RU2385332C2 - Method of producing alkyd resin - Google Patents

Method of producing alkyd resin Download PDF

Info

Publication number
RU2385332C2
RU2385332C2 RU2008116400/04A RU2008116400A RU2385332C2 RU 2385332 C2 RU2385332 C2 RU 2385332C2 RU 2008116400/04 A RU2008116400/04 A RU 2008116400/04A RU 2008116400 A RU2008116400 A RU 2008116400A RU 2385332 C2 RU2385332 C2 RU 2385332C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
acid
terephthalic acid
wastes
alkyd resin
Prior art date
Application number
RU2008116400/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008116400A (en
Inventor
Равель Газимович Сабиров (RU)
Равель Газимович Сабиров
Людмила Алексеевна Тарасюк (RU)
Людмила Алексеевна Тарасюк
Альфия Асхатовна Мухаметзянова (RU)
Альфия Асхатовна Мухаметзянова
Нина Сергеевна Антипанова (RU)
Нина Сергеевна Антипанова
Раиса Михайловна Багаева (RU)
Раиса Михайловна Багаева
Зульфия Муждабаевна Гарипова (RU)
Зульфия Муждабаевна Гарипова
Ирик Винерович Садыков (RU)
Ирик Винерович Садыков
Original Assignee
Равель Газимович Сабиров
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 Равель Газимович Сабиров filed Critical Равель Газимович Сабиров
Priority to RU2008116400/04A priority Critical patent/RU2385332C2/en
Publication of RU2008116400A publication Critical patent/RU2008116400A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2385332C2 publication Critical patent/RU2385332C2/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: alkyd resin is obtained using wastes from the pulp and paper industry - distilled tall oil, its fatty acids, a mixture of tall oil with sunflower oil 4-5:1, by reacting them with glycerin or pentaerythritol. The acidic component used is a mixture of terephthalic acid with partially oxidised intermediate products of oxidation of p-xylene (mixture of organic acids, wastes from production of purified terephthalic acid). Production wastes contain the following in wt %: terephthalic acid - 80-85, p-toluic acid - 8-15, benzoic acid - up to 0.4; 4-carboxybenzaldehyde - up to 0.1, the rest-water. The reagents are loaded at the same time. The process is carried out at 250-255°C with release of reaction water through a fusion method.
EFFECT: method enables use of wastes from production of terephthalic acid, which reduces cost of the end product, obtaining alkyd resin in a single step, cutting overall synthesis time to 5 hours while preserving operational characteristics of the resin.
4 tbl

Description

Изобретение относится к синтезу алкидной смолы, которая используется в качестве основы для изготовления лакокрасочных материалов.The invention relates to the synthesis of alkyd resin, which is used as the basis for the manufacture of paints and varnishes.

Известен способ получения алкидных смол путем алкоголиза растительных масел многоатомными спиртами с последующим взаимодействием продуктов алкоголиза с двухосновной кислотой или ее ангидридом [1].A known method of producing alkyd resins by alcoholysis of vegetable oils with polyhydric alcohols, followed by the interaction of the products of alcoholysis with dibasic acid or its anhydride [1].

Недостатком этого способа является большая продолжительность процесса, его двухстадийность, а также использование дорогостоящих пищевых растительных масел, что приводит к удорожанию конечного продукта.The disadvantage of this method is the long duration of the process, its two-stage process, as well as the use of expensive edible vegetable oils, which leads to an increase in the cost of the final product.

Известен [2, 3] способ получения алкидных смол, в котором используется одностадийный жирнокислотный метод, предусматривающий одновременную загрузку всех компонентов.Known [2, 3] is a method for producing alkyd resins, in which the one-stage fatty acid method is used, which provides for the simultaneous loading of all components.

Ограниченность применения этого способа в промышленности связана с необходимостью использования вместо растительных масел непредельных жирных кислот, предварительно получаемых расщеплением масел. Основным недостатком работы [3] является использование азеотропной отгонки реакционной воды, которая сложна в аппаратурном оформлении и требует дополнительного растворителя - ксилола.The limited application of this method in industry is associated with the need to use, instead of vegetable oils, unsaturated fatty acids previously obtained by splitting oils. The main disadvantage of [3] is the use of azeotropic distillation of reaction water, which is complicated in hardware design and requires an additional solvent, xylene.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ [4], предусматривающий получение алкидной смолы путем взаимодействия растительных масел, фталевого ангидрида, пентаэритрита при нагревании до 240-280°С с азеотропной отгонкой воды, в качестве растительного масла используют дистиллированное талловое масло, дополнительно вводится малеиновый ангидрид для ускорения процесса.Closest to the claimed invention is a method [4], which provides for the alkyd resin by the interaction of vegetable oils, phthalic anhydride, pentaerythritol when heated to 240-280 ° C with azeotropic distillation of water, distilled tall oil is used as vegetable oil, maleic anhydride is additionally introduced to speed up the process.

Основным недостатком способа по прототипу является использование дополнительных реагентов - малеинового ангидрида для интенсификации процесса, ксилола - для азеотропного вывода воды, большая жирность полученного алкида (>70%). Также авторам данной работы не удалось провести синтез с одновременной загрузкой исходных компонентов, так как в этом случае уже при кислотном числе 38 мг КОН/г смола желатинизировалась. Смолу удовлетворительного качества получали при проведении синтеза в две стадии.The main disadvantage of the prototype method is the use of additional reagents - maleic anhydride to intensify the process, xylene - for azeotropic withdrawal of water, high fat content of the obtained alkyd (> 70%). Also, the authors of this work were not able to carry out the synthesis with simultaneous loading of the starting components, since in this case, even with an acid number of 38 mg KOH / g, the resin was gelled. A satisfactory resin was obtained during the synthesis in two stages.

Задачей данного изобретения является оптимизация состава алкидной смолы с одновременным сохранением рабочих характеристик ее раствора в смеси органических растворителей (алкидного лака), таких как цвет, вязкость, сухой остаток, а также скорость высыхания, твердость и эластичность пленки на основе полученного лака.The objective of the invention is to optimize the composition of alkyd resin while maintaining the performance of its solution in a mixture of organic solvents (alkyd varnish), such as color, viscosity, dry residue, as well as drying speed, hardness and elasticity of the film based on the obtained varnish.

Поставленная задача достигается тем, что в заявленном способе получения алкидной смолы в качестве растительного масла используют отходы целлюлозно-бумажной промышленности - дистиллированное талловое масло и его жирные кислоты, а также смесь таллового масла с подсолнечным в соотношении 4÷5:1; в роли многоатомного спирта - глицерин и пентаэритрит, в качестве двухосновной кислоты - смесь терефталевой кислоты с недоокисленными промежуточными продуктами окисления п-ксилола (смесь органических кислот - СОК), которая образуется в процессе получения очищенной терефталевой кислоты и, фактически, является отходом производства.This object is achieved by the fact that in the claimed method for producing alkyd resin, the waste from the pulp and paper industry is used as vegetable oil — distilled tall oil and its fatty acids, as well as a mixture of tall oil with sunflower oil in a ratio of 4 ÷ 5: 1; glycerol and pentaerythritol as the polyhydric alcohol, a mixture of terephthalic acid with unoxidized intermediate products of p-xylene oxidation (a mixture of organic acids - JUICE), which is formed in the process of obtaining purified terephthalic acid and, in fact, is a production waste.

СОК имеет следующий состав, мас.%:JUICE has the following composition, wt.%:

- терефталевая кислота - 80-85;- terephthalic acid - 80-85;

- п-толуиловая кислота -8-15;- p-toluic acid -8-15;

- бензойная кислота - до 0,4;- benzoic acid - up to 0.4;

- 4-карбоксибензальдегид - до 0,1;- 4-carboxybenzaldehyde - up to 0.1;

- остальное - вода.- the rest is water.

Процесс ведут при температуре 250-255°С с одновременной загрузкой исходных реагентов с выводом реакционной воды методом сплавления.The process is carried out at a temperature of 250-255 ° C with simultaneous loading of the starting reagents with the conclusion of the reaction water by fusion.

Все опыты проводят в четырехгорлой колбе, снабженной мешалкой, термометром, обратным воздушным холодильником, подводом инертного газа и электрообогревом. Подачу инертного газа осуществляют до завершения синтеза и при смешении смолы с растворителем.All experiments are carried out in a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux air cooler, an inert gas supply, and electric heating. The inert gas is supplied until the synthesis is completed and when the resin is mixed with the solvent.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.The invention is illustrated by the following example.

В колбу загружают полиол, СОК и масляный компонент, включают перемешивание и электрообогрев. Температуру повышают до 250-255°С, выдерживают реакционную массу до кислотного числа не более 15 мг КОН/г и удовлетворительной вязкости 50%-ного раствора смолы в смеси органических растворителей.The polyol, JUICE and oil component are loaded into the flask, include mixing and electric heating. The temperature is increased to 250-255 ° C, the reaction mass is maintained to an acid number of not more than 15 mg KOH / g and a satisfactory viscosity of a 50% solution of the resin in a mixture of organic solvents.

По окончании синтеза и охлаждении алкида до ~180°С готовят 50%-ный раствор смолы в смеси растворителей уайт-спирит : сольвент (1:1), измеряют его вязкость по ВЗ-4, оценивают цвет по иодометрической шкале. Покрытия для испытаний готовят нанесением на металлические пластинки растворов алкидных смол в смеси растворителей с сиккативом ЖК-1 (до 3% от массы лака). После нанесения путем окунания лаковые покрытия сушат при температуре 20°С в течение 24 часов, после чего подвергают испытаниям.Upon completion of the synthesis and cooling of the alkyd to ~ 180 ° C, a 50% solution of the resin in a white spirit: solvent solvent mixture (1: 1) is prepared, its viscosity is measured according to VZ-4, and the color is evaluated on an iodometric scale. Coatings for tests are prepared by applying alkyd resin solutions in a mixture of solvents with a desiccant ZhK-1 to metal plates (up to 3% by weight of varnish). After application by dipping, the varnish coatings are dried at a temperature of 20 ° C for 24 hours, after which they are tested.

В таблицах 1 и 2 сведены рецептуры смол и нормы технологического режима, в таблице 3 представлены результаты испытаний лаковых покрытий.Tables 1 and 2 summarize the resin formulations and the norms of the technological regime, table 3 presents the test results of varnish coatings.

Таблица 1Table 1 Рецептуры алкидных смол Alkyd Resin Formulations КомпонентыComponents РецептураRecipe 1one 22 33 4four 55 Подсолнечное маслоSunflower oil -- 1212 -- -- -- Талловое маслоTall oil 5252 4040 -- -- 6060 Жирные кислоты таллового маслаTall Oil Fatty Acids -- -- 50fifty 6060 -- СОКJUICE 30thirty 30thirty 30thirty 20twenty 20twenty ГлицеринGlycerol 18eighteen 18eighteen 20twenty -- -- ПентаэритритPentaerythritol -- -- -- 20twenty 20twenty

Таблица 2table 2 Технологические нормыTechnological standards ПоказателиIndicators РецептураRecipe 1one 22 33 4four 55 Температура поликонденсации, °СPolycondensation temperature, ° С 250250 250250 252252 255255 255255 Длительность поликонденсации, чThe duration of the polycondensation, h 3,53,5 33 55 55 55 Вязкость 50%-ного раствора в смеси уайт-спирит - сольвент по ВЗ-4, сThe viscosity of a 50% solution in a mixture of white spirit - solvent according to VZ-4, s 102102 7171 6262 6565 6868 Кислотное число, мг КОН/гAcid number, mg KOH / g 13,313.3 9,49,4 8,58.5 4,54,5 7,47.4 Цвет 50%-ного раствора в смеси уайт-спирит - ксилол по ИМШ, мг J2/100 см3 Color of a 50% solution in a mixture of white spirit - xylene at MHI mg J 2/100 cm 3 6060 4040 4040 20twenty 4040 Таблица 3Table 3 Показатели покрытий на основе алкидных смолAlkyd Resin Coatings № п/пNo. p / p ПоказателиIndicators РецептураRecipe 1one 22 33 4four 55 1one Внешний вид пленкиThe appearance of the film Прозрачн.Transparent Прозрачн.Transparent Прозрачн.Transparent Прозрачн.Transparent Прозрачн.Transparent 22 Высыхаемость до ст.3 за 24 ч при 20°СDrying up to st. 3 in 24 hours at 20 ° С ПолнаяFull ПолнаяFull ПолнаяFull ПолнаяFull ПолнаяFull 33 Твердость покрытия по маятниковому прибору типа ТМЛ, усл. ед.The hardness of the coating according to the pendulum device type TML, conv. units 0,110.11 0,140.14 0,100.10 0,100.10 0,100.10 4four Эластичность пленки при изгибе, ммThe elasticity of the film in bending, mm 1one 1one 1one 1one 1one 55 Адгезия пленки, баллыFilm adhesion, points 1one 1one 1one 1one 1one

На основе полученных лаков приготовлены грунтовка по рецептуре ГФ-021 и эмаль белого цвета - ПФ-115. Результаты испытаний полученных лакокрасочных материалов приведены в таблице 4.Based on the obtained varnishes, a primer according to the recipe GF-021 and white enamel - PF-115 were prepared. The test results of the obtained coatings are shown in table 4.

Таблица 4Table 4 Результаты испытаний лакокрасочных материаловTesting results of paints and varnishes № п/пNo. p / p ПоказателиIndicators ГрунтовкаPrimer ЭмальEnamel 1one Внешний видAppearance -- После высыхания пленка образует гладкую, однородную без расслаивания, оспин, потеков, морщин и посторонних включений поверхностьAfter drying, the film forms a smooth, uniform surface without peeling, pocking, sagging, wrinkles and foreign particles. 33 Адгезия, баллыAdhesion points 1one 1one 4four Время высыхания до ст.3 при 20°СDrying time to st.3 at 20 ° C 2424 2424 55 Массовая доля нелетучих веществ, %Mass fraction of nonvolatile substances,% 68,268,2 67,867.8 66 Условная вязкость при 20°С по ВЗ-246, сConditional viscosity at 20 ° С according to VZ-246, s 120120 145145 77 Эластичность пленки при изгибе, ммThe elasticity of the film in bending, mm 1one 1one 88 Стойкость при 20°С к статич. воздействию воды, чResistance at 20 ° C to static. exposure to water, h -- 2424 99 Стойкость при 20°С к статич. воздействию 3%-ного раствора хлористого натрия, чResistance at 20 ° C to static. the effect of a 3% solution of sodium chloride, h 2424 -- 1010 Стойкость при 20°С к статич. воздействию минерального масла, чResistance at 20 ° C to static. exposure to mineral oil, h 4848 -- 11eleven Стойкость при 20°С к статич. воздействию трансформаторного масла, чResistance at 20 ° C to static. exposure to transformer oil, h -- 4848 1212 Стойкость при 20°С к статич. воздействию 0,5%-ного раствора моющего средства, минResistance at 20 ° C to static. exposure to a 0.5% solution of detergent, min -- 15fifteen 1313 Твердость покрытия по маятниковому прибору типа ТМЛ 2124 (маятник А), отн. ед.The hardness of the coating according to the pendulum device type TML 2124 (pendulum A), rel. units 0,140.14 0,140.14

Преимуществами предлагаемого способа по сравнению с прототипом являются:The advantages of the proposed method compared to the prototype are:

1) использование СОК, отхода производства ТФК, в качестве двухосновного кислотного компонента вместо фталевого ангидрида, что существенно снижает стоимость конечного продукта;1) the use of RNS, a waste product of TPA, as a dibasic acid component instead of phthalic anhydride, which significantly reduces the cost of the final product;

2) получение алкидных смол в одну стадию;2) obtaining alkyd resins in one stage;

3) проведение синтеза с выводом реакционной воды методом сплавления, который не требует введения дополнительного растворителя, более прост в конструктивном оформлении и при обслуживании, а также требует меньших энергетических затрат.3) the synthesis with the withdrawal of reaction water by the method of fusion, which does not require the introduction of an additional solvent, is simpler in design and maintenance, and also requires less energy.

Кроме того, сокращается общее время синтеза до 5 часов; снижается температура поликонденсации с участием ТФК до 250-255°С при полном вовлечении ее в синтез; сокращаются потери в результате возгонки кислотного компонента; исключается образование осадка в конечном продукте за счет полного превращения двухосновной кислоты. Реакция поликонденсации протекает более глубоко, без опасения наступления желатинизации. Экономический эффект предлагаемого способа получается от замены дорогостоящих растительных пищевых масел на отход целлюлозно-бумажной промышленности.In addition, the total synthesis time is reduced to 5 hours; the polycondensation temperature with the participation of TPA decreases to 250-255 ° C with its full involvement in the synthesis; losses caused by sublimation of the acid component are reduced; formation of a precipitate in the final product due to the complete conversion of the dibasic acid is excluded. The polycondensation reaction proceeds more deeply, without fear of the onset of gelatinization. The economic effect of the proposed method is obtained by replacing expensive vegetable edible oils with waste from the pulp and paper industry.

Алкидные смолы, полученные предлагаемым способом, светлы и прозрачны.Alkyd resins obtained by the proposed method are light and transparent.

Список используемой литературыBibliography

1. Соломон Д. Химия органических пленкообразователей. М.: Химия, 1971 г. - 319 с.1. Solomon D. Chemistry of organic film formers. M .: Chemistry, 1971 - 319 p.

2. Охрименко И.С., Вархоланцев В.В. Химия и технология пленкообразующих веществ. - Л.: Химия, 1978 г. - 392 с.2. Okhrimenko I.S., Varholantsev V.V. Chemistry and technology of film-forming substances. - L .: Chemistry, 1978 - 392 p.

3. АС №1183509, C08G 63/50.3. AC No. 1183509, C08G 63/50.

4. RU №2266921, C08G 63/49, 63/91.4. RU No. 2266921, C08G 63/49, 63/91.

Claims (1)

Способ получения алкидной смолы путем взаимодействия растительного масла, полиола и кислотного компонента, заключающийся в том, что в качестве растительного масла используют жирные кислоты таллового масла, дистиллированное талловое масло и смесь таллового масла с подсолнечным маслом в соотношении 4-5:1, в качестве полиола - пентаэритрит, глицерин, в качестве кислотного компонента - отход производства очищенной терефталевой кислоты, представляющей собой смесь терефталевой кислоты с недоокисленными промежуточными продуктами окисления п-ксилола (СОК-смесь органических кислот), которая имеет следующий состав, мас.%:
терефталевая кислота 80-85 п-толуиловая кислота 8-15 бензойная кислота до 0,4 4-карбоксибензальдегид до 0,1 остальное вода,

причем процесс проводят при 250-255°С жирнокислотным способом с одновременной загрузкой исходных реагентов с выводом реакционной воды методом сплавления.
A method of obtaining an alkyd resin by the interaction of vegetable oil, polyol and an acid component, which consists in the fact that tall oil fatty acids, distilled tall oil and a mixture of tall oil with sunflower oil in a ratio of 4-5: 1 are used as vegetable oil as a polyol - pentaerythritol, glycerin, as an acid component - waste production of purified terephthalic acid, which is a mixture of terephthalic acid with unoxidized intermediate oxidation products of p- xylene (SOK-mixture of organic acids), which has the following composition, wt.%:
terephthalic acid 80-85 p-toluic acid 8-15 benzoic acid up to 0.4 4-carboxybenzaldehyde up to 0.1 rest water,

moreover, the process is carried out at 250-255 ° C in the fatty acid method with simultaneous loading of the starting reagents with the conclusion of the reaction water by fusion.
RU2008116400/04A 2008-04-24 2008-04-24 Method of producing alkyd resin RU2385332C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008116400/04A RU2385332C2 (en) 2008-04-24 2008-04-24 Method of producing alkyd resin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008116400/04A RU2385332C2 (en) 2008-04-24 2008-04-24 Method of producing alkyd resin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008116400A RU2008116400A (en) 2009-10-27
RU2385332C2 true RU2385332C2 (en) 2010-03-27

Family

ID=41352771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008116400/04A RU2385332C2 (en) 2008-04-24 2008-04-24 Method of producing alkyd resin

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2385332C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2454438C1 (en) * 2011-04-05 2012-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет", ГОУ ВПО БашГУ Method of producing alkyd resins

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2454438C1 (en) * 2011-04-05 2012-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет", ГОУ ВПО БашГУ Method of producing alkyd resins

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008116400A (en) 2009-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Teck Chye Ang et al. Development of palm oil‐based alkyds as UV curable coatings
CA2648027C (en) Coating composition comprising a reactive diluent of malonate
US7566759B2 (en) Non-aqueous coating formulation of low volatility
JPS61255901A (en) Manufacture of ester from starch and monocarboxylic acid
RU2385332C2 (en) Method of producing alkyd resin
EP1999218B1 (en) Coating composition comprising a reactive diluent of polyunsaturated alcohol ester
Dizman et al. Alkyd resins produced from bio-based resources for more sustainable and environmentally friendly coating applications
EP3233795B1 (en) Alkyd resin compositions of polyfunctional hydrophthalimide monomer compounds
RU2375382C2 (en) Method of producing alkyd resin
SU622824A1 (en) Method of obtaining polyester resing
US2035314A (en) Synthetic resin
US4105607A (en) Modified air-drying alkyd resins
RU2200741C1 (en) Method of synthesis of alkyd resin (versions) and paint and varnish material based on thereof
US3238161A (en) Furan carboxylic acid-modified alkyd resin and process of making the same
US3027340A (en) Dicarboxylic acid modified triglyceride oil-epoxide compositions
US4217257A (en) Alkyd resins with use of multifunctional monomers
US1979260A (en) Mixed synthetic oil and product derived therefrom
WO1999038926A1 (en) Environmentally friendly autoxidisable film-forming alkyd polymer coating compositions
RU2505555C1 (en) Method of producing aqueous emulsion of alkyd resin
US2381885A (en) Mixed esters
CS227510B1 (en) Modified alkyd resins and method of preparing same
RU2285705C1 (en) Method for preparing alkyd oligomers and alkyd lacquer containing alkyd oligomer
RU2711366C2 (en) Composition for producing alkyd resins
JP2007308658A (en) Production method for transesterification product and production method for alkyd resin using the transesterification product
SU1344760A1 (en) Method of producing modified alkide resin

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110425