PL246579B1 - Sposób otrzymywania żywic typu estrów winylowych - Google Patents

Sposób otrzymywania żywic typu estrów winylowych Download PDF

Info

Publication number
PL246579B1
PL246579B1 PL442171A PL44217122A PL246579B1 PL 246579 B1 PL246579 B1 PL 246579B1 PL 442171 A PL442171 A PL 442171A PL 44217122 A PL44217122 A PL 44217122A PL 246579 B1 PL246579 B1 PL 246579B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
reaction
weight
obtaining
vinyl ester
catalyst
Prior art date
Application number
PL442171A
Other languages
English (en)
Other versions
PL442171A1 (pl
Inventor
Barbara GAWDZIK
Barbara Gawdzik
Przemysław Pączkowski
Original Assignee
Univ M Curie Sklodowskiej
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ M Curie Sklodowskiej filed Critical Univ M Curie Sklodowskiej
Priority to PL442171A priority Critical patent/PL246579B1/pl
Publication of PL442171A1 publication Critical patent/PL442171A1/pl
Publication of PL246579B1 publication Critical patent/PL246579B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/52Polycarboxylic acids or polyhydroxy compounds in which at least one of the two components contains aliphatic unsaturation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/01Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to unsaturated polyesters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
    • C08G63/82Preparation processes characterised by the catalyst used
    • C08G63/87Non-metals or inter-compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/91Polymers modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/07Aldehydes; Ketones
    • C08K5/08Quinones

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania żywic typu estrów winylowych w reakcji addycji akrylanów albo metakrylanów i poliestrów alifatycznych kwasów karboksylowych, albo poliestrów alifatyczno-aromatycznych kwasów karboksylowych, znajdujących szerokie zastosowanie jako matryce do produkcji antykorozyjnych laminatów wykorzystywanych w przemyśle chemicznym. Zgłoszenie rozwiązuje problem techniczny w postaci opracowania nowego sposobu otrzymywania żywic typu estrów winylowych na skalę przemysłową, z wyeliminowaniem toksycznych reagentów.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania żywic typu estrów winylowych w reakcji addycji akrylanów albo metakrylanów i poliestrów alifatycznych kwasów karboksylowych, albo poliestrów alifatyczno-aromatycznych kwasów karboksylowych, znajdujących szerokie zastosowanie jako matryce do produkcji antykorozyjnych laminatów wykorzystywanych w przemyśle chemicznym.
Znane sposoby otrzymywania estrów winylowych polegają na addycji kwasu akrylowego lub metakrylowego z żywicami epoksydowymi, w obecności soli chromu (III) jako katalizatora, co ujawniono w opisie patentowym PL 188365.
Z kolei z opisu patentowego US 1006587 znana jest synteza żywic winyloestrowych z udziałem kwasów metakrylowego i akrylowego oraz dianowych żywic epoksydowych w obecności dietyloaminy, trietyloaminy lub tribenzyloaminy jako katalizatora i hydrochinonu lub toluohydrochinonu jako inhibitora reakcji polimeryzacji. Syntezę żywicy winyloestrowej na bazie kwasu metakrylowego i dianowej żywicy epoksydowej w obecności trietyloaminy jako katalizatora, opisano również w dokumencie US 3256226. Ze zgłoszeń patentowych EP 369683, WO 93/11193 oraz patentu US 3179623 znana jest synteza żywic winyloestrowych z kwasów akrylanowych w wyniku addycji do żywic epoksydowych w obecności N,N-dimetylo-p-toluidyny, alkoholanów lub trzeciorzędowych aminofenoli.
Wszystkie wymienione powyżej metody syntezy żywic winyloestrowych wymagają użycia żywic epoksydowych otrzymywanych w procesie polikondensacji toksycznych surowców 1,2-epoksy-3-chloropropanu (epichlorohydryna) z 2,2-bis(p-hydroksyfenylo)propanem (bisfenol A), co powoduje działania w kierunku maksymalnego ograniczenia zawartości toksycznych reagentów w wyrobach chemicznych.
Próby wyeliminowania toksycznego bisfenolu A w syntezie estrów winylowych przedstawiono w polskim opisie patentowym PL 221585, w którym oprócz typowych żywic epoksydowych zastosowano cykloalifatyczne związki epoksydowe, takie jak 3,4-epoksycykloheksylowometylowy ester kwasu 3,4-epoksycykloheksanowego oraz epoksy-cykloalifatyczny diester kwasu dikarboksylowego z kwasami karboksylowymi takimi jak: akrylowy, metakrylowy, krotonowy lub cynamonowy.
Celem wynalazku było opracowanie sposobu otrzymywania żywic winyloestrowych na skalę przemysłową, bez stosowania toksycznych surowców, jakimi są bisfenol A i epichlorohydryna.
Sposób otrzymywania żywic typu estrów winylowych, w reakcji addycji akrylanów albo metakrylanów z poliestrami alifatycznych kwasów karboksylowych, albo poliestrami alifatyczno-aromatycznych kwasów karboksylowych charakteryzuje się tym, że jako akrylany stosuje się akrylan glicydylu o wzorze 1 albo metakrylan glicydylu o wzorze 2, jako poliestry stosuje się alifatyczne poliestry nasycone, przedstawione wzorem ogólnym 3, takie jak polibursztyniany glikoli, albo nienasycone poliestry alifatyczno-aromatyczne przedstawione wzorem ogólnym 4, takie jak poli(ftalano-maleiniany) glikoli, o średniej masie cząsteczkowej od 1000 do 6000 i liczbie kwasowej od 10 do 50, używane w ilościach stechiometrycznych, przy czym reakcja przebiega z udziałem katalizatora w formie soli fosfoniowej, dodawanym w ilości od 0,03 do 0,10% wagowych w stosunku do masy użytego akrylanu albo metakrylanu glicydylu, i inhibitora reakcji polimeryzacji w postaci mieszaniny chinonu i hydrochinonu w stosunku wagowym 1 : 1, dodawanym w ilości od 0,3 do 1,0% wagowego w stosunku do masy akrylanu lub metakrylanu, a także monomeru sieciującego, w ilości 40% wagowych w stosunku do poliestru, zaś do utwardzenia otrzymanej żywicy stosuje się układ złożony z 1,1% nadtlenku metylo-etylo ketonu oraz 0,25% polimerowego roztworu kobaltu.
Korzystnym jest, jeśli katalizator podawany jest w dawce podzielonej, połowę na początku reakcji i drugą, po przereagowaniu 50% akrylanów czy metakrylanów.
Korzystnym jest, jeśli katalizatorem jest bromek etylotrifenylofosfoniowy.
Korzystnym jest, jeśli monomerem sieciującym jest styren albo dimetakrylan glikolu dietylenowego dodawany po schłodzeniu reagentów do temperatury pokojowej.
Korzystnym jest także, jeśli reakcję prowadzi się w atmosferze powietrza, przepuszczając powietrze przez naczynie reakcyjne w ilości 1 do 5 objętości reaktora na godzinę.
Wynalazek rozwiązuje problem techniczny w postaci opracowania nowego sposobu otrzymywania żywic typu estrów winylowych na skalę przemysłową, z wyeliminowaniem toksycznych reagentów.
Wynalazek przedstawiono w następujących przykładach wykonania.
Przykład 1
W kolbie zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne i termometr umieszczono 100 g nienasyconego poliestru ftalano-maleinianowego o liczbie kwasowej 13,4 mg KOH i średniej masie cząsteczkowej 6000. Po ogrzewaniu do temperatury 60°C, dodano roztwór złożony z: 33,9 g metakrylanu glicydylu (GMA) oraz 0,339 g inhibitora (1% w stosunku do GMA) (1,4-naftochinon + 1,4-naftohydrochinonu) i 5,09 mg (0,015%) katalizatora ETPB (bromek etylotrifenylofosfoniowy). Wszystkie użyte składniki mieszano do uzyskania homogeniczności, po czym ogrzewano przez 1 godzinę do temperatury 80°C, a następnie skontrolowano stopień przereagowania reagentów przy użyciu spektroskopii w podczerwieni. Reakcję prowadzono w atmosferze powietrza, przepuszczając powietrze przez naczynie reakcyjne w ilości 1 do 5 objętości reaktora na godzinę.
Po zaobserwowaniu znacznego spadku intensywności pasm pochodzących od pierścienia epoksydowego z GMA, dodano drugą porcję katalizatora (5,09 mg) (0,015%) i ogrzewano do zaniku pasm pochodzących od grup epoksydowych. Po schłodzeniu do temperatury pokojowej, zmodyfikowany poliester rozpuszczono w monomerze sieciującym, w stosunku masowym 60% poliestru i 40% monomeru sieciującego. Do utwardzenia żywic zastosowano układ złożony z 1,1% nadtlenku metylo-etylo ketonu (MEKP) oraz 0,25% polimerowego roztworu kobaltu.
Otrzymaną żywicę utwardzano najpierw przez 1 godzinę w temperaturze 80°C, a następnie przez 3 godziny w temperaturze w granicach 110-115°C, aż do całkowitego przereagowania substratów.
Otrzymano żywicę winyloestrową o wzorze 5.
Przykład 2
W kolbie zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne i termometr umieszczono 100 g nasyconego poliestru polibursztynianu glikolu, o liczbie kwasowej 22,4 mg KOH i średniej masie cząsteczkowej 1000. Po ogrzewaniu do temperatury 60°C, dodano roztwór złożony z 56,6 g metakrylanu glicydylu (GMA) oraz mieszaniny 1,4-naftochinonu i 1,4-naftohydrochinonu w stosunku 1 : 1 (0,014 g : 0,014 g) (0,5%) i 28,3 mg katalizatora ETPB (bromek etylotrifenylofosfoniowy) w 2 porcjach. Wszystkie użyte składniki mieszano do uzyskania homogeniczności, po czym podniesiono temperaturę do 80°C i ogrzewano przez 1 godzinę. Stopień przereagowania kontrolowano przy użyciu spektroskopii w podczerwieni.
Rozpuszczanie zmodyfikowanego poliestru w monomerze sieciującym w postaci dimetakrylanu glikolu dietylenowego i utwardzanie przeprowadzono jak w przykładzie 1.
Otrzymano żywicę winyloestrową o wzorze 6.
P rzy kła d 3
W kolbie zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne i termometr umieszczono 100 g nienasyconego poliestru ftalano-maleinianowego, o liczbie kwasowej 40,2 mg KOH i średniej masie cząsteczkowej 4000. Po ogrzewaniu do temperatury 60°C, dodano roztwór złożony z 61,6 g akrylanu glicydylu (GA) oraz mieszaniny 1,4-naftochinonu i 1,4-naftohydrochinonu w stosunku 1 : 1 (0,009 g : 0,009 g) (0,3%) i 61,6 mg (0,1%) katalizatora ETPB (bromek etylotrifenylofosfoniowy) w 2 porcjach. Wszystkie użyte składniki mieszano do uzyskania homogeniczności, po czym podniesiono temperaturę do 80°C i ogrzewano przez 1 godzinę. Stopień przereagowania kontrolowano przy użyciu spektroskopii w podczerwieni.
Rozpuszczanie zmodyfikowanego poliestru w styrenie i utwardzanie przeprowadzono jak w przykładzie 1.
Otrzymano żywicę winyloestrową o wzorze 7.

Claims (5)

1. Sposób otrzymywania żywic typu estrów winylowych, w reakcji addycji akrylanów albo metakrylanów z poliestrami alifatycznych kwasów karboksylowych, albo poliestrami alifatycznoaromatycznych kwasów karboksylowych znamienny tym, że jako akrylany stosuje się akrylan glicydylu o wzorze 1 albo metakrylan glicydylu o wzorze 2, jako poliestry stosuje się alifatyczne poliestry nasycone, przedstawione wzorem ogólnym 3, takie jak polibursztyniany glikoli, albo nienasycone poliestry alifatyczno-aromatyczne przedstawione wzorem ogólnym 4, takie jak poli(ftalano-maleiniany) glikoli o średniej masie cząsteczkowej od 1000 do 6000 i liczbie kwasowej od 10 do 50 używane w ilościach stechiometrycznych, przy czym reakcja przebiega z udziałem katalizatora w formie soli fosfoniowej, dodawanym w ilości od 0,03 do 0,10% wagowych w stosunku do masy użytego akrylanu albo metakrylanu glicydylu i inhibitora reakcji polimeryzacji w postaci mieszaniny chinonu i hydrochinonu w stosunku wagowym 1 : 1, dodawanym w ilości od 0,3 do 1,0% wagowego w stosunku do masy akrylanu lub metakrylanu, a także, po schłodzeniu do temperatury pokojowej, dodawaniu monomeru sieciującego, w ilości 40% wagowych w stosunku do poliestru, zaś do utwardzenia otrzymanej żywicy stosuje się układ złożony z 1,1% nadtlenku metylo-etylo ketonu oraz 0,25% polimerowego roztworu kobaltu.
PL 246579 Β1
2. Sposób otrzymywania żywic według zastrz. 1 znamienny tym, że monomerem sieciującym jest styren albo dimetakrylan glikolu dietylenowego.
3. Sposób otrzymywania żywic według zastrz. 1 i 2 znamienny tym, że katalizatorem jest bromek etylotrifenylofosfoniowy.
4. Sposób otrzymywania żywic według zastrz. 1 i 3 znamienny tym, że katalizator podaje się w dawce podzielonej, połowę na początku reakcji i drugą, po przereagowaniu 50% akrylanów czy metakrylanów.
5. Sposób otrzymywania żywic według zastrz. 1-4 znamienny tym, że reakcję prowadzi się w atmosferze powietrza, przepuszczając powietrze przez naczynie reakcyjne w ilości 1 do 5 objętości reaktora na godzinę.
PL442171A 2022-08-31 2022-08-31 Sposób otrzymywania żywic typu estrów winylowych PL246579B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL442171A PL246579B1 (pl) 2022-08-31 2022-08-31 Sposób otrzymywania żywic typu estrów winylowych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL442171A PL246579B1 (pl) 2022-08-31 2022-08-31 Sposób otrzymywania żywic typu estrów winylowych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL442171A1 PL442171A1 (pl) 2024-03-04
PL246579B1 true PL246579B1 (pl) 2025-02-10

Family

ID=90106962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL442171A PL246579B1 (pl) 2022-08-31 2022-08-31 Sposób otrzymywania żywic typu estrów winylowych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL246579B1 (pl)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0812878A2 (en) * 1996-06-14 1997-12-17 Witco Corporation Improved initiator systems for curing unsaturated polyester and vinyl ester resin compositions
US6358620B1 (en) * 2000-03-02 2002-03-19 Bp Corporation North America Inc. Unsaturated polyester resin compositions
PL197021B1 (pl) * 2001-02-22 2008-02-29 Inst Chemii Przemyslowej Im Pr Nienasycona żywica poliestrowa i sposób wytwarzania nienasyconej żywicy poliestrowej
PL215565B1 (pl) * 2011-03-17 2013-12-31 Univ M Curie Sklodowskiej Sposób otrzymywania multiestrów akrylowych i metakrylowych
US20140330053A1 (en) * 2012-10-25 2014-11-06 Baker Hughes Incorporated Hydroquinone Compounds for Inhibiting Monomer Polymerization

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0812878A2 (en) * 1996-06-14 1997-12-17 Witco Corporation Improved initiator systems for curing unsaturated polyester and vinyl ester resin compositions
US6358620B1 (en) * 2000-03-02 2002-03-19 Bp Corporation North America Inc. Unsaturated polyester resin compositions
PL197021B1 (pl) * 2001-02-22 2008-02-29 Inst Chemii Przemyslowej Im Pr Nienasycona żywica poliestrowa i sposób wytwarzania nienasyconej żywicy poliestrowej
PL215565B1 (pl) * 2011-03-17 2013-12-31 Univ M Curie Sklodowskiej Sposób otrzymywania multiestrów akrylowych i metakrylowych
US20140330053A1 (en) * 2012-10-25 2014-11-06 Baker Hughes Incorporated Hydroquinone Compounds for Inhibiting Monomer Polymerization

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. CHABROS, B. GAWDZIK: "PRZETWÓRSTWO TWORZYW 3 (maj – czerwiec) 2017 165-171", „WPŁYW ZAWARTOŚCI ORAZ RODZAJÓW MONOMERÓW SIECIUJĄCYCH W KOPOLIMERACH ZAWIERAJĄCYCH POLIESTER NIENASYCONY MODYFIKOWANY IZOBUTANOLEM NA WŁAŚCIWOŚCI NIENASYCONYCH ŻYWIC POLIESTROWYCH" *

Also Published As

Publication number Publication date
PL442171A1 (pl) 2024-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3935173A (en) Curable compositions
US4035321A (en) Preparation of ultraviolet curable acrylated polymers
JP2012521471A (ja) 不飽和ポリエステルを製造するための方法
KR20000052762A (ko) 반결정질 폴리에스테르와 에틸렌계 불포화기를 함유하는 아크릴 공중합체를 기재로 하는 분말 조성물
CA1089143A (en) Radiation curable epoxy ester resin containing a vinyl polymer
EP3535309A1 (en) Good weathering, uv-resistant unsaturated polyester resin comprising fumaric acid
PL246579B1 (pl) Sposób otrzymywania żywic typu estrów winylowych
US4383091A (en) Urethane modified polymers having hydroxyl groups
FI69090C (fi) Med uv-ljus haerdbara belaeggningskompositioner
PL246578B1 (pl) Sposób otrzymywania żywic typu estrów winylowych
US4777196A (en) Polymer modified unsaturated polyester or polyesteramide resins
US7659425B2 (en) Process for preparing hydroxyalkyl(meth) acrylates using Lewis acid catalysts
US4187257A (en) Radiation curable vinyl ester resin
JPS63152603A (ja) 光硬化可能な樹脂組成物
US20110166286A1 (en) Polymer compositions
NL8902683A (nl) Meerkomponentensysteem op basis van een oxazoline en een fosfor bevattende verbinding.
EP0378429B1 (en) Polymerisable compound and polymer therefrom
JPS6220522A (ja) ポリエステルポリ(メタ)アクリレ−トの製造法
JP4221653B2 (ja) 硬化性樹脂組成物
JPH11171951A (ja) 硬化性樹脂組成物およびその製造方法
EP1074572B1 (en) Polyesters which contain maleate groups
JP2004156005A (ja) 常温硬化可能な樹脂組成物、該樹脂組成物の硬化方法及び該樹脂組成物の硬化物
JPH02251520A (ja) ビニルエステル樹脂の製造法
CN119661826B (zh) 鏻化苯乙烯基改性的不饱和聚酯的固化物及其制备方法
EP0112824A1 (en) Urethane modified vinyl ester resins having secondary hydroxyl groups