СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ АЛКИДНЫХ СМОЛ Советский патент 1975 года по МПК C08G63/46 

Известен способ получения светостойких алкидных смол, модифицированных насыщенными жирными кислотами линейного строения.

Известен также способ получения алкидных смол, модифицированных глицидиловыми эфирами смеси α-алкил или α-диалкилмонокарбоновых кислот, получаемых по методу Коха из олефинов, окиси углерода и воды.

Однако вследствие низкой адгезии смол к металлу, полученных первым способом, алкидные смолы не применяются в качестве самостоятельного связующего. Алкидные смолы на основе насыщенных кислот линейного строения могут применяться только в сочетании с алкидами на растительных маслах, например касторовом.

Алкидные смолы на основе глицидиловых эфиров α-разветвленных кислот, получаемых по методу Коха, характеризуются многостадийностью синтеза и относительно низкой эластичностью покрытий на их основе.

Согласно изобретению с целью повышения эластичности алкидных смол и упрощения технологического процесса для модифицирования применяют глициловые эфиры смеси α-алкилзамещенных монокарбоновых кислот формулы

где n - не более четырех, m+n+2 варьирует от 7 до 20; или глицидиловые эфиры α-α-диалкилзамещенных монокарбоновых кислот формулы

где n=4, р - всегда четное число, m+n+p+2 варьирует от 7 до 20, или их смеси.

Вместо глицидиловых эфиров кислот Коха в данном способе для синтеза алкидных смол применяют глицидиловые эфиры высших изокарбоновых кислот, содержащих только четное число атомов углерода в линейной цепи и бутильную группу в α-положении.

Это отличие обусловливает эластичность полученных смол. Высшие изокарбоновые кислоты, глицидиловые эфиры которых применяют для модифицирования алкидных смол, получают теломеризацией этилена низшими карбоновыми кислотами. Указанные кислоты применяются главным образом в виде глицидиловых эфиров, а также в виде смеси кислот с их глицидиловыми эфирами. Применение глицидиловых эфиров теломерных кислот в отличие от известных двухстадийных методов синтеза алкидных смол с применением глицидиловых эфиров кислот Коха позволяет получать модифицированные смолы в одну стадию. Это является существенным преимуществом данного способа.

Получаемые алкидные смолы в сочетании с амино- или фенолоформальдегидными смолами применяют для изготовления безмасляных лаков и эмалей горячей сушки.

Покрытия на основе указанных композиций обладают высокой эластичностью и адгезией к металлу, светопрочностью, атмосферостойкостью и стойкостью к действию разбавленных растворов кислот и щелочей.

Ниже приводятся примеры синтеза алкидных смол.

Пример 1.

Рецептура смолы (в вес. ч.):

Фталевый ангидрид296Глицидиловый эфир кислот  C₇-C₁₅363Глицерин77.

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и устройством для проведения процесса в растворителе с азеотропной отгонкой воды, загружают глицерин, глицидиловый эфир кислот, фталевый ангидрид и ксилол в количестве 3-5% от общей нагрузки. Смесь нагревают постепенно до 220°С и выдерживают при этой температуре в течение 2-3 час. Показатели смолы: кислотное число 3-4 мг КOH/г, гидроксильное число 110 мг КOH/г, вязкость 60%-ного раствора смолы в ксилоле по вискозиметру ВЗ-4 при 20°С около 55 сек. Цвет раствора смолы по йодометрической шкале менее 2.

Пример 2.

Рецептура смолы (в вес. ч.):

Фталевый ангидрид370Глицидиловый эфир кислот  C₁₃-C₁₅ (тепломер пропионовой кислоты)554Глицерин75,8.

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и приспособлением для подачи инертного газа, загружают перечисленные компоненты. Реакционную смесь нагревают при непрерывном пропускании инертного газа до 230-240°С и выдерживают при этой температуре в течение 3-5 час.

Показатели смолы: кислотное число 3-5 мг КOH/г, гидроксильное число 79 мг КOH/г, вязкость 60%-ного раствора смолы в ксилоле по вискозиметру ВЗ-4 при 20°С 70-90 сек, цвет по йодометрической шкале 7-12.

Пример 3.

Рецептура смолы (в вес. ч.):

Фталевый ангидрид368Глицидиловый эфир кислот  C₁₃-C₁₄508Глицерин124.

Синтез смолы проводят в условиях, описанных в примере 2.

Показатели смолы: кислотное число 2-3 мг КOH/г, гидроксильное число 145 мг КOH/г, вязкость 60%-ного раствора смолы в ксилоле по вискозиметру ВЗ-4 при 20°С 70-90 сек. Цвет раствора смолы по йодометрической шкале 7-12.

Пример 4.

Рецептура смолы (в вес. ч.):

Фталевый ангидрид318Глицидиловый эфир кислот  C₁₇-C₂₀ (теломер масляной кислоты535Глицерин 128.

Синтез смолы проводится в условиях, описанных в примере 2.

Показатели смолы: кислотное число 2-3 мг КOH/г, гидроксильное число 145 мг КOH/г, вязкость 60%-ного раствора смолы в ксилоле по вискозиметру ВЗ-4 при 20°С 100-120 сек. Цвет раствора смолы по йодометрической шкале 7-12.

В табл. 1 приведены рецептуры белых эмалей (в вес. ч. на сухой вес).

Все эмали готовили обычно принятыми методами.

В табл. 2 приведены результаты испытания эмалей.

В табл. 3 приведены результаты сравнительных испытаний. белых эмалей на основе системы меламиноформальдегидной смолы с алкидными смолами, изготовленными по предлагаемому способу (эмаль А), и известными способами эмали (Б и В).

Примечание:

1) кислоты ВИКК - α - разветвленные монокарбоновые кислоты, применяемые нами;

2) "Версатик 911" - торговая марка α - разветвленных монокарбоновых кислот, получаемых из олефинов, окиси углерода и воды (образец формы Шелл).

1. Способ получения модифицированных алкидных смол для производства лаков и эмалей на их основе с применением для модифицирования смеси глицидиловых эфиров α-алкилзамещенных кислот, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса получения их и повышения эластичности, применяют для модифицирования глицидиловые эфиры смеси α-алкилзамещенных монокарбоновых кислот формулы

где n не более 4; m+n+2 варьирует от 7 до 20; или глицидиловые эфиры смеси α-α-диалкилзамещенных монокарбоновых кислот формулы

в которой n=4, p - всегда четное число, m+n+р+2 варьирует от 7 до 20, или глицидиловые эфиры смеси кислот обоих указанных типов, или смеси глицидиловых эфиров указанных кислот со свободными кислотами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве глицидиловых эфиров α-алкилзамещенных кислот применяют глицидиловые эфиры кислот, получаемых теломеризацией пропионовой, масляной, капроновой кислот или фракции кислот C₃-C₉ этиленом.