PL99657B1 - Sposob wytwarzania zywic mocznikowych przeznaczonych do produkcji lakierow chemoutwardzalnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania reaktywnych wysoko zeteryfikowanych butanolem zywic mocznikowych, przeznaczonych do produkcji lakierów chemoutwardzalnych.Udzial wagowy mocznikowych zywic butylowanych w lakierach chemoutwardzalnych jest wysoki, dlatego bardzo istotne sa wlasnosci tych zywic, zwlaszcza zawartosc wolnego formaldehydu i ich reaktywnosc che¬ miczna.Znane metody otrzymywania tych zywic polegaja na kondensacji w roztworze wodnym 1 mola mocznika z 2-3 molami formaldehydu w srodowisku alkalicznym w temperaturze 60-98°C i eteryfikacji powstalych grup hydroksymetyl owych 2-3 molami butanolu w srodowisku lekko kwasnym powstalym po wprowadzeniu kwa¬ sów organicznych lub ich bezwodników. Wode wprowadzona wraz z formalina oraz wode powstala w procesie odprowadza sie azeotropowo podwyzszajac temperature zywicy w miare ubywania wody do osiagniecia 118-120°C. Otrzymana tym sposobem zywica jest 48-50% roztworem butanolowym, w której zawartosc wol¬ nego formaldehydu wynosi 2-4%, a reaktywnosc chemiczna w kompozycji lakierniczej z zywica melaminowa i alkidowa (ftalowa) oraz utwardzaczem mierzona czasem wysychania powloki do uzyskania pierwszego stopnia twardosci waha sie w granicach 20-22 minuty. Wysoka zawartosc wolnego formaldehydu w lakierach chemo¬ utwardzalnych jest niepozadana gdyz pogarsza warunki pracy i stwarza zagrozenie toksyczne zwlaszcza przy lakierowaniu metoda tasmowa.Celem wynalazku bylo obnizenie zawartosci wolnego formaldehydu w butylowanej zywicy mocznikowej przy zachowaniu innych wlasnosci uzytkowych.Istota wynalazku polega na tym, ze zywice mocznikowa butylowana otrzymana w procesie alkalicznej kondensacji mocznika z formaldehydem i eteryfikacji grup hydroksymetylowych butanolem w obecnosci kwasów organicznych, po odprowadzeniu wody ze srodowiska reakcji poddaje sie procesowi dokondensowania formalde¬ hydem zawartym w zywicy i procesowi doeteryfikowania butanolem w temperaturze wrzenia w srodowisku kwa-2 99657 snym pochodzacym od stezonych kwasów mineralnych takich jak kwas siarkowy, solny lub fosforowy, z jedno¬ czesnym odprowadzeniem wody powstalej w reakcji najkorzystniej azeotropowo. Nastepnie zobojetnia sie kwa¬ sy mineralne wodorotlenkiem lub weglanem sodu wzglednie potasu, a otrzymany produkt rozciencza rozpusz¬ czalnikami weglowodorowymi takimi jak ksylen, toluen lub frakcja naftowa aromatyczno-alifatyczna.Najkorzystniej wedlug wynalazku przeprowadza sie kondensacje stosujac formaline zalkalizowana woda amoniakalna do pH 7-7,5 w ilosci 2—3 moli formaldehydu na 1 mol mocznika w temperaturze 60-65°C w cza¬ sie lr-1,5 godziny, nastepnie stopniowo wprowadza sie 2—3 moli butanolu 0,3—1,0 g bezwodnika ftalowego i 5-15 g toluenu. Dozowanie butanolu powinno przebiegac z taka predkoscia, aby temperatura mieszaniny re¬ akcyjnej wynosila minimum 60°C. Reakcje eteryfikacji przeprowadza sie z jednoczesnym odprowadzaniem wo¬ dy najkorzystniej azeotropowo. Po osiagnieciu temperatury 118°C produkt reakcji jest bezwodny lub zawiera sladowe jej ilosci, znajduje sie w nim 5—10% wolnego formaldehydu w stosunku do masy zywicy. Do takiego produktu dodaje sie 0,2-0,6 g stezonego kwasu siarkowego nadal odprowadzajac azeotropowo wode powstala w wyniku reakcji. Po odprowadzeniu wody, do produktu dodaje sie lug sodowy w ilosci równomolowej w sto¬ sunku do uzytego kwasu mineralnego. Powstaly produkt zawiera od 60 do 70% substancji zywicznej i rozciencza sie go do zawartosci 50% ksylenem lub toluenem lub frakcja naftowa aromatyczno-alifatyczna. Tak otrzymana zywica zawiera 0,2—0,4% wolnego formaldehydu a jej reaktywnosc chemiczna w kompozycji lakierniczej z zywica melaminowa alkidowa (ftalowa) i utwardzaczem mierzona czasem utwardzania powloki do uzyskania pierwszego stopnia twardosci wynosi od 18 do 19 minut.Zastosowanie dwuetapowego zakwaszania srodowiska reakcji kwasami o róznej mocy prowadzi nie tylko do wyzszego zeteryfikowania zywicy mocznikowej, dzieki czemu uzyskuje sie wyzsza zawartosc substancji zywicz¬ nej, ale równiez prowadzi do wyzszego podstawienia formaldehydu co obniza zawartosc wolnego formaldehydu w zywicy.Zastosowanie kwasów mineralnych w miejsce kwasów organicznych w jednoetapowej eteryfikacji nie pro¬ wadzi do takich samych efektów, otrzymuje sie bowiem produkt bardzo wysoko skondensowany, nieprzydatny do produkcji lakierów.Stwierdzono, ze sposobem wedlug wynalazku mozna poprawic wlasnosci uzytkowe butylowanych zywic mocznikowych otrzymanych róznymi sposobami na przyklad powstalych w wyniku kondensacji mocznika z for¬ malina w rozcienczonych roztworach dokondensowanych formalina po zatezeniu i zeteryfikowanych butanolem w srodowisku kwasnym ód kwasu organicznego.Przyklad I. 746 g formaliny 36% zalkalizowanej woda amoniakalna do pH = 7,2 i 218 g mocznika ogrzewano w temperaturze 60—65°C przez 1,5 godziny. Nastepnie dodano stopniowo 673 g butanolu, 2,2 g bezwodnika kwasu ftalowego i 12 mililitrów toluenu, utrzymujac przez caly czas dozowania butanolu temperatu¬ re 60—62°C. Po wdozowaniu butanolu zawartosc kolby ogrzewano stopniowo odbierajac jednoczesnie azeotro¬ powo wode, po uzyskaniu w kolbie 118°C dodano 1,2 g stezonego kwasu siarkowego i nadal odprowadzano azeotropowo wode. Po odwodnieniu zywice zobojetniono lugiem sodowym, otrzymano 763 g 65% zywicy o zawartosci 0,3% wolnego formaldehydu, która rozcienczono 227 g ksylenu. Otrzymany produkt zawieral 0,2% wolnego formaldehydu, 50% substancji blonotwórczej a jej reaktywnosc chemiczna w kompozycji lakierniczej z zywica melaminowa, alkidowa (ftalowa) i utwardzaczem mierzona czasem utwardzania powloki do uzyskania pierwszego stopnia twardosci powloki wynosila 18 minut. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania zywic mocznikowych przeznaczonych do produkcji lakierów chemoutwardzalnych otrzymanych w wyniku alkalicznej kondensacji mocznika z formaldehydem i eteryfikacji grup hydroksymetylo- wych butanolem w obecnosci kwasów organicznych, znamienny tym, ze po odprowadzeniu wody ze srodowiska reakcji zywice poddaje sie procesowi dokondensowania wolnym formaldehydem zawartym w zywicy i procesowi doeteryfikowania butanolem w temperaturze wrzenia w srodowisku kwasnym pochodzacym od stezonych kwasów mineralnych takich jak kwas siarkowy, solny lub fosforowy, z jednoczesnym odprowadzeniem wody powstalej w reakcji najkorzystniej azeotropowo, a nastepnie zobojetnia sie kwasy mineralne wodorotlen¬ kiem lub weglanem sodu wzglednie potasu, a otrzymany produkt rozciencza sie rozpuszczalnikami weglowodo¬ rowymi. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl PL