhydride are added. The mixture was heated to 190 ° C and after 1 hour the temperature was raised to 255 ° C and the preparation was completed at an acid number below 15 mg KOH / g. Finally, the product is diluted to 55% with xylene.

Připravený alkyd s olejovou délkou 40 % je vhodný zejména pro kombinaci s dlouhými lněnými alkydy pro přípravu na vzduchu zasychajících nátěrových hmot i pro kombinaci s nitrocelulózou pro nitrokombinační, rychle zasychající nátěrové hmoty.The prepared alkyd with an oil length of 40% is particularly suitable for combination with long linseed alkyds for the preparation of air-drying coatings as well as for combination with nitrocellulose for nitrocombine, fast-drying coatings.

Příklad 2Example 2

Do reaktoru opatřeného azeotropním nástavcem a plněnou kolonou se zanese 20 kg ethylenglykolu, 201 kg pentaerytritolu, 511 kilogramů mastných kyselin řepkového oleje s podílem kyseliny erukové pod 5 hmot. proč., 57 kg mastných kyselin dehydratovaného ricinového oleje, 44 kg kyseliny benzoové a 240 kg ftalanhydridu. Obsah se vyhřeje na 100 °C, přidá se 30 kg ethylbenzenu a pokračuje se v postupném vyhřívání na 230 °C za stálého oddestilovávání reakcí uvolňované vody. Příprava se ukončí při dosažení čísla kyselosti pod 12 mg KOH/g. Připravený alkyd o olejové délce 60 % se rozpustí na 60% roztok v lakovém benzinu.20 kg of ethylene glycol, 201 kg of pentaerythritol, 511 kilograms of rapeseed oil fatty acids with a erucic acid content below 5 wt. why, 57 kg of dehydrated castor oil fatty acid, 44 kg of benzoic acid and 240 kg of phthalic anhydride. Heat the contents to 100 ° C, add 30 kg of ethylbenzene and continue to gradually heat to 230 ° C while distilling off the water evolved. The preparation was terminated when the acid number was below 12 mg KOH / g. The prepared 60% oil length alkyd is dissolved to a 60% solution in white spirit.

Alkyd je vhodným pojivém pro nátěrové hmoty na vzduchu zasychající. Po sikativaci (0,04 hmot. % Co -j- 0,40 hmot. '% Pb) zasychá během 3 hodin do stádia A (ČSN 67 3053J.Alkyd is a suitable binder for air drying paints. After siccativation (0.04 wt% Co - j - 0.40 wt% Pb) it dries to stage A within 3 hours (CSN 67 3053J).

Příklad 3Example 3

Do reaktoru se napustí 60 kg mastných kyselin řepkového oleje s obsahem kyseliny erukové 5 až 8 hmot. %, 664 kg mastných kyselin lněného oleje, 182 kg pentaerytritolu a 157 kg ftalanhydridu. Přidá se 40 kg xylenu a směs se postupně vyhřeje na 220° Celsia. Při poklesu čísla kyselosti pod 40 mg KOH/g se obsah ochladí na 200 °C a přidá se 26 kg sorbitolu (100%¹} a 44 kg kyseliny izoftalové. Vyhřeje se na 250 °C a příprava se ukončí při poklesu čísla kyselosti pod 10 mg KOH/g. Alkyd o olejové délce 70 % se naředí na 60% roztok lakovým benzinem.60 kg of rapeseed oil fatty acids containing 5 to 8 wt.% Erucic acid are charged into the reactor. %, 664 kg of linseed fatty acids, 182 kg of pentaerythritol and 157 kg of phthalic anhydride. 40 kg of xylene are added and the mixture is gradually heated to 220 ° C. When the acid number falls below 40 mg KOH / g, the contents are cooled to 200 ° C and 26 kg of sorbitol (100% ¹ ) and 44 kg of isophthalic acid are added. mg 70% KOH / g. Dilute 70% oil-containing alkyd to 60% white spirit.

Alkyd může sloužit jako pojivo na vzdu chu zasychajících nátěrových hmot, zejmé na pro povrchovou úpravu stavebně-truh lářských výrobků.The alkyd can serve as a binder for air drying paints, especially for surface treatment of building products.

Claims

Modified alkyd resins based on polycondensation products of polyhydric alcohols with carboxylic acids were not functional derivatives thereof, obtainable in particular from 180 to 350 wt. parts by weight of polyhydric alcohols having 2 to 6 hydroxyl groups in the molecule, 180 to 400 wt. parts of carboxylic acids having a carbon number of 6 to 11, their esters or anhydrides and 300 to 7θθ wt. parts of rapeseed oil fatty acids in which the proportion of erucic acid is up to 10 why. %, or mixtures thereof with fatty acids of vegetable oils of iodine number 110 to 195 g J2 / 100 g in wt. ratio of 1: 0.1 to 9.

2. Process for preparing modified alkyd resins according to claim 1, characterized in that said reactants are reacted at a temperature of 180 DEG to 260 DEG C. in the presence of an inert gas and / or an azeotropic solvent of the alkylbenzene group boiling in the range of 120 DEG to 160 DEG C. until the acid value of the reaction product fell below 15 mg KOH / g.