CS220604B1 - Oleji modifikované alkydové pryskyřice a způsob jejich přípravy - Google Patents

Abstract

Vynález se týká oleji modifikovaných alkydových pryskyřic, které Jsou vhodné jako pojivá na vzduchu zasychajících nátěrových himot. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se tyto alkydy připravují ze 400 až 650 hmot. dílů specifikované směsi rostlinných olejů obsahem nízkoerukového řepkového oleje (nejvýše 12 % hmot. glyceridů kyseliny erukovéj, 150 až 350 hmot. dílů polyallkoholů a 200 až 350 hmot. dílů karboxyloivých ikyiselln se 6 až 11 atomy uhlíku -nebo jejich funkčních derivátů, a to tak, že směs olejů se nejprve podrobí katalyzované přeesterifikaci polyallkoholy v prostředí inertního plynu, při teplotě 200 až 260 °C a po dobu 1 až 4 hodin a vzniklý produkt se nechá při teplotě 160 až 260 °C za případného přídavku dzeotropního rozpouštědla reagovat s kariboxylovými kyselinami nebo jejich funkčními deriváty až do poklesu čísla kyselosti produktu pod 20 mg KOH/g.

Description

Vynález se týká oleji modifikovaných alkydových pryskyřic, které Jsou vhodné jako pojivá na vzduchu zasychajících nátěrových himot. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se tyto alkydy připravují ze 400 až 650 hmot. dílů specifikované směsi rostlinných olejů obsahem nízkoerukového řepkového oleje (nejvýše 12 % hmot. glyceridů kyseliny erukovéj, 150 až 350 hmot. dílů polyallkoholů a 200 až 350 hmot. dílů karboxyloivých ikyiselln se 6 až 11 atomy uhlíku -nebo jejich funkčních derivátů, a to tak, že směs olejů se nejprve podrobí katalyzované přeesterifikaci polyallkoholy v prostředí inertního plynu, při teplotě 200 až 260 °C a po dobu 1 až 4 hodin a vzniklý produkt se nechá při teplotě 160 až 260 °C za případného přídavku dzeotropního rozpouštědla reagovat s kariboxylovými kyselinami nebo jejich funkčními deriváty až do poklesu čísla kyselosti produktu pod 20 mg KOH/g.

Vynález se týká alkydových pryskyřic modifikovaných směsí rostlinných vysyclhavých nebo polovysyehavých olejů a způsobu jejich přípravy. Tyto alkydy jsou vhodné jako pojivá na vzduchu zasychajících nátěrových hmot.

Nejrozšířenější modifikující složkou alkydových pryskyřic jisou vysychavé a polovysycihavé rostlinné oleje. Vedle běžně používaných typů, jimiž jsou beze sporu olej lněný a olej sójový je známo použití i mnoha dalších, např. oleje světlicového, slunečnicového, stiliingiového, dřevného, iperilového, bavlníkoivého, oleje ze semen tabáku, vinných hroznů aj. Příprava alkydů z řepkového, oleje byla popsána již v britském patentu 453 228. Přesto však nenašel řepkový olej pro průmyslovou výrobu alkydů uplatnění. Hlaivní příčinou byla značná obtížnost přeesterifikace jmenovaného oleje polyalkoholy a nevhodná skladba v ně obsažených mastných kyselin z hlediska zasychání připravených alkydů.

Nyní bylo zjištěno, že z nízkoerukového řepkového oleje, vícemocných alkoholů a polykarboxylových kyselin nebo jejich funkčních derivátů a dalších vysychavýcb nebo polovysyehavých rostlinných olejů lze připravit kvalitní na vzduchu zasychající alkydy, které jsou předmětem tohoto vynálezu, Idodrží-li se vymezené složení a zejména technologický postup. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tyto alkydy se připravují ze 400 až 650 hmot. dílů směsi rostlinných olejů, obsahující 15 až 70 % hmot. olejů o jodovém čísle 110 až 195 Ja/100 g a 30 až 85 % hmot. nízkoerukového řepkového oleje β obsahem glyceridů kyseliny erukové nejvýše 1,2 % hmot., 150 až 350 hmot. dílů polyaikoholů se 2 až 5 hydroxylovými skupinami v molekule a 200 až 350 hmot. dílů karboxylových kyselin obsahujících 6 až 11 uhlíkových atomů v molekule nebo jejich funkčních derivátů, a to tak, že směs rostlinných olejů se nejprve podrobí katalyzované přeesterifikaci polyalkoholy v prostředí inertního plynu, při teplotě 200 až 260 °C a po dobu 1 až 4 hodin, načež se vzniklý produkt nechá při teplotě 160 až 260 °C za případného přídavku 30 až 100 hmot. dílů azeotropicikého rozpouštědla ze skupiny alkylbenzenů o teplotě varu 120 až 160 °C reagovat s karboxylovými kyselinami nebo jejich funkčními deriváty až do poklesu čísla kyselosti konečného produktu pod 20 mg KOH/g.

Takto připravené alkydové pryskyřice mají světlou barvu, při skladování jsou stabilní, dobře zasychají a po zaschnutí mají dobré mechanické vlastnosti. Lze jich úspěšně použít pro všechny známé aplikace alkydových nátěrových hmot.

NízikoerukPvým řepkovým olejem se rozumí řepkový olej, v němž obsah kyseliny eruikové není vyšší než 10 % hmot. Jako rostlinné oleje s jodovým číslem nad 110 g J2/IOO g jsou vhodné zejména olej sójový, slunečnicový, dřevný, perilový a lněný, mohou se však použít i další, pokud vyhovují dané podmínce. Hydroxylovou složku alkydů podle vynálezu tvoří známé a běžně používané polyalkoholy, především glycerol, trimetylolpropan, trimetyloletan, pentaerytritol, sorbitol, etylénglykol a propylenglykol, jako Ikarboxylové kyseliny se uplatňují hlavně kyseliny izoftalová, adipová a benzoová, případně jejich funkční deriváty, zvláště anhydridy.

K urychlení přeesterifikačních reakcí, probíhajících při syntéze alkydů tohoto typu, slouží běžné přeesterifikační katalyzátory, jimiž jsou kysličníky a hydroxidy alkalických kovů nebo kovů 2. sloupce periodického systému prvků, případně organické sloučeniny těchto kovů. Jako azeotropní rozpouštědla se používají alkylderiváty benzenu o teplotě varu 120 až 160 °C, především toluen, xylen, etylbehzen, dietylbenzen nebo trietylbenzen.

Některá konkrétní provedení předmětu vynálezu jsou uvedena v následujících příkladech, které však nijak neomezují rozsah vynálezu.

Příklad 1

Do reaktoru se postupně předloží 100 kg lněného oleje s jódovým číslem 192 J2/IOO g, 100 kg sójového oleje s jódovým číslem 123 gramů J2/IOO g a 300 kg nízkoerukového řepkového oleje s jódovým číslem 105 g J2/IOO g a obsahem kyseliny erukové 5 až 7 % hmot. Za míchání se přidá 200 kg pentaerytritolu, 0,05 kg PbO a 0,03 kg CoO. Obsah reáktoru se pak vyhřeje za přívodu dusíku na teplotu 260 °C, při které se udržuje 2 hodiny. Postup přeesterifikace se přitom sleduje podle změny mísitelnostl s metanolem či vodivosti a ukončí se tehdy, kdy ke změně již nedochází. Produkt se ochladí na 180 °C a přidá se 275 kg ftalanhydridu, 109 kg kyseliny p-terc.butylbenzoové a 30 kg xylenu. Teplota směsi se potom postupně zvyšuje až na 250 °C za stálého oddestilovávání reakční vody. Tato operace se ukončí po poklesu čísla kyselosti produktu pod 10 mg KOH/g. Získaný alkyd se pak rozpustí ve směsi lakového benzinu a xylenu ve hmot. poměru 3 :1 na 60 % roztok.

Přídavkem sušidel (naftenátů kobaltu, 0lova a vápníku] se připraví pojivo nátěrových hmot zasychajících na vzduchu. Lák s obsahem 0,05 % hmot. Co, 0,3 % hmot. Pb a 0,1 % hmot. Ca (vztaženo jako množství kovů na sušinu pryskyřice) zasychal do stadia A (ČSN 67 3053] za 3 hodiny a do 24 hodin dosáhl stadia B 1. Základní nátěrová hmota zaschla během 24 hodin tio stadia B5.

Příklad 2

Do reáktoru se předloží 127 kg světlino5 vého oleje s jódovým číslem 136 g J2/IOO g, 300 kg nízkoerukového řelpkového oleje s jódovým číslem 104 g J2/IOO g a obsahem kyseliny erukové 3 až 5 % hmot. Za míchání se přidá 40 ikg glycerolu, 280 kg pentaerytritolu a 0,3 Ikg PbO. Obsah se vyhřeje za přívodu CO2 na 240 °C a udržuje se při této teplotě 3 hodiny. Potom se ochladí na 190 °C a přidá se 280 kg tetrahydroftalanhydridu a 150 kg kyiseliny benzoové. Za stálého přívodu CO22 se směs vyhřeje positupně na 250 °C a za odvádění reakční vody se na ⁺éto teplotě udržuje až do poklesu čísla kyselosti pod 16 mg KOH/g. Potom se produkt ochladí a naředí na 55% roztok směsí lakového benzinu s xylenem ve hmot. poměru 3:2.

Po silkativaci 0,04 % hmot. Co, 0,5 % hmot. Pb a 0,3 % Ca (vztaženo jako množs(tví kotvů na sušinu pryskyřice) se získá lak, zasychající do stadia A za 2 h. Připravený email zasychal do stadia A za 1,5 h.

β

Příklad 3

Do reaktoru se vnese 100 kg lněného oleje s jódovým číslem 192 g J2/IOO g a 512 kilogramů nízkoerPkovaného řepkového 0leje s jódovým číslem 104 g J2/IOO g a obsahem kyseliny erukové 3 až 5 % hmot. Za míchání se přidá 150 kg pentaerytritolu a 0,4 kg PbO. Směs se za přívodu dusíku vyhřeje na 250 °C a při této teplotě se Udržuje 4 hodiny. Potom se ochladí na 190 °C a přidá se Ik ní 230 kg kyseliny izofitalové. Obsah reaktoru se postupně vyhřeje na 260 °C a zahřívání se ukončí po poklesu čísla kyselosti reakčmího produktu pod 10 mg KOH/g. Získaný allkyd se nakonec naředí lakovým benzinem na 50% roztok.

Lak siikátivovaný přídavkem 0,03 % hmot. Co, 0,5 % hmot. Pb a 0,25 % hmot. Ca (Vztaženo jako množství kovů na sušinu pryskyřice] zasychá do stadia A za 2,5 hodiny, do stadia Bl během 24 h.

Claims (2)

1. PREDMET

   1. Oleji modifikované alkydové pryskyřice na bázi produktů polykondenzace vícemocných alkoholů s polykarboxylovými kyselinami nebo jejich funkčními deriváty a vysycihavými nebo polovysychavými rostlinnými oleji, připravitelné ze 400 až 650 hmot. dílů směsi rostlinných olejů, obsahující 15 až 70 % hmot. olejů o jodovém čísle 110 až 195 g J2/IOO g a 30 až 85 % hmot. nízkoerukového řepkového oleje s obsahem glyceridů kyseliny erukové do 12 % hmot., 150 až 350 hmot. dílů polyalkoholů se 2 až 5 hydiroxylovými skupinami v molekule a 200 až 350 hmot. dílů karboxylových kyselin obsahujících 6 až 11 uhlíkových atomů v molekule nebo jejich funkčních derivátů.

   YNALEZU
2. 2. Způsob přípravy oleji modifikovaných alkydových pryskyřic podle bodu 1, vyznačující se tím, že směs rostlinných olejů se nejprve podrobí katalyzované přeesterifilkaci poiyalkoholy v prostředí inertního plynu, při teplotě 200 až 260 ^qC a po dobu 1 až 4 hodin, načež se vzniklý produkt inechá při teplotě 160 až 260 ^qC za případného přídavku 30 až 100 hmot. dílů azeotropního rozpouštědla ze skupiny alkylbenzenů o teplotě varu 120 až 160 °C reagovat s karboxylovými kyselinami nebo jejich funkčními deriváty až do poklesu čísla kyselosti konečného prodPkltu pod 20 mg KOH/g.