PL34585B1 - Sposób wytwarzania sztucznych zywic i olejów schnqcych z eterowych pochodnych produktów kondensacji aminolrójazyn z formaldehydem - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwa¬ rzania utwardzalnych i rozpuszczalnych w roz¬ puszczalnikach organicznych sztucznych zywic i olejów schnacych przez dzialanie nasyconymi lub nienasyconymi kwasami karbonowymi na pochodne eterowe produktów kondensacji ami-< notrójazyn, korzystnie melaminy, z formalde¬ hydem.Proponowano juz stapianie mieszaniny ete¬ rów produktów kondensacji aminotrójazyn z for¬ maldehydem oraz kalafonii w temperaturze 180° — 220°C. Jednakze oznaczenie liczby kwa-* sowej tej mieszaniny przed stopieniem i po sto¬ pieniu nie.wykazalo zadnej róznicy, co wskazu¬ je, ze w tym znanym procesie nie zachodzi reak¬ cja chemiczna.Obecnie stwierdzono, ze przez ogrzewanie mieszaniny eterów produktów kondensacji ami¬ notrójazyn z formaldehydem i kwasów karbo- nowych zachodzi reakcja, której przebieg moz¬ na stwierdzic dzieki' spadkowi liczby kwasowej mieszaniny. Ze spadku liczby kwasowej mie¬ szaniny mozna wyliczyc ilosc zwiazanego kwa¬ su karbonowego. Ilosc ta wynosi od 0,5 do prze¬ szlo 2 czasteczek kwasu na czasteczke pochod¬ nej eterowej. Równiez ze zmiany rozpuszczal¬ nosci udaje sie ocenic ilosc wytworzonego pro¬ duktu reakcji.Jako materialy wyjsciowe stosuje sie rozpu¬ szczalne w organicznych rozpuszczalnikach ete¬ ry produktów kondensacji aminotrójazyn z for¬ maldehydem, otrzymywane przez reakcje juz &skondensowanej lub jeszcze nieskóndensowanep mieszaniny aminotrójazyn i formaldehydu z al¬ koholami w obecnosci lub nieobecnosci kwas¬ nych srodków kondensacyjnych (patent francu¬ ski nr 811804 i nr 827014). Szczególnie korzyst¬ ne sa tutaj etery alkylowe metylolomelamin, npf eter butylowy, majacy szerokie zastosowanie w przemysle lakierów, oraz rozpuszczalny w wo¬ dzie eter metylowy. Produkty te posiadaja wla¬ sciwosci syntetycznych zywic, przeto nazwano je zywicami eterowymi. Na ogól korzystnie jest stosowac zywice eterowe nizszych alkoholi, od metylowego do amylowego.Jako kwasy karbonowe stosuje sie nasycone lub nienasycone kwasy szeregu tluszczowego, korzystnie kwasy o wyzszym ciezarze czastecz¬ kowym, zawierajace co najmniej 10 atomów wegla, np. kwas stearynowy, palmitynowy, ole¬ jowy, linolowy, rycynolowy, równiez podstawio¬ ne kwasy tluszczowe, kwasy naftenowe, albo kwasy wielozasadowe, jak bursztynowy i seba- cynowy.- Zamiast wolnych kwasów mozna sto¬ sowac icl^ pochodne, reagujace jak kwasy, np. bezwodniki albo haloidki.Korzystne jest prowadzenie reakcji w nie¬ obecnosci wody, która wywoluje przedwczesne zzelatynowanie i stwardnienie mieszaniny.Reakcje prowadzi sie korzystnie w tempera¬ turach 80° — 160°C. Przy uzyciu chlorków albo bezwodników kwasowych reakcja moze zacho¬ dzie w nizszej temperaturze, np. w pokojowej.Reakcje mozna prowadzic w obecnosci lub w nieobecnosci organicznych rozpuszczalników, np. alkoholu butylowego, dwupentenu lub ben¬ zenu. Przy uzyciu haloidków kwasowych ko¬ rzystny jest dodatek srodków, wiazacych po¬ wstajacy kwas solny.Reakcje przerywa sie, gdy liczba kwasowa przestanie wykazywac znaczniejszy spadek. Przy dalszym prowadzeniu reakcji nastepuje zzelaty¬ nowanie i utwardzenie produktu reakcji.Otrzymane produkty zaleznie od uzytego kwasu wykazuja bardzo rózne wlasciwosci fi¬ zyczne. Mozna otrzymywac produkty oleiste, pólplynne o wysokiej lepkosci smolowate, pól- * stale i stale.Przy uzyciu kwasu stearynowego albo podob¬ nych kwasów o wysokim ciezarze czasteczko¬ wym otrzymuje sie produkty, które wiazac nad¬ miar kwasu, krzepna na substancje woskowate i moga byc zastosowane jako woski.Nadmiar uzytego kwasu daje sie latwo usu¬ nac zwyklymi sposobami. Otrzymuje sie wtedy czyste produkty, które mozna charakteryzowac za pomoca liczby kwasowej, liczby zmydlenia. i liczby eterowej. Produkty te ulegaja rozszcze¬ pianiu pod wplywem gotowania w alkoholowym lugu.Rozpuszczalnosc czystych produktów, jak wspomniano na wstepie, zmienia sie w zalezno¬ sci od ilosci i rodzaju uzytego kwasu. Otrzyma¬ ne produkty sa latwo rozpuszczalne w rozpu¬ szczalnikach lakierów, jak benzen, toluen, sol- vent nafta, terpentyna, octan butylu, alkohol butylowy, benzyna, a takze w oleju lnianym i w wielu zywicach, natomiast sa trudno rozpu¬ szczalne lub nierozpuszczalne w alkoholu mety¬ lowym i slabo rozpuszczalne w alkoholu ety¬ lowym.Produkty te, w zaleznosci od uzytych jako materialy wyjsciowe eterów produktów kon¬ densacji aminotrójazyn i formaldehydu, sa prze¬ waznie dobrze utwardzalne. Przez zastosowanie ciepla i (albo) przyspieszaczów, a nawet przez samo tylko dluzsze stanie, przechodza one w stan nierozpuszczalny. Jednak produkty te w roztworach w wyzej wymienionych rozpu¬ szczalnikach lakierów sa znacznie odporniejsze na samorzutne ^twardnienie i dlatego moga byc bez zastrzezen stosowane w tej formie do wyro¬ bu lakierów.Przy uzyciu kwasów nienasyconych, np. kwa¬ sów olejów pólschnacych lub schnacych, otrzy¬ muje sie produftty, wykazujace zdolnosc wysy¬ chania w powietrzu, np. przy uzyciu kwasu li- nolowego uzyskuje sie produkt szybciej schnacy niz sam olej lniany. Zdolnosc wysychania moz¬ na znacznie przyspieszyc przez dodanie zwyk¬ lych sykatywów, co ma duze znaczenie w prze¬ mysle lakierniczym.Barwa otrzymanych produktów zalezy od stopnia czystosci oraz od zabarwienia kwasu, poniewaz aminotrójazyny mozna z latwoscia otrzymac bardzo jasno zabarwione, a nawet bez¬ barwne. Odpowiednio do tego mozna otrzymy¬ wac produkty koncowe o barwie brunatnej lub zóltawej der bezbarwnych.Nowe produkty objete wynalazkiem posiada¬ ja rózne wlasciwosci w zaleznosci od uzytych surowców i moga znalezc najrozmaitsze zastoso¬ wanie,' np. jako surowce do wytwarzania lakie¬ rów twardniejacych pod dzialaniem temperatu¬ ry lub lakierów wysychajacych w powietrzu, jako srodki zmiekczajace i wiazace, jako sub¬ stancje powierzchniowo czynne lub hydrofobo¬ we itd.W ponizszych przykladach symbole LK, LZ i LE oznaczaja odpowiednio: liczbe kwasowa, liczbe zmydlenia i liczbe estrowa. —. 2Przyklad I. 270 czesci wagowych zywicy butylo-eterowej, wytworzonej wedlug przykladu IX patentu francuskiego nr 811804 z melaminy, aldehydu mrówkowego i alkoholu butylowego w postaci okolo 83%-wego roztworu, ^najpierw odwadnia sie calkowicie, rozcienczajac okolo 100 czesciami objetosciowymi alkoholu butylo¬ wego i poddajac destylacji pod próznia w ka¬ pieli olejowej. Otrzymuje sie okolo 145 czesci objetosciowych destylatu, w którym 45 czesci stanowi alkohol butylowy i woda, zawarta pierwotnie w zywicy. Pod koniec destylacji temperatura wzrasta do okolo 100°C.Do pozostalosci dodaje sie 20 czesci objeto¬ sciowych alkoholu butylowego oraz 340 czesci wagowych kwasu stearynowego i mieszanine, której LK wynosi 123, stapia sie mieszajac i dalej ogrzewajac. Nastepnie wytwarza sie próz¬ nie i stopniowo w ciagu 2 — 3 godzin podwyz¬ sza sie temperature z 80°C do 130°C. Po skon¬ czonej reakcji otrzymuje sie 81 czesci objetoscio¬ wych destylatu oraz pozostalosc, wynoszaca okolo 500 czesci wagowych. LK pozostalosci wynosi 73, zawiera wiec ona jeszcze duzo nier zwiazanego kwasu stearynowego, który usuwa sie w wiekszej czesci przez wielokrotne wymy¬ wanie alkoholem metylowym w temperaturze okolo 40°C. Po oddestylowaniu resztek alkoho¬ lu metylowego', zawartego w przemytej pozo¬ stalosci, otrzymuje sie jasna pólstala zywice lat¬ wo rozpuszczalna w * zwyklych rozpuszczalni¬ kach, nierozpuszczalna w alkoholu metylowym i wodzie o nastepujacych wlasciwosciach: LK=8, LZ=151, LE = 143. Moze ona znalezc zastosowa¬ nie jako sztuczna zywica, zwlaszcza w przemy¬ sle lakierniczym.Po odparowaniu wyciagów w alkoholu mety¬ lowym otrzymuje sie 150 czesci wagowych pra¬ wie czystego kwasu stearynowego, który moze byc ponownie uzyty.Zupelnie podobne produkty otrzymuje sie, jezeli zamiast zywicy butyló-eterowej stosuje sie inne alkylo-eterowe zywice melaminowo-formal- dehydowych produktów kondensacji, np. rozpu¬ szczalna w wodzie zywice metylo-eterowa.Tak samo przebiega reakcja w obecnosci srodków rozcienczajacych, np. dwuperitenu, ben¬ zenu albo alkoholu butylowego, które ulatwia¬ ja odwadnianie produktu wyjsciowego.Jezeli reakcje prowadzi sie w warunkach niedostatecznego odwodnienia, to nastepuje zze- latynowanie i stwardnienie produktu.Przykladu. 135 czesci wagowych zywicy (patrz przyklad I) odwadnia sie przy uzyciu 50 czesci objetosciowych alkoholu butylowego i stapia z dodatkiem 170 czesci wagowych kwa¬ su linolowego. Podczas gdy temperatura wzra¬ sta w ciagu 1 — 2 godzin do 140°C, LK spada ze 132 na 95. Otrzymuje sie 274 czesci wagowe lepkiego syropu, który w celu usuniecia nad¬ miaru kwasu linolowego oczyszcza sie w taki sam sposób, jak opisano w przykladzie I. Osta¬ tecznie otrzymuje sie 155 czesci wagowych pro¬ duktu, wykazujacego nastepujace v charaktery¬ styczne wlasciwosci: LK= 10, LZ=71, LE = 61.Kwas linolowy otrzymany po odparowaniu al¬ koholu metylowego jest prawie czysty i moze byc ponownie uzyty (131 czesci wagowych).Produkt reakcji jest bardzo lepkim jasnym olejem, latwo rozpuszczalnym w rozpuszczalni¬ kach lakierów, nierozpuszczalnym w alkoholu metylowym i wodzie. Jego roztwory po odpa¬ rowaniu pozostawiaja powloke, która nawet bez sykatywu szybciej wysycha w powietrzu niz olej lniany. Produkt ten mozna równiez utwar¬ dzac w wyzszej temperaturze. Dlatego tez mo¬ ze on znalezc zastosowanie zarówno do wytwa¬ rzania powlok schnacych w powietrza jak tez jako srodek wiazacy do utwardzanych na gora¬ co emalii itd.Zamiast kwasu linolowego mozna z podob¬ nym wynikiem stosowac inne kwasy olejów schnacych lub pólschnacych, np. kwas otrzyma¬ ny z oleju* makowego, z oleju bawelnianego, drzewnego itd.Przyklad III. 107 czesci wagowych'zywicy wytworzonej wedlug przykladu III patentu fran¬ cuskiego nr^833281 i uwolnionej pod próznia od domieszki alkoholu metylowego miesza sie ze 170 czesciami wagowymi kwasu stearynowego i przez ogrzewanie pod próznia stapia sie na jedno¬ rodna mieszanine. Poczatkowo LK tej miesza¬ niny wynosi 122. Lagodnie ogrzewajac w ciagu 3 — 4 godzin stopniowo podwyzsza sie tempe¬ rature mieszaniny od 100°C do 135°C, przy czym liczba kwasowa spada do 62. Wydajnosc: 239 czesci wagowych.W celu otrzymania technicznie czystego pro¬ duktu reakcji rozpuszcza sie mieszanine poreak¬ cyjna w 120 czesciach objetosciowych benzenu i ekstrahuje sie wielokrotnie 500 czesciami obje¬ tosciowymi alkoholu metylowego. Po odpedze¬ niu benzenu otrzymuje sie 138 czesci wagowych produktu wykazujacego nastepujace wlasciwo¬ sci: LK = 5, LZ==105, LE = 100.Po odparowaniu alkoholu metylowego moz¬ na odzyskac okolo 103 czesci wagowe prawie czystego kwasu stearynowego. — 3 — PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania sztucznych zywic i ole¬ jów schnacych z eterowych pochodnych pro¬ duktów kondensacji aminotrójazyn z formal¬ dehydem, znamienny tym, ze na powyzsze zwiazki, korzystnie pochodne eterowe produ¬ któw kondensacji melamin z formaldehy¬ dem, dziala sie w temperaturze podwyzszo¬ nej nasyconymi albo nienasyconymi kwasa¬ mi karbonowymi.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie etery alkylowe metylolomelamin, otrzymane z alkoholi o 1 — 5 atomach wegla.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako kwasy karbonowe stosuje sie nasycone albo nienasycone kwasy tluszczowe o co naj¬ mniej 10 atomach wegla.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, znamienny tym, ze reakcje przeprowadza sie w temperatu¬ rze 80° — 160°C. Ciba Societe Anonyme Zastepca: inz. W. Zakrzewski rzecznik patentowy BIBLIOTEKA ( i i Druk. LSW. W-wa. Zam. 4633 z dn. 6.XI. 51 r. 2-B-43267. PL