Способ получения водоразбавляемых алкидных смол Советский патент 1974 года по МПК C08G17/14 

1

Изобретение относится к синтезу водоразбавляемых алкидных смол, .которые находят применение в лакокрасочных материалах.

Известен способ получения водоразбавляемых алкидных смол путем взаимодействия алифатической дикарбоновой кислоты (малвиновой) с гидроксилюодаржащей алк|идной смолой на основе одноосновных жирных кислот, мйогоатомного спирта и аромати1чес:кой дика(рбановой кислоты.

С целью .получения смолы, обладающей повышенной рассеивающей способностью и образующей покрытие с повыщенной твердостью и водостойкостью, предложено в качестве алифатической дикарбоновой кислоты использовать смесь алкиленовых и алкадие.Н.ОВЫХ кислот Сю-С20 или индивидуальных

кислот СиCi8.

Используемая омесь алкилбновых я алкадиеновых кислот Сю-С2о состоит из дикарбоновых кислот, в которых одна или две двойные несопряженные связи расположены в углеводородной цепи, и имеет следующий фракционный состав: Сю 3-10%; Си 39- 53%, Ci8 55-35% и Сао 3-2%. Из смеси кислот можно выделить 6-додецен-1,12-дикарбоновую кислоту « б,10-гексадекадиен-1,16-дикарбоновую кислоту. Выделение индивидуальных Сю и С20 кислот затруднительно.

Согласно изобретению получение водоразбавляемой алкидной смолы .заключается в том, что гадрок€илсоде,ржащую алкидную смолу одноосновных .кислот растительного масла, многоатомного спирта и двухосновной ка.рбоновой ароматической кислоты подвергают взаимодействию с фракцией алкиленовых и алкадиеновых дикарбоновых кислот с числом углеродных атомов от 10 до 20 с последующей нейтрализацией полученного полуэфира известными приемами.

Для получения водоразбавляемой алкидной смолы можно использовать кислоты соевого, льняного, дегидратированного касторового, таллового и других масел или синтетические жирные одноосновные кислоты, а также сами масла, пе(реэтерифиццрованные м.ногоатом.ным спи.ртол.

В .качестве многоатомного сп.ирта могут быть применены пентаэритрит, ириметилолпропан, гл.ицерин и другие; из двухосновных карбоновых кислот - фталевая, терефталевая, изофталевая.

Гидроксилсодержащую алкидную смолу получают путем взаимодействия кислот растительного , многоатомного спирта и ангидрида фталевых кислот или из переэтерифилированного растительного масла и ангидрида фталевых кислот при температуре 210-

230°С. Процесс ведут до кислотного числа 10-20 мг КОН/Г.

Гид р;о:к с и л.оо держащую алкидную смолу с кислотным числом 10-20 мг КОН/г обрабатывают фракцией алкиленовых я алкадиеновых дика;рбО|Новых кислот при температуре 140-160°С до кислотного числа 50-70 мг КОН/Т. Полученную смолу нейтрализуют амином, например триэтиламином.

Смола пригодна для водоразбавляемых лаков и эмалей холодной и горячей сушки, так как образует покрытия с хорошим глянцем, водостойкостью, стойкостью к удару и другими свойствами, она может быть нанесена наливом, распылением и т. д. Алкидная смола, полученная по предлагаемому способу, легко наносится электрофорезом, причем рассеивающая способность выше, чем рассеивающая спообность алкидных смол, модифицированных адипиновой или малеиновой кислотой.

Пример 1. В трехгорлую колбу помещают 100,5 г жирных кислот дегидратированного касторового масла, 44,9 г фталевого ангидрида, 48,9 г пентаэритита. Реакционную смесь нагревают до 230°С и выдерживают при этой температуре в токе СО2 до кислотного числа 14,5 мг КОН/г. Затем снижают температуру до 140°С и загружают 55,75 г 6,10-гексадекадиен-1,16-дикарбоновой кислоты, выдерживают нри 140-:150°С до кислотного числа 65,3 мг КОН/г, после чего реакционную смесь охлаждают до и растворяют в смеси бутилцеллозольв: этилцеллозольв (1:1) до 70%-ной концентрации.

il68 г раствора смолы нейтрализуют триэтиламином и разводят дистиллированной водой до 10%-ной концентрации. рН полученного раствора 7,65, электропроводность 2000 mS.

При нанесении электрофорезом при 90- 120°С получают глянцевое нокрытие толщиной 20 мк. Режим сушки - 180°С в течение 30 мин. Рассеивающая способность по методу линейки 4,5-5 см.

Физико-технические свойства пленки: удар прямой и обратный 50 кг/см, эластичность 1 мм, адгезия хорошая, водостойкость свыше 1,5 месяца.

35 г раствора смолы нейтрализуют триэтиламином, вводят 0,1% кобальта и 0,7% свинца (в расчете на сухую смолу) в виде деканатов и разводят водой до 40%-ной концентрации, наносят наливом на стальные и стеклянные пластинки и сушат при комнатной температуре. Получают глянцевые пленки толщиной 20-30 мк. Свойства пленки холодной сушки: твердость по прибору М-3 после одних суток воздушной сушки 0,06, после 5 суток 0,2; эластичность 1 мм, прочность на удар 50 кг/см, время бездефектного пребывания покрытия в воде после 3 суток воздушной сушки 72 час.

Пример 2. В трехгорлую колбу помещают 20,1 г жирных кислот льняного масла, 8,9 г фталевого ангидрида, 9,7 г пентаэритрита и нагревают до 230°С в токе COg. Реакционную массу выдерживают при этой температуре до кислотного числа 15,3 мг КОН/г. Затем температуру снижают до 150°С и загружают 11,1 г 6,10-гексадекадиен-1,16-дикарбоновой кислоты, выдерживают при этой температуре до кислотного числа 65 мг КОН/г. Смолу растворяют в смеси бутилцеллозольв: этилцеллозольв до 70%-ной концентрации.

После нейтрализации смолы триэтиламином и разведения водой до 10%-ной концентрации лак наносят методом электрофореза на стальные и жестяные пластинки. Режим сушки - 180°С, 30 мин.

Физико-технические свойства пленки аналогичны свойствам пленки примера 1: прочность к удару (прямому и обратному) 50 кг/см2, эластичность 1 мм, время бездефектного пребывания покрытия в воде свыше

1,5 месяцев, адгезия хорощая.

Пример 3. Смолу готовят аналогично примеру 1 из 41,8 г жирных кислот льняного масла, 18,7 г фталевого ангидрида, 20,35 г пентаэритрита и 19,15 г 6-додецен-1,12-дикарбоной кислоты. Смолу с кислотным числом 55 мг КОН/г растворяют в бутилцеллозольве до 70%-ной концентрации, нейтрализуют триэтиламином и разводят водой до 10%-ной концентрации. Смола хорошо наносится методом электрофореза, после сушки при 180°С в течение 30 мин образует глянцевые пленки. Прочность пленки на прямой и обратный удар 50 кг/см2, эластичность 1 мм. Рассеивающая способность смолы 4,5-5 см.

В смолу, нейтрализованную триэтиламином, вводят деканаты Со и РЬ (0,1% Со и 0,7% РЬ в расчете на сухую смолу), разводят водой до 40%-ной концентрации и наливом наносят на стальные, стеклянные и жестяные

пластины. Сушат пленку при 100°С 1 час. Твердость пленки но маятнику М-3 0,35. Водостойкость свыше 14 суток.

Пример 4. Смолу готовят аналогично примеру 1 из 42,4 г жирных кислот льняного

масла, 18,9 г фталевого ангидрида, 20,6 г пентаэритрита и 18,1 г смеси алкилен- и алкадиеновых кислот Сю-CZQ следующего фракционного состава: Сю 5%; Ci442%; Cis 50%;

С203%.

Смолу с кислотным числом 65,5 мг КОН/г растворяют в бутилцеллозольве, нейтрализуют триэтиламином и разводят водой до 10%-ной концентрации.

Смолу наносят методом электрофореза на стальные и жестяные пластины. Режим сушки 180°С, 30 мин. Механические свойства пленки: прочность к удару 50 кг/см ; эластичность 1 мм, адгезия хорошая. Рассеивающая

способность по методу лиНейки 4,5-5 см.

Пример 5. Смолу готовят аналогично примеру 1 из 182 г жирных кислот касторового масла, 103,5 г фталевого ангидрида, 134,0 г триметилолпропана и 77,5 г 6,10-гексадекадиен-1,16-дикарбоновой кислоты.

Пример 6. В условиях, аналогичных примеру 1, получают смолу из 25,7 г синтетических жирных кислот Су-Сэ, 22,3 г фталевого ангидрида и 24,3 пентаэритрита, после чего обрабатывают ее 22,5 г смеси алкилен- и алкадиеновых кислот следующего фракционного состава: Сю 3%, Си 51%; Cis 44%;С2о2%.

Пример 7. В трехгорлую колбу помещают 114 г жирных кислот дегидратированного касторового масла, 51 г фталевого ангидрида и 55,2 г пентаэритрита, нагревают до 230°С в токе С02 и выдерживают смолу при этой температуре до кислотного числа 11,5 мг КОН/Г. Затем температуру снижают до 150°С и загружают 11,9 г адипиповой кислоты, выдерживают при этой температуре до кислотного числа 69,5 мг КОН/г, после чего смолу охлаждают, растворяют в смеси бутилпеллозольва и этилцеллозольва, нейтрализуют триэтиламином и наносят методом электрофореза. Рассеивающая способность смолы 3,5- 4 см. В раствор нейтрализованной смолы вводят деканаты Со и РЬ (0,1% Со и 0,7% РЬ) и разводят водой до 40%-ной концентрации, после чего наносят наливом на стеклянные и стальные пластины.

Физико-технические свойства пленок холодной сушки: твердость по прибору М-3 после одних суток 0,06, после 5 суток воздущной сушки 0,07; прочность на изгиб по прибору ШГ-1 1мм, прочность на удар по прибору

У-2 50 кг/см время пребывания покрытия в воде до появления поматовения (после 3 суток воздушной сушки) 24 час, рассеивающая способность 3,5-4 см.

Пример 8. Смолу готовят аналогично примеру 1 из 45,6 г жирных кислот льняного масла, 20,36 фталевого ангидрида, 22,15 г пентаэритрита и 11,9 г адипиновой кислоты. Смолу с кислотным числом 69 мг КОН/Г растворяют в смеси бутилцеллозольва и этилцеллозольва, нейтрализуют триэтилампном и разводят до 40%-ной концентрации водой. Перед разведением водой в раствор вводят деканаты Со и РЬ. Раствор наносят на стальные пластины и сушат при 100°С 1 час. Водостойкость полученных пленок 7 суток.

Предмет изобретения

Способ получения водоразбавляемых алкидных смол путем взаимодействия алифатической дикарбоновой кислоты с гидроксилсодержащей алкидиой смолой на основе одноосновных жирных кислот, многоатомного спирта и ароматической дикарбоновой кислоты, отличающийся тем, что, с целью получения смол, обладающих повышенной рассеивающей способностью и образующих покрытия с повышенной твердостью и водостойкостью, в качестве алифатической дикарбоновой кислоты используют смесь алкиленовых и алкадиеновых кислот Сю-Сго или индивидуальные кислоты Си-С 18.