Полимерная композиция Советский патент 1992 года по МПК C09D167/08 

Изобретение относится к полимерным композициям с высоким содержанием летучих веществ на основе модифицированных низковязких алкидных пентафталевых оли- гомеров и можэт быть использовано для создания покрытий воздушного отверждения, устойчивых в атмосферных условиях тропического климата и имеющих высокие скорость отверждения и относительную твердость.

Известна полимерная композиция воздушного отверждения с высоким содержанием нелетучих веществ включающая низковязкий ллкидный олигомер с жирностью около 70%. катализатор отверждения, в качестве которого использованы соли металлов переменной валентности, и растворитель, следующего состава мае %

Низковязкни алкидный олигомер

50 0 - 60.0

Катализатор отверждения (в расчете на металл) 0,55-1,21 РастворительОстальное

Существенным недостатком лака является то, что покрытия на его основе имеют недостаточные защитные свойства, низкую скорость отверждения и твердость, что связано с высоким содержанием ненасыщенного растительного масла в исходной рецептуре,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является полимерная композиция с высоким содержанием нелетучих веществ, включающая модифицированный низковяэкий алкидный пентэфталевый олигомер с молекулярной массой 1400 - 2500. катализатор отверждения - ацетилацетонат трехвалентного марганца и органический растворитель, при следующем соотношении компонентов, мае %

4 00

ю о

0

Вышеуказанный модифицированный низковязкий алкидный пентафталевый олигомер53,0-60,0

Катализаторе отверждения - ацетилацетонат Мп - МОК - 1 (в расчете на металл)0,30 - 0,42

РастворительОстальное

Указанный модифицированный низковязкий алкидный пентафталевый олигомер получают на основе полувысыхающего растительного масла в количестве до 60%, пен- таэритрита, фталевого ангидрида и модификатора, в качестве которого используются реакционноспособные соединения с функциональностью 2, Лак, полученный по прототипу, имеет высокое содержание нелетучих веществ, покрытия отверждают- ся на воздухе за счет окислительной полимеризации, имеют хороший внешний вид, высокую прочность при ударе, высокую гибкость, повышенную водостойкость. Однако, покрытия на основе композиции по прототипу, имеют недостаточно высокую скорость отверждения на воздухе, недостаточно высокую относительную твердость покрытий при использовании доступных промышленных катализаторов отверждения типа ЖК-1 и ЖК-11 и стойкость в тропическом климате.

Целью изобретения является повышение скорости отверждения, твердости и устойчивости покрытий в тропическом климате.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция с высоким содержанием нелетучих веществ, включающая низковязкий алкидный пентафталевый олигомер с молекулярной массой 1400 - 2500, катализатор отверждения и органический растворитель, в качестве низковязкого ал- кидного пентафталевого олигомера содержит модифицированный 0,059 - 0,43 мас.% салицилатов или оксибензальдегидатов Zn, Cd, Mn, Ti, La или оксида циркония низковязкий алкидный пентафталевый олигомер при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Указанный модифици- рованный низковязкий пентафталевый олигомер 53-65 Катализатор отверждения3-8Органический растворительОстальноеМодифицированный низковязкий алкидный пентафталевый олигомер по изобретению получают переэтерификациеи

растительного масла (подсолнечного или соевого) пентаэритратом в присутствии салицилатов или оксибензальдегидратов металлов или оксида циркония при 230 250°С с дальнейшей полиэтерификацией образующихся продуктов фталевым ангидридом при 230 - 250°С Бензойную кислоту. различные аллильные соединения 4.4 - ди- гидроксидифенилпропан, глицидиловый

эфир «-разветвленных изомерных кислот (ВИКК), сами ВИКК вводят как на стадии пере-, так и на стадии поликонденсации

Модифицированные низковязкие ал- кидные пентафталевые олигомеры имеют

кислотное число 20 мг КОН/r и вязкость 60%-ных растворов в ксилоле не более 35 с по ВЗ-246 при 20±0,5°С.

Пример1.В четырехгорлую колбу, снабженную термометром, гидрозатвором с

мешалкой, тубусом для подачи азота, обратным холодильником, загружают 59,9 г (0,204 моль) подсолнечного или соевого масла, нагревают его до 100 - 160°С, вводят бис-(салицилат) Zn 0,150 г (0,00044 моль),

4,80 г (0,021 моль) 4,4 -дигидроксидифенил- пропана. Температуру поднимают до 230 - 250°С, вводят пентаэритрит в количестве 12,63 г (0,093 моль) и проводят синтез до растворимости пробы реакционной массы в

этиловом спирте 1 : 5 по объему. После достижения растворимости пробы температу ру снижают до 180°С, вводят фталевый ангидрид в количестве 22,67 г (0,153 моль), устанавливают ловушку Дина-Старка, заполненную ксилолом, вводят ксилол в реакционную массу в количестве 3% от загрузочной рецептуры, поднимают температуру до 220 - 250°С (см.табл, 1) и проводят реакцию поликонденсации до кислотного

числа 14,5 мг КОН/г.

Примеры 8 и 9 проводят аналогично примеру 1 с количеством металлосодержа- щего соединения по табл.1.

Пример 2. В четырехгорлую колбу,

снабженную термометром, гидрозатвором с мешалкой, тубусом для подачи азота и ловушкой Дина-Старка с обратным холодильником загружают 56,00 г (0,191 моль) соевого или подсолнечного масла, катализатор бис-(салицилато) Cd в количество 0,223 г (0,0006 моль), бензойную кислоту 6,23 г (0,051 моль). Температуру поднимают до 230 - 250°С (см.табл.2), вводят пентаэритрит в количестве 14,99 г (0,110 моль), при

этой температуре проводят синтез до растворимости пробы реакционной массы в этиловом спирте 1 . 5 по объему После достижения растворимости пробы температуру снижают до 180°С вводят ксилол в

количестве 3% от реакционной массы для азеотропной отгонки воды, фталевый ангидрид в количестве 22 78 г (0,154 моль). Ловушку Дина-Старка заполняют ксилолом, поднимают температуру до 220 - 250°С и проводят синтез до кислотного числа 14,3мг КОН/г.

Аналогично проводят опыты 3-6, вводят металлосодержащее соединение по табл.1.

Пример. В четырехгорлую колбу, снабженную термометром, гидрозатвором с мешалкой, тубусом для подачи азота, обратным холодильником, загружают 55,96 г (0,191 моль) соевого масла, бис-(салицила- то) ZrO в количестве 0,28 г (0,0007 моль), нагревают до 230°С, вводят пентаэритрат в количестве 12,9 г (0,095 моль) и проводят переэтерификацию при 230°С в течение 80 мин до растворимости пробы в этиловом спирте в соотношении 1 . 5. Затем температуру снижают до 160 - 180°С. вводят ксилол в количестве 2% от реакционной массы, устанавливают ловушку Дина-Старка, которую заполняют ксилолом загружают в колбу фталевый ангидрид в количестве 24,05 г (0,162 моль) и проводят процесс по- лиэтерификации до кислотного числа 25 мг КОН/г. Температуру снижают до 140 - 150°С, вводят глицидиловый эфир ВИКК (высших изомерных карбоновых кислот) в количестве 6,99 г (0,024 моль) и проводят процесс при 140 - 150°С до кислотного числа 10,9мг КОН/г

Показатели связующих приведены в табл.2.

На основе синтезированных связующих готовят полимерные композиции, для чего связующее растворяют в ксилоле или смеси ксилола с уайт-спиритом в соотношении 1 : 1 или 3 : 2 по массе с добавлением или без этилцеллозольва, вводят катализатор отверждения, в качестве которого используют промышленные сиккативы ЖК-1 (бывший НФ-1) ТУ 6-10-1641-86. ЖК-11 ТУ 6-10-2022- 85, МОК-1 (ацетилацетонат трехвалентного марганца), вводимый в виде 6%-ного раствора в ксилоле), в количестве 3-8 мас.% (0,17 - 0,44 мас.%, считая на металл).

Составы композиций приведены в табл.3.

Композиции наносят при рабочей вязкости 18 - 28 с по 83-246 при 20±0,5°С (по ГОСТ 8420-74) и отверждают на воздухе.

Толщина покрытий 28 - 30 мкм.

Композиции на основе полимерной композиции по прототипу готовят аналогично (композиции 24 и 25 по табл.3). Свойства покрытий приведены в табл.4. Определение времени отверждения

композиций до степени 3 проводят по ГОСТ 19007-73, относительную твердость покрытий через 24 ч после нанесения при 20±0,5°С, прочность при ударе и эластичность пленки при изгибе определяют, соответственно, по ГОСТ 5233-67, ГОСТ 4765-73 и ГОСТ 6806-73.

Устойчивость покрытий в тропическом климате определяют по ГОСТ 9.401-79 метод Б,для чего готовят пигментированные композиции следующим образом: в бисерной мельнице диспергируют 62,1 мае.ч. 67%-ного раствора связующего с 36,91 мае.ч окиси хрома техн., 0,2.1 мае.ч. углерода технического, присадки АФ-2К в количестве 0,07 мае.ч. до степени перетира 20 - 25 мкм по клину. Затем вводят полиметилсилокса- новую жидкость ПМС-200а в виде 1%-ного раствора (0,21 мае.ч) и этилцеллозольв

0,5 мае.ч. Катализатор отверждения вводят в количестве 0,3 мас.%, считая на металл (аналогично описанию приготовления лака по табл.3), эмаль разбавляют до рабочей вязкости 20 с по ВЗ-246 смесью ксилола и

уайт-спирита. Содержание нелетучих веществ эмали составляет при рабочей вязкости 65-72%.

Формула изобретения Полимерная композиция с высоким содержанием нелетучих веществ, включающая низковязкий алкидный пентафталевый олигомер с мол. м. 1400 - 2500, катализатор отверждения и органический растворитель, отличающаяся тем, что, с целью

повышения скорости отверждения, твердости и устойчивости покрытий в тропическом климате, в качестве низковязкого алкидного пентафталевого олигомера она содержит модифицированный 0,059 - 0,43 мае % салицилатов Zn, Cd, Mn, Ti, La, или оксида циркония низковязкий алкидный пентафталевый олигомер при следующем соотношении компонентов, мас.%: Указанный модифицированный низковязкий алкидный пентафталевый олигомер53 - 65

Катализатор отверждения 3 - 8 Органический растворительОстальное

Таблица 1

Использование: защитные покрытия воздушного отверждения. Сущность изобретения, полимерная композиция с высоким содержанием нелетучих веществ содержит модифицированный 0,059 - 0,43 мас.% салицилатовизи оксибензальде- гидатов Zn, Cd, Mn, Ti, Zo или оксида циркония низковязкий алкидный пентафталевый олигомер 53 - 65 мас.%, катализатор отвердения 3-8 мае % и органический раствора тель остальное. Модифицированный низковязкий алкидный пентафталевый олигомер растворяют в органическом растворителе и вводят катализатор отверждения. 4 та б л (Л С

Таблица 2

ЖК-11;

Бис-(салицилато) в количестве 0,37 мае %:

Соответствует 0,3 мае % металла.

Таблица 4