PL99658B1 - Sposob wytwarzania zywicy melaminowej przeznaczonej do produkcji lakierow termoutwardzalnych - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 15.11.1978 99658 Int. Cl2.C08G 12/42 Twórcy wynalazku: Dominik Nowak, Zygmunt Hehn, Jan Pethe Uprawniony z patentu: Instytut Ciezkiej Syntezy Organicznej „Blachownia", Kedzierzyn (Polska) Sposób wytwarzania zywicy melaminowej przeznaczonej do produkcji lakierów termoutwardzalnych Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania butylowanej zywicy melaminowej przeznaczonej do produkcji lakierów termoutwardzalnych. Lakiety te sa powszechnie stosowane w przemysle motoryzacyjnym, maszyn rolni¬ czych; obrabiarek i narzedzi.W praktyce przemyslowej uwzgledniajacej róznorodne zyczenia odbiorców produkuje sie lakiery termo¬ utwardzalne przystosowane do szlifowania, lakiery z pólpolyskiem, lub lakiery o specjalnym stopniu rozdrobnie¬ nia. Wszystkie warianty recepturowe zawieraja obok zywic ftalowych, pigmentów i wypelniaczy zywice aminowa lub fenolowa. Wszystkie lakiery poza szczególnymi wymogami powinny charakteryzowac sie dobra przyczepno¬ scia do malowanego podloza, krótkim czasem schniecia w podwyzszonych temperaturach oraz niska zawartoscia wolnego formaldehydu.Znany sposób otrzymywania zywicy melaminowej stosowanej w lakierach termoutwardzalnych polega na kondensacji w srodowisku alkalicznym 1 mola melaminy z 6 molami formaldehydu i eteryfikacji 6 molami buta¬ nolu w srodowisku kwasnym pochodzacym od kwasów organicznych. Wode wprowadzona w formalinie i wode' powstala w reakcjach kondensacji i eteryfikacji odprowadza sie ze srodowiska reakcji najczesciej w procesie azeotropowej destylacji. Tak otrzymana zywica posiada zdolnosc ulegania procesowi polikondensacji w podwyz¬ szonej temperaturze ale powloki lakiernicze uzyskane z jej udzialem posiadaja niska odpornosc mechaniczna, a zawartosc wolnego formaldehydu wynosi 3-4%. Wysoka zawartosc wolnego formaldehydu wyplywa stad, ze w warunkach kondensacji melaminy z formalina tylko piec moli formaldehydu wchodzi w reakcje z molem melaminy zas szósty wystepuje w postaci wolnego formaldehydu w zywicy i w wodzie oddestylowanej w czasie procesu wytwarzania.Istota wynalazku jest zastosowanie w sposobie wytwarzania zywicy melaminowej przeznaczonej do pro¬ dukcji zywic lakierniczych termoutwardzalnych procesu polegajacego na kondensacji przy pH 7-7,5 1 mola melaminy z 4-5,5 molami formaldehydu w temperaturze 80-95°C, eteryfikacji 7-12 molami butanolu w srodo¬ wisku kwasnym wobec kwasów organicznych w temperaturze wrzenia z jednoczesnym odprowadzaniem wody ze2 99658 srodowiska reakcji, po czym butanolowy roztwór zywicy poddaje sie dalszej eteryfikacji butanolem w obecnosci mocnych kwasów mineralnych najlepiej kwasu siarkowego, solnego lub fosforowego a wode powstala z dalszej eteryfikacji oddziela sie przez destylacje najlepiej azeotropowa, po czym kwas mineralny zobojetnia sie lugiem lub weglanami a gotowy produkt rozciencza do zadanego stezenia najczesciej 50% toluenem, ksylenem lub frakcja weglowodorów.Obnizenie stosunku molowego formaliny do melaminy z 1:6 na 1:4,5-1:5,5 spowodowalo, ze uzyskiwana sposobem wedlug wynalazku zywica melaminowa ulega jeszcze latwiej procesowi polikondensacji w podwyzszo¬ nej temperaturze, a zwiekszona ilosc butanolu zapobiega polikondensacji w procesie wytwarzania.Dzieki zastosowaniu dwuetapowego zakwaszania srodowiska kwasami o róznej mocy uzyskano wysoki stopien zeteryflkowania zywicy co odzwierciedla zawartosc substancji zywicznej w produkcie.Metoda znana uzyskiwano stezenie substancji zywicznej rzedu 48—50% a sposobem wedlug wynalazku uzyskuje sie stezenie 60—65%, przy zawartosci wolnego formaldehydu 0,6—0,8%.Prowadzenie wedlug wynalazku procesu dwuetapowej eteryfikacji w proporcjach melaminy ^formaldehy¬ du, :.butanolu jak 1:6:6 nie prowadzi do uzyskania zywicy termoutwardzalnej gdyz produkt tak otrzymany w kompozycji lakierniczej w temperaturze utwardzania 105— 120°C nie schnie nawet przy wydluzonym czasie utwardzania.Sposobem wedlug wynalazku zywice otrzymuje sie w wyniku kondensacji 1 mola melaminy z 4,5-5,5 molami formaldehydu prowadzonej w srodowisku wodnym przy pH 7-7,7 w temperaturze 80—95°C i eteryfika¬ cji grup hydroksy metylowy eh 7—12 molami butanolu. Etery fikacja prowadzona jest w srodowisku kwasnym pochodzacym od kwasów organicznych i polaczona jest z jednoczesnym odprowadzeniem wody ze srodowiska reakcji. Wode odprowadzic mozna stosujac czesciowe jej oddzielenie po odstaniu zywicy i dokladne oddzielenie przez destylacje azeotropowa w obecnosci czynnika azeotropujacego takiego jak benzen, toluen lub ksylen. Po odprowadzeniu wody do odwodnionej zywicy lub zawierajacej jeszcze male ilosci wody, wprowadza sie stezony kwas mineralny w ilosci 1,5—2,5 g najlepiej kwas siarkowy lub fosforowy i w temperaturze wrzenia prowadzi sie doeteryfikowanie zywicy, odprowadzajac jednoczesnie azeotropowo wode powstala w reakcji. Po zakonczeniu tego procesu kwasy glównie mineralne zobojetnia sie lugiem lub weglanami. Uzyskany w ten sposób produkt zawiera 60—65% substancji zywicznej, a rozcienczony ksylenem, toluenem lub frakcja weglowodorów do steze¬ nia 50% zawiera 0,6—0,8% wolnego formaldehydu. Zywica taka w kompozycji lakierniczej w podwyzszonych temperaturach latwo ulega procesowi polikondensacji i daje powloki o wysokiej odpornosci mechanicznej.Przyklad I. 375 g (4,5 mola) formaliny 36% zobojetniono 25% woda amoniakalna do pH 7,0, a naste¬ pnie urotropina do pH 7,3, po czym dodano 126 g (1 mol) melaminy i ogrzewano w kolbce z chlodnica zwrotna utrzymujac przez 10 minut temperature w zakresie 82—85°C. Nastepnie dodano 673 g (9,1 mola) butanolu zakwaszajac jednoczesnie bezwodnikiem kwasu ftalowego do pH 5,5. Eteryfikacje prowadzono przez 15 minut w temperaturze wrzenia wynoszacej 92-93°C, po tym czasie pozostawiono zywice do odstania, a po oddzieleniu sie wody od zywicy dolna warstwe wodna spuszczono, a górna warstwe zywiczna poddano destylacji azeotropo- wej z dodatkiem ksylenu. Po oddestylowaniu wody dodano 1,7 g kwasu siarkowego i utrzymujac zawartosc kolby we wrzeniu odprowadzono wode powstajaca przy glebszej eteryfikacji. Po zakonczeniu procesu eteryfika¬ cji co objawilo sie zanikiem wody w destylacie produkt zawieral 62% substancji zywicznej. Po rozcienczeniu ksylenem do zawartosci 50% produkt zawieral 0,6% formaldehydu. Taka zywica w kompozycji lakierniczej w temperaturze 110°C ulegla procesowi polikondensacji do bardzo twardej powloki.Przyklad II. 333 g (4 mole) formaliny 36% zobojetniono 25% woda amoniakalna do pH 7,0, po czym dodano 126 g (1 mol) melaminy i ogrzewano w kolbce z chlodnica zwrotna utrzymujac przez 10 minut tempera¬ ture w zakresie 80-82°C. Nastepnie dodano 518 g (7 moli) butanolu i30g toluenu zakwaszajac do pH 5,2 bezwodnikiem kwasu ftalowego. Eteryfikacje prowadzono z jednoczesnymazeotropowym odprowadzeniem wo¬ dy. Po oddestylowaniu wody dodano 1,5 g kwasu fosforowego i utrzymujac zawartosc kolby we wrzeniu odpro¬ wadzono jednoczesnie wode powstajaca przy dalszej eteryfikacji. Po odwodnieniu produkt zawieral 65% substan- - cji zywicznej, a po rozcienczeniu toluenem do 50% roztwór zawieral 0,6% formaldehydu. 50% zywica w kompo¬ zycji lakierniczej w temperaturze 110°C ulegla polikondensacji do twardej powloki.Przyklad III. 458 g (5,5 mola) formaliny 36% zobojetniono 25% woda amoniakalna do pH 7,0, a nastepnie urotropina do pH 7,5, po czym dodano 126 g (1 mol) melaminy i ogrzewano w kolbce z chlodnica zwrotna utrzymujac przez 10 minut temperature w zakresie 82-85°C. Nastepnie dodano 888 g (12 moli) buta¬ nolu zakwaszajac jednoczesnie bezwodnikiem kwasu ftalowego do pH 5,5. Eteryfikacje prowadzono przez 15 minut w temperaturze wrzenia, po tym czasie pozostawiono zywice do odstania, a po oddzieleniu sie wody od zywicy dolna warstwe wodna spuszczono, a górna warstwe zywiczna poddano destylacji azeotropowej z dodat¬ kiem ksylenu. Po oddestylpwaniu wody dodano 2,5 g kwasu solnego i utrzymujac zawartosc kolby we wrzeniu99658 3 odprowadzono wode powstajaca przy glebszej eteryfikacji. Po zakonczeniu procesu eteryfikacji, co objawilo sie zanikiem wody w destylacie produkt zawieral 60% substancji zywicznej. Po rozcienczeniu do 50% frakcja weglo¬ wodorów o temperaturze wrzenia od 100—160°C roztwór zawieral 0,8% formaldehydu. 50% zywica w kompozy¬ cji lakierniczej w temperaturze 110°C ulegla polikondensacji do twardej powloki. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania zywicy melaminowej przeznaczonej do produkcji lakierów termoutwardzalnych przez kondensacje melaminy z formaldehydem i eteryfikacje grup hydroksymetylowych butanolem wobec kwasów organicznych oraz odprowadzanie wody ze srodowiska reakcji, znamienny tym, ze 4-5,5 mola formalde¬ hydu kondensuje sie przy pH = 7-7,5 w temperaturze 80—95°C z 1 molem melaminy, po czym przeprowadza sie eteryfikacje 7-12 molami butanolu w srodowisku kwasnym wobec kwasów organicznych z jednoczesnym odprowadzaniem wody ze srodowiska reakcji, po czym butanolowy roztwór zywicy poddaje sie dalszej eteryfika¬ cji butanolem w obecnosci mocnych kwasów mineralnych najlepiej kwasu siarkowego, solnego lub fosforowego, a wode powstala z dalszej eteryfikacji oddziela sie przez destylacje najkorzystniej azeotropowa po czym kwas glównie mineralny zobojetnia sie lugami lub weglanami a gotowy produkt rozciencza sie do zadanego stezenia najczesciej 50% toluenem, ksylenem lub frakcja weglowodorów. PL