SU681860A1 - Способ получени водоразбавл емой алкидной смолы - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАЗ- ВАБЛЯЕШЙ АЛКИДНОЙ CMOJM путем взаимодействи  алифатической дикар-боновой кислоты с гидроксилсодер- жащей алкидной смолой на основе жирных одноосновных кислот, многоатомного спирта и ароматической дикарбоновой кислоты, о т л и ч а ю - щ и и с   тем, что, с целью повышени  йлеска покрытий на основе водоразбавл емой алкидной смолы, провод т взаимодействие пентаэрит- рита, фталевого ангидрида и синтетических жирных кислот С j-Cg или CIQ- С«^ при мол рном соотношении компонентов 1:0,6-0,65:1-1,4 соответственно до получени  гидроксилсодер- жащей алкидной смолы с кислотным числом 15-25 мг КОН/г, с последующей обработкой смолы 0,35-0,45 мо- Л ми адипиновой кислоты до получени  конечного продукта с кислот- .ным числом 30-40 мг КОН/г.i(Л

Description

а:

сх

00

о: Изобретение относитс  к области получени  лакокрасочных материалов, конкретно водоразбавл емых алкидных смол дл  автопокрытий. Известны способы получени  водоразбавл емых алкидных смол, заключающиес  в том, что гидроксилсодер жащуш алкидную смолу получают взаимодействием многоатомного спирта в двухосновной карбоновой ароматическ кислотой (при .соотношении 1:1-0,768 и кислот растительного масла до кислотного числа 8 мг КОН/г, затем гидроксилсодержащую алкидную смолу обрабатывают ангидридом тетрагидрофталеврй или других производных тетрагидрофталевой кислоты t . Проведение синтеза алкидйой смолы указанным способом приводит к увеличению в зкости гидроксилсодержащей алкидной смолы, а затем и в зкости водоразбавл емой смолы,что затрудн ет технологию их нанесени  из водных растворов на изделие, кроме того, тетрагидрофталевый ангидрид  вл етс  дефицитным и дорогосто щим сырьем. Известен способ получени  водораз бавл емых алкидных смол, эаключающийс  В.ТОМ, что гидроксилсодержащую алкидную смолу, полученную из кислот растительного масла, многоатомного спирта и дйкарбоновой аром тической кислоты, модифицируют, при температуре 140-145С в течение 1ч 5-25%-ной многоосновной кислотой. жирного р да, получа  неполный полиэфир с кислотным числом 40 80 мг КОН/Г 2 . Смолы, полученные по этому патенту , используютс  дл  покрытий. Водоразба-вл емые алкидные смолы гор чей, сушки дл  автопокрытий должны давать покрыти  с высоким блеском , стойкие к пересушке и обеспечивать высокие физико-механические свойства-. Водоразбавл емые смолы, получаемые по указанному выше способу, не могут быть использованы дл  звтопокры тий, так как не обладают дл  этого указанным комплексом свойств. Наиболее близким техническим реше нием  вл етс  способ получени  водоразбавл емой алкидной смолы двухстадийным методом путем взаимодействи  пентаэритрита, фталевого ангидрида и синтетических жирных кислот С 10 t) Sr iS Р 180-200 С до досC .-V C,,j, тижени  кислотного числа 10 20 мг/КОН/г с последующей обработкой полупродукта адипиновой кислотой при 140-160 С до конечного кислотного числа 60-80 мг КОН/г при мол рном соотношении компонентов 1,00 ,85:1,0:0,5 соответственно 3j. Однако, известный способ не позвол ет получать Водоразбавл емые алкццные смолы, которые дают высокий блеск покрытий на их основе. Целью изобретени   вл етс  получение водоразбавл емой алкидной смолы, модифицированной адипиновой кислоты до кислотного числа 30 40 мг КОН/Г, обеспечивающей покрыти м высокую стойкость к пересушке, блеск и физико-механические свойства. Указанна  цель достигаетс  тем, что провод т взаимодействие пентаэритрита , фталевого ангидрида и синтетических жирных кислот Сл или С(з при мол рном соотношении 1:0,6-0,65:1-1,4 соответственно до получени  гидроксилсодержащей смолы с кислотным числом 1525 мг КОН/г, с последующей обработкой смолы 0,35-0,45 мол ми адипиновой кислоты до получени  конеч- ного продукта с кислотным числом 30-40 мг КОН/Г. Полученна  таким образом смола пригодна дл  водоразбавл емых лаков и эмалей гор чей сушки, в состав которых в качестве отвердител  ввод т другую, водоразбавл емую сушку, например меламиноформальдегидную, в количестве 0,3-0,4 вес.ч. на 1 вес.ч. водоразбавл емой алкидной смолы. Дл  получени  покрыти  смешивают водоразбавл емую алкидную смолу, полученную предложенным способом, с водоразбавл емой смолой - отвердителем , затем нанос т на подложку любьм известным способом и сушат при 100-160°С. Покрыти  на основе смолы, полученной по предлагаемому способу, обладают более высоким блеском и стойкостью к пересушке, высокими физико-механическими свойствами и могут быть использованы в качестве автопокрыт й. У«азйиные достоинства позвол ют улучшить декоративные свойства по-; крытий дл  автомобилей и продлить срок их службы. Они могут быть рекомендованы вместо используемых в насто щее врем  з отечественной про мышленности автоэмалей марок МЛ-12 и МЛ-197, МЛ-1110, примен емых в органических растворител х. Использование водоразбавл емых эмалей дл  автопокрытий способствует решению проблемы зшциты окружающей среды.и экономии органических растворителей. Эмали эти безвредны при окрашивании и пожаробезопасны. Характеристика водоразбавл емой алкидной смолы и свойства покрытий на ее основе приведены в таблице. Сущность способа заключаетс  в том, что в реактор, снабженньй мешалкой, термометром, обратным холодильником, ловушкой Дина-Старка и вводом дл  углекислого газа, загружают фталевый ангидрид, пентаэритрит и синтетические жирные кислоты (СЖК) Cj- Crt или С -C,j. Смесь при непрерывном перемешивании вьщер живают при 130-140°С в течение 2 ч, затем поднимают температару до 160180 С и выдерживают при этой темпер туре 2ч.. Затем подают ток углекислоты , поднимают температуру до 195205 С и выдерживают реакционную cbfecb до кислотного числа 15 - : 25 мг КОН/Г. Полученный таким образом гидроксилсодержащий полупродукт охлаждают до температуры 140160°С и загружают адипиновую кислот По окончании загрузки реакционную смесь вьщерживают при 130-140 С и paзp жeншi 0,15-0,25 атм до кислотного числа 30-40 мг КОН/г. По достижении данного кислотного числа реакционную смесь охлаждают до 100-125°С и раствор ют в раствор теле, например в бутилцеллюлозольве до 60-80%-ной концентрации. Выход смолы 80-95%. После нейтрализации аммиаком или аьшнаьш смола неограни ченно разбавл етс  водой. Пример 1. В четкрехгорлую колбу, снабженную мешагжой, обратны холодильником, ловушкой, термометро и вводом COj , загружают 91 г фталевого ангидрида, 136 г пентаэритрита 191 г синтетических жирных кислот C-j,-C. и 15 мл толуола. Смесь нагревают при перемешивании до 130-140 С и выдерживают 2ч. Затем поднимают тампературу до 195-205°С в течение 3 ч.и выдерживают до кислотного числа 17,5 мг КОН/г. Полупродукт охлаждают до iSOc и загружают при перемешивании.55 г адипиновой кислоты . Включают ток COj и выдерживают массу при 130-140°С 4 ч. Затем создают разрежение в 0,15-0,25 атм и при указанной температуре продолжают выдержку в течение 6 ч до кислотного числа 30,6 мг КОН/г. Готовую смолу охлаждают до 100°С и раствор ют в бутилцеллозольве до 68%-ной концентрации. Эмаль готов т в бисерной мельнице диспергированием 61,2 г двуокиси титана в 100 г водоразбавл емой алкидной смолы с последующим разбавлением 100 г той же смолы до соотношени  пигментсв. зуюшее 1:2:22. Затем эмаль нейтрализуют 7,3 г диметилэтаноламина , что составл ет (10% от расчетного количества по кислотному числу алкидной смолы.. Добавл ют 68 г 68%-ной меламиноформальдегидной смолы, причем это количество составл ет 0,35 части водоразбавл емой меламиноформальдегидной смолы на 1 часть алкидной смолы. Готовую эмаль разбавл ют дистиллированной водой до в зкости 46-2 с до ВЗ-4 и нанос т двум  сло ми сырой по сырому методом пневмораспьшени  на стекл нные и металлические пластины. Режим сушки 130-135 С 30 мин. Мол рный состав и свойства св зующего, а также свойства покрыти  в таблице. Стойкость к удару - 50 кгс, эластичность - 3 мм. Пример 2. Синтез гидроксилсодержащего полуйродукта провод т по рецептуре и технологии описанным в примере 1. Полупродукт конденсируют до кислотного числа 15,5 мг КОН/г,затем обрабатывают 55 г адипиновой кисло- ты и вьздерживают до кислотного числа 39,7 мг КОН/г при 130-140°С/ ат в течение 8,5 ч. Готовую смолу раствор ют,в бутилцеллозольве до концентрации 68%. Эмаль готов т аналогично примеру № 1 Стойкость к удару50 кгс; эластичность 3 мм. Пример 3. Синтез гндроксил- . содержащего полупродукта провод т по рецептуре и технологии, описанным в примере 1.. Полупродукт конденсируют до кислотного числа 17,8 мг КОН/г, затем полученный полупродукт обрабатывают 55 г 6 адипиновой кислоты, и выдерживают до кислотного числа 36,0 мг КОН/г-при 130-t40 С в течение 9 ч. Смолу раствор ют в бу,тилцеллозольве до концентрации 68%. Эмаль готов т, акалогично примеру 1, Стойкость к удару покрыти  50 кгс; эластичность 3 мм. Пример 4. Синтез провод т по технологии, описанной в примере 1 . Полупродукт получают при конденсации 136 г пентаэритрита, 51 г фталевого ангидрида 191 г синтетических жирных кирлот до кислотного числа 20,6 мг КОН/г. Затем добавл ют 59 г адипиновой.кислоты и вьадер живают.до кислотного числа , 37,8 мг КОН/г при. 130-1 в течение . Готовую смолу раствор ют в бутилцеллозольве до 68%-ной концентрации . Эмаль готов т аналогично примеру 1. Стойкость к удару 50 кгс, эластичность 3 мм. Пример 5. Синтез полупродукта провод т по техйопогии, описанной в примере 1. Полупродукт получают путем конденсации 136 г пентазритрита, 96 г фталевого ангидрида, 193 г синтетических жирных кислот С,-С,-5 до кислотного числа 20 мг КОН/г. Затем загружают 59 г адипиновой кислоты и вьщерживают до кислотного числа 39,0 мг КОН/г при 130-140с в течение 8:,5 ч. Эмаль готов т аналогично примеру 1. Пример 4-а. Синтез смолы провод т по рецептуре и технологии, описанной в примере 4. Загрузка ана логична примеру 4. Полупродукт конденсируют до кислотного Числа 20 мг КОН/г. Затем обрабатывают адипиновой кислотой и I провод т процесс до кислотного числа 26 мг КОН/г. При достижении указанного кислотного числа смола начинает желатинщ)овать и непригодна дл , дальнейшего использовани  и испытани . П р и м е р 1-а. Синтез провод т по.рецептуре и тезшологии, описанной в примере 1 . . , Полупродукт конденсир шуг до кислотного числа 23 мг КОН/г, затем обрабатывают 55 гадипиновой кислоты и провод т реакцию при 130-140 С в течение 8 ч до кислотного числа 45 МГ КОН/г. Смолу раствор ют в бут целлозольве до 68%-ной концентрации 0 Эмаль готов т по примеру 1. Эмалевые покрыти  имеют низкий гл «ец 56 (толщина.покрыти  40 мк, твердость покриети  0,53). Пример 6. Синтез провод т по технологии, описа«ной в примере ,1. Полупродукт получают, при конденсации 136 г пентаэритрита, 91 г фталевого ангидрида и 191 г синтетических жирных кислот до кислотного числа 15,3 мг КОН/г. Затем добавл ют 42 г адипиновой кислоты и выдерживают до кислотного числа 40,4.мг КОН/г. при 130-140 С в течение 6 ч. Готовую смолу раствор ют в бутшщеллозольве до 68%-ной концентрации. Эмаль готов т аналогично описанному в примере 1 . Пример 7. Синтез провод т по технологии, описанной в примере 1. Полупродукт получаю при конденсации 136 г пентаэритрита, 91 г фталевого ангидрида и 191 г синтетических жирных кислот C.J- Са до кислотного числа мг КОН/г., Затем добавл ют 25 г адипиновой кислоты и выдерживают до кислотного числа 35,0 мг КОН/г при 130-140С в течение 8 ч. Готовую смолу раствор ют в. бутилцеллозольве до 68%-ной концентрации. Водные композиции нейтрализованной аминами смолы нестабильны т.е. представл ют собой расслаивающиес  в течение 1-3 ч эмульсии Эмаль готов т аналогично описанному в примере 1. Пример 8. Смола на жирных кислотах дегвдратированного касторового масла получена в соответствии с патентом Японии № 2000-1969. 221 г пентаэритрита, 204 г фталевого ангидрида и 456 г жирных кислот дегидратированного касторового масла этерифищфуют аналогично примеру 1 до кислотного числа 17 мг КОН/г. Вввод т адипйнсдаой кислоты и при 130-140 С в течение 3 ч провод т процесс до кислотного числа 73 мг КОН/г. Часть смолы с данным КИСЛОТ1ШМ числом раствор ют в бутилцеллозольве до 0%-ной концентрации, готов т эмаль арапо.гично примеру 1 и испьггывают в покрыти х. Оставшзшс  часть смолы конденсируют до кислотного числа 62,5 мг КОН/г, соответствующего 49%-ной степени завершенности реакции. При этом наблюдаетс  гелеобразование реакциойной массы.

Пример. Смола на синтетических жирных кислотах получена в соответствии с патентом Японии № 2000-1969.

136 г пентаэритрита, 125,0 г фталевого ангидрида и 144 г синтетических жирных кислот С,- С« этерифицир .унхс аналогично примеру 1 до кислотного числа 14.МГ КОН/Г. Ввод т 73 г адипиновой кислоты и при 130140 С в течение 3 ч провод т процесс до кислотного числа 80 мг КОН/г.. . Час-ть смолы с данным кислотным числом , раствор ют в бутшщеллозальве до 70%-ной концентрации, готов т эмаль аналогично примеру .испытывают в покрыти х.

Оставшуюс  часть смолы конденсирьуют до кислотного числа 70 мг КОН/Г,- соответствующего 50, 5%-ной степенр эавё1ршанности реакции . При этом набтподаетс  гелеобразование реакционной массы.

П р и ме р 10. Синтез полунродуйта (п/п) провод т по технологии, описанной в примере 1.. .

П/п получают путем конденсации 136 г пентаэритрита 89 г фталевого ангидрида и 191 г СЖК Су, до К.Ч. 15 мг КОН/Г. Затем загружают 66 г адипиновой кислоты.и выдерживают до кислотного числа 36,5 мг КОН/г при 130-140 С в течение 8,5 ч. Эмаль roTOBj;{T аналогично примеру 1..

Синтез п/п

мер 11.

про ,. описанной в технологии

примере V. П/п получают путем конденсации 136 г пентаэритрита, 91 г фталевого ангидрида и 202 г СЖК С;- до К.Ч. 15,1 мг КОН/г. Затем загружают 51, 5 г адипиновой кисло и выдерживают до К.Ч. 32 мг КОН/г при 130 - в течение 8 ч. Эмаль готов т ангшогично примеру 1 .

Характеристика -водоразбавл е мых алкидных смол, полученных по предлагаемому способу-, и свойства пок1)ытий на их основе приведены в таблице.

11

Из таблицы видно, что водоразбав л емые алкидные смолы по предлагаемому способу при толщине покрыти  40 мк имеют твердость 0,54-0,58, высокий блеск - 61,65%, стойкость к пересушке, прочность на удар 50 кгс см и эластичность 3 мм.

При проведении синтеза водоразбавл емых алкидных смол до кислотного числа (к.ч.) ниже 30 мг КОН/Г смола.желирует, а проведение синтеза до кислотного числа выше 40 мг КОН/Г дает смолу, покрыти  на

8186012

основе которой имеют плохой блеск. 54%.

Снижение кислотного числа водорастворимой алкидной смолы до 305 40 мг КОН/г за счет уменьшени  количества адипиновой кислоты при 50-60%-ной степени завершенности реакции также не обеспечивает покрыти м необходимых свойств, достигаемых на основе смолы по предлагаемому способу (см. таблицу свойств).

Таким образом, изобретение позвол ёт повысить блеск покрытий на основе водоразбавл емой алкидной смолы.

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАЗБАВЛЯЕМОЙ АЛКИДНОЙ СМОЛЫ путем взаимодействия алифатической дикар боновой кислоты с гидроксилсодержащей алкидной смолой на основе жирных одноосновных кислот, много атомного спирта и ароматической дикарбоновой кислоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения блеска покрытий на основе водоразбавляемой алкидной смолы, проводят взаимодействие пентаэритрита, фталевого ангидрида и синтетических жирных кислот С fС₉ или С_(о- С<з при молярном соотношении компонентов 1:0,6-0,65:1-1,4 соответственно до получения гидроксилсодержащей алкидной смолы с кислотным числом 15-25 мг КОН/г, с последующей обработкой смолы 0,35-0,45 молями адипиновой кислоты до получения конечного продукта с кислот:ным числом 30-40 мг КОН/г·

   1 681860 *