PL168179B1 - Sposób wytwarzania wodorozcieńczalnej żywicy melaminowo-formaldehydowej - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania wodorozcieńczalnej żywicy melaminowo-formaldehydowej w procesie kondensacji 1 mola melaminy z 5,6 - 6,2 molami formaldehydu w postaci 37% roztworu wodnego w temperaturze 85°C w czasie 15 minut przy pH 7,5-8,5 oraz eteryfikacji 13-19 molami metanolu rozcieńczonego wodą w temperaturze 50-60°C w czasie 60 minut przy pH 4-4,5, znamienny tym, że zeteryfikowany kondensat melaminowo-formaldehydowy alkalizuje się do pH powyżej 8,5, zatęża przy normalnym ciśnieniu do temperatury 85-86°C uzyskując destylat (I) zawierający powyżej 70% metanolu oraz wstępnie zatężoną żywicę, którą poddaje się dalszemu zatężeniu przy stale obniżanym ciśnieniu do uzyskania produktu zawierającego powyżej 60% suchej masy, a następnie prowadzi się drugą eteryfikację, przy użyciu destylatu metanolowego (I), w temperaturze 20-35°C w czasie 60 minut i przy pH 2,5-5,5.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wodorozcieńczalnej żywicy melaminowo-formaldehydowej, przeznaczonej zwłaszcza do sporządzania lakierów wodorozcieńczalnych.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 49314 sposób wytwarzania reaktywnych chemicznie żywic melaminowych odpornych na ogrzewanie w podwyższonych temperaturach otrzymywanych w reakcji kondensacji melaminy z formaldehydem w środowisku alkalicznym, a następnie reakcji z metanolem w środowisku kwaśnym. Tak otrzymaną żywicę zatęża się do produktu niemal bezwodnego i poddaje ponownie reakcji z formaldehydem, oddestylowuje wodę i drugi raz eteryfikuje metanolem, tym razem w środowisku bezwodnym przy niskim pH. Otrzymuje się żywicę ciekłą, o dużej wiskozie, odporną na ogrzewanie w temperaturze 160°C w czasie powyżej 24 godzin, tolerującą wodę w granicach od 10-30%. Te dwie ostatnie cechy żywicy okazały się niekorzystne w jej zastosowaniu do lakierów wodorozcieńczalnych. Dobierając odpowiednie rozpuszczalniki można otrzymać lakiery o wymaganych właściwościach, podnosi to jednak koszty i obniża zawartość składnika błonotwórczego w lakierze.

W trakcie dalszych badań nad zagadnieniem otrzymywania żywicy melaminowej odpornej na ogrzewanie w podwyższonej temperaturze, przy równocześnie zwiększonej tolerancji wodnej, nieoczekiwanie stwierdzono, że żywicę o wymagalnych właściwościach można otrzymać na drodze częściowego zatężenia zeteryfikowanego kondensatu melaminowo-formaldehydowego i przeprowadzenia reakcji drugiej eteryfikacji destylatem metanolowo-wodnym w środowisku kwaśnym.

Sposobem według wynalazku żywicę melaminowo-formaldehydową wodorozcieńczalną otrzymuje się w reakcji melaminy z formaldehydem i eteryfikacji metanolem, następnie zagęszczenie produktu obu tych reakcji przez częściowe odparowanie składników lotnych i kolejną eteryfikację destylatem metanolowo-wodno-formaldehydowym o koncentracji powyżej 70% metanolu.

Sposobem według wynalazku kondensat melaminowo-formaldehydowy otrzymany w reakcji 1 mola melaminy z 5,6-6,2 molami formaldehydu w postaci 37% roztworu wodnego w temperaturze 85°C, w czasie 15 minut przy pH 7,5-8,5 oraz zeteryfikowany 13-19 molami metanolu rozcieńczonego wodą w temperaturze 50-60°C, w czasie 60 minut przy pH 4-4,5 i zalkalizowany po reakcji za pomocą węglanu sodowego do pH powyżej 8,5 zatęża się przy normalnym ciśnieniu do temperatury 85-86°C uzyskując destylat (I) zawierający powyżej 70% metanolu. Wstępnie zatężoną żywicę poddaje się dalszemu zatężaniu przy stale obniżonym

1168179 ciśnieniu, aż do uzyskania produktu zawierającego powyżej 60% suchej masy. Z kolei do tak zatężonej żywicy dodaje się destylat metanolowy (I) zawierający najmniej 70% metanolu i przeprowadza drugą reakcję eteryfikacji w temperaturze 20-35°C, w czasie 60 minut, przy pH od 2,5-5,5. Zależnie od zastosowanego pH reakcji drugiej eteryfikacji uzyskuje się produkt, którego odporność na ogrzewanie w temperaturze 160°C wynosi od 80 minut do powyżej 3 godzin a tolerancja wodna wynosi od 270% do nieskończoności. Produkt ma zastosowanie w lakierach wodorozcieńczalnych.

Przykład I. Do kolby trójszyjnej, okrągłodennej o pojemności 1000 cm , zaopatrzonej w termometr, chłodnicę zwrotną i mieszadło wprowadza się 454 g formaliny 37%, uruchamia mieszadło i dodaje 2 g kwaśnego węglanu sodowego.

Po dokładnym wymieszaniu sprawdza się pH, które winno wynosić 8,5 dodaje 126 g melaminy i mieszając ogrzewa do temperatury 85°C. Kondensację prowadzi się w tej temperaturze w czasie 15 minut, po czym do kolby wprowadza się 416 g metanolu technicznego. Całość doprowadza się do temperatury 50°C, dodaje 5 g kwasu solnego o stężeniu 36% osiągając pH 4,5 i w tych warunkach prowadzi się I eteryfikację w czasie 60 minut. Następnie zeteryfikowany kondensat zobojętnia się 5 g sody bezwodnej i zatęża przy normalnym ciśnieniu do temperatury 85°C, uzyskując 459 g destylatu metanolowo-wodnego zawierającego 72% metanolu (destylat I). Po tym czasie stopniowo obniża się ciśnienie do 10 kPa i zatęża do gęstości 1,2 g/cm , uzyskując żywicę o zawartości 60% suchej masy oraz 285 g destylatu wodno-metanolowego zawierającego 38% metanolu. Do kolby z zatężoną żywicą wprowadza się 289 g destylatu I, dodaje 10 g kwasu solnego o stężeniu 36% do osiągnięcia pH 3,8. Reakcję eteryfikacji prowadzi się w temperaturze 25°C, w czasie 60 minut. Następnie żywicę zobojętnia się 12 g sody bezwodnej i zatęża pod normalnym ciśnieniem do temperatury 85°C, uzyskując 183 g destylatu metanolowo-wodnego, zawierającego 71% metanolu.

Dalsze zatężanie żywicy prowadzi się przy stale obniżanym ciśnieniu i wzrastającej temperaturze. Zatężanie kończy się przy ciśnieniu 16 kPa i temperaturze 85°C. Do zatężonej żywicy dodaje się 70 g monoeteru etylowego glikolu etylenowego, dokładnie miesza i filtruje przez bibułę filtracyjną otrzymując 340 g produktu zawierającego 76% suchej masy. Produkt ten posiada nieograniczoną tolerancję wodną i jest odporny na ogrzewanie w temperaturze 160°C w czasie ok. 30 minut.

Przykład II. Do kolby trójszyjnej, okrągłodennej o pojemności 1000 cm , zaopatrzonej w termometr, chłodnicę zwrotną i mieszadło wprowadza się 502 g formaliny 37%, uruchamia mieszadło i dodaje 2 g kwaśnego węglanu sodowego. Po dokładnym wymieszaniu sprawdza się pH, które winno wynosić 8,5, dodaje 126 g melaminy i mieszając ogrzewa do temperatury 85°C. Kondensację prowadzi się w tej temperaturze w czasie 15 minut, po czym do kolby wprowadza się 460 g destylatu metanolowo-wodnego zawierającego 71% metanolu i 276 g metanolu technicznego. Całość doprowadza się do temperatury 50°C, dodaje 5 g kwasu solnego o stężeniu 36% do osiągnięcia pH 4,5 i w tych warunkach prowadzi I eteryfikację w czasie 60 minut. Następnie zeteryfikowany kondensat zobojętnia się 5 g sody bezwodnej i zatęża przy normalnym ciśnieniu do temperatury 85°C, uzyskując 618 g destylatu zawierającego 70% metanolu (destylat I).

Po tym czasie stopniowo obniża się ciśnienie do 10 kPa i zatęża do gęstości 1,2 g/cm⁵, uzyskując żywicę o zawartości 60% suchej masy oraz 185 g destylatu zawierającego 36% metanolu.

Do kolby z zatężoną żywicę wprowadza się 618 g destylatu I, dodaje 20 g kwasu solnego o stężeniu 36% do osiągnięcia pH 2,5. Reakcję II eteryfikacji prowadzi się w temperaturze 25°C, w czasie 60 minut. Następnie żywicę zobojętnia się 22 g sody bezwodnej i zatęża przy normalnym ciśnieniu do temperatury 85°C, uzyskując 460 g destylatu zawierającego 71% metanolu. Dalsze zatężanie żywicy prowadzi się przy stale obniżanym ciśnieniu i wzrastającej temperaturze. Zatężanie kończy się przy ciśnieniu 16 kPa i temperaturze 85°C. Do zatężonej żywicy dodaje się 69 g monoeteru etylowego glikolu etylenowego, dokładnie miesza i filtruje przez bibułę filtracyjną, otrzymując 339 produktu zawierającego 76% suchej masy. Produkt ten posiada tolerancją wodną rzędu 270% i jest odporny na ogrzewanie w temperaturze 160°C w czasie około 2 godzin.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania wodorozcieńczalnej żywicy melaminowo-formaldehydowej w procesie kondensacji 1 mola melaminy z 5,6 - 6,2 molami formaldehydu w postaci 37% roztworu wodnego w temperaturze 85°C wczasie 15 minut przy pH 7,5-8,5 oraz eteryfikacji 13-19molami metanolu rozcieńczonego wodą w temperaturze 50-60°C w czasie 60 minut przy pH 4-4,5, znamienny tym, że zeteryfikowany kondensat melaminowo-formaldehydowy alkalizuje się do pH powyżej 8,5, zatęża przy normalnym ciśnieniu do temperatury 85-86°C uzyskując destylat (I) zawierający powyżej 70% metanolu oraz wstępnie zatężoną żywicę, którą poddaje się dalszemu zatężeniu przy stale obniżanym ciśnieniu do uzyskania produktu zawierającego powyżej 60% suchej masy, a następnie prowadzi się drugą eteryfikację, przy użyciu destylatu metanolowego (I), w temperaturze 20-35°C w czasie 60 minut i przy pH 2,5-5,5.