СИНТЕТИЧЕСКАЯ ОЛИФА Российский патент 1995 года по МПК C09D109/00 

Изобретение относится к химии лакокрасочных материалов, в частности к разработке синтетических олиф.

Известные синтетические олифы на основе низкомолекулярных полидиенов (1,2), содержат в своем составе, как правило, растительные масла, что приводит, во-первых, к усложнению технологии приготовления олиф (обезвоживание, оксидация подсолнечного масла, смешение компонентов), во-вторых, используется дефицитное дорого- стоящее растительное масло.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является синтетическая олифа на основе олигопиперилена, модифицированного полипропиленоксидом (3). При изготовлении этой синтетической олифы олигопиперилен смешивают с полипропиленоксидом, сиккативом и растворителем в смесителе. Однако покрытия на основе этой олифы имеют недостаточно высокую водо-, морозо- и термостойкость.

Целью изобретения является повышение атмосферостойкости, морозостойкости, водостойкости и термостойкости.

Поставленная задача решается за счет того, что синтетическая олифа, включающая олигомер пиперилена, модификатор, сиккатив и органический растворитель, в качестве олигомера пиперилена содержит олигопиперилен мол.м. 1300-1600, иодным числом 300-320 мг J₂/100 и плотность 0,85-0,88 г/см³, а в качестве модификатора - сополимер пиперилена с бутадиеном и винилацетиленом мол. м. 1500-1800, иодным числом 140-160 мг I₂/100 и плотностью 0,88-0,91 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Олигопиперилен мол.м.

1300-1600, иодным
числом 300-320 мг
J₂/100 и плотностью 0,85-0,88 г/см³ 10-25
Сополимер пипери-
лена с бутадиеном и
винилацетиланом
мол.м. 1500-1800, иодным числом 140-160 мг
J₂/100 и плотностью 0,88-0,91 г/см³ 25-40 Сиккатив 5-7
Органический растворитель Остальное.

Олигопиперилен (СКОП) получают катионной полимеризацией, в качестве катализатора используют комплекс на основе триизобутилалюминия (ТИБА) и четыреххлористого титана (TiCl₄), взятых в соотношении ТИБА: TiCl₄ = 1: (3-4), дозировка катализатора (0,5-1,0) мас.%, температура синтеза 90-100^оС.

Олигомер на основе пиперилена, бутадиена и винилацетилена (ОПДВ), получают радикальной сополимеризацией в массе технического пиперилена (ТУ 38.3036-85) и осветленной бутадиен-винилацетиленовой фракции (БВАФ), взятых в массовом соотношении (50-70) : (30-50), в присутствии 5-7 мас.%, гидроперекиси этилбензола, при 140-160^оС, в течение 10-12 ч, с последующей отгонкой незаполимеризовавшихся мономеров. БВАФ - является отходом производства бутадиена и имеет следующий состав, мас.%: бутадиен 65,0-80,0; метилацетилен 0,5 - 5,0; винилацетилен 19,5 - 30,0; суммарное количество циклогексана и диметилформамида 0,5-1,5.

Характеристика сополимера пиперилена с бутадиеном и винилацетиленом (ОПФВ):
Средне-числовая
молекулярная масса, Mn 1500-1800 Плотность, г/см³ 0,88-0,91 Вязкость при 20^оС, П 15-18
Йодное число, мг J₂/100 г, 140-160
Цвет по йодометри-
ческой шкале, мг K_J/100 мл 40-60
Характеристика олигопиперилена (СКОП) Плотность, г/см³ 0,85-0,88 Средне-числовая молекулярная масса Mn 1300-1600 Цвет по иодометри- ческой шкале, мг KJ/100 мл 30-40 Вязкость при 20^оС, П 13-18 Йодное число, мг J₂/100 г 300-320
П р и м е р 1 (известный). В реактор с мешалкой загружают 65 г олигопиперилена, 5 г пропиленоксида, 10 г сиккатива ЖК-1 и 20 г уайт-спирита. Тщательно перемешивают до получения однородного раствора. Полученный пленкообразователь испытывался на термо-, морозо-, водостойкость, определялись физико-механические свойства покрытий. Результаты испытаний приведены в таблице.

П р и м е р 2. В реактор с мешалкой загружают 20 г олигопиперилена (СКОП), 40 г низкомолекулярного сополимера на основе пиперилена, бутадиена и винилацатилена (далее по тексту ОПДВ), 45 г растворителя (уайт-спирит, ксилол, нефрас), 5 г сиккатива марки 76-40, ЖК-1, ЖК-12 или НФ-1. Смесь нагревают при работающей мешалке до 100^оС и выдерживают при перемешивании в течение 1 ч. По окончании синтеза раствор охлаждают, разбавляют растворителем до сухого остатка 45 ±5 мас.% и проводят физико-механические испытания покрытий, а также испытания на термо-, водо- и морозостойкость. Результаты испытаний приведены в таблице.

П р и м е р 3. Синтез олифы осуществляется, как в примере 2, за исключением того, что олигопиперилен берут в количестве 20 г, ОПДВ 30 г.

П р и м е р 4. Синтез олифы осуществляется, как в примере 3, за исключением того, что олигопиперилен берут в количестве 25 г, ОПДВ 25 г.

П р и м е р 5. Синтез олифы осуществляется, как в примере 3, за исключением того, что олигопиперилен берут в количестве 35 г, ОПДВ 15 г.

П р и м е р 6. Синтез олифы осуществляется, как в примере 4, за исключением того, что растворитель берут в количестве 47 г, сиккатив 3 г.

П р и м е р 7. Синтез олифы осуществляется, как в примере 4, за исключением того, что растворитель берут в количестве 43 г, сиккатив 7 г.

Результаты испытаний, приведенные в таблице, показывают, что предлагаемая синтетическая олифа значительно превосходит по свойствам олифу на основе олигопиперилена, модифицированного полипро- пиленоксидом. Покрытие на основе предлагаемой олифы обладает наряду с хорошими физико-механическими свойствами отличными морозо-, водо- и термостойкостью, а также меньше подвержена старению.

Оптимальным соотношением сополимера ОПДВ к олигопиперилену (СКОП) является 30 к 20 мас.% в присутствии 5 мас.% сиккатива. При этом может быть получена синтетическая олифа, обладающая отличными эксплуатационными свойствами. Покрытия на ее основе значительно превосходят покрытия на основе известного пленкообразователя по водо-, морозо- и атмосферостойкости.

Олифа, полученная по описанию примеров 1-7 подвергалась испытаниям по стандартным методикам на лакокрасочные материалы:
Прочность пленок при ударе (ГОСТ 765-73) Твердость покрытия по маятниковому прибору (ГОСТ 5233-77) Эластичность пле- нок при изгибе (ГОСТ 6806-73) Адгезия (ГОСТ 14140-73)
Водостойкость (Карякина М.И., Лабораторный практикум по испытанию лакокрасочных материалов и покрытий. М., 1972).

Определение термостойкости покрытий на основе олифы проводили следующим образом. Пластинки с высушенным покрытием помещали в термостат при 80; 100; 120; 140^оС и выдерживали в течение 4 ч. После окончания испытания покрытия подвергались испытанию на изгиб, удар.

Определение морозостойкости проводили в морозильной камере при циклическом изменении температуры от -5 до -30^оС. Длительность цикла 72 ч. После окончания испытаний покрытия подвергались испытаниям на изгиб, удар.

Использование: защитно-декоративные покрытия. Сущность изобретения: синтетическая олифа содержит, мас.%: олигопиперилен с мол.м. 1300 - 1600, иодным числом 300-320 мг J₂/100 и плотностью 0,85-0,88 г/см³ 10 - 25; сополимер пиперилена с бутадиеном и винилацетиленом с мол.м. 1500 - 1800, иодным числом 140-160 vu J₂/100 и плотностью 0,88-0,91 г/см³ 25 - 40; сиккатив 5 - 7; органический растворитель остальное. 1 табл.

СИНТЕТИЧЕСКАЯ ОЛИФА, включающая олигомер пиперилена, модификатор, сиккатив и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве олигомера пиперилена она содержит олигопиперилен с мол. м. 1300 - 1600, йодным числом 300 - 320 мг Jr/100 и плотностью 0,85 - 0,88 г/см³, а в качестве модификатора - сополимер пиперилена с бутадиеном и винилацетиленом с мол. м. 1500 - 1800, йодным числом 140 - 160 мг Jr/100 и плотностью 0,88 - 0,91 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанный олигопиперилен м. - 10 - 25
Указанный сополимер пиперилена с бутадиеном и винилацетиленом - 25 - 40
Сиккатив - 5 - 7
Органический растворитель - Остальное