Способ получения ацетальной смолы Советский патент 1975 года по МПК C08G4/00 

1

Изобретение относится к области получения ацетальных смол, применяемых для создания клеевых композиций.

Известен способ получения ацетальной смолы конденсацией поливинилового спирта с кротоновым альдегидом или акролеином в присутствии кислых катализаторов.

Однако смолы, получаемые по известному способу, отверждаются при высокой темпера... ре (150-200°С), а композиции на их основе имеют низкую теплостойкость.

С целью снижения температуры отверждения ацетальной смолы и повышения теплостойкости клеевых композиций по предлагаемому способу в реакцию с ненасыщенными альдегидами в качестве многоатомного спирта вводят полипентаэритрит или его смесь с пентаэритритом.

По предлагаемому способу используют смесь 60-80 вес. ч. полипентаэритрита с 20- 40 зес. ч. пентаэритрита, которая представляет собой побочные продукты производства пентаэритрита.

Соотношение многоатомного спирта и альдегида в реакции поддерживают в пределах от 1 : 1 до 1 :2.

В качестве катализатора поликонденсации применяют бензолсульфокислоту, серную или фосфорную кислоту. Катализатор загружают в количестве 0,1-0,5% от веса исходных компонентов вместе с исходными компонентами. Синтез смол осуществляют при температуре 100°С до получения продукта с заданной вязкостью и заданным содержанием гидроксильных групп.

Полипентаэритриты представляют собой суспензию светло-коричневого цвета с сухим остатком 20-30%, образуюш,иеся на стадии технической кристаллизации пентаэритрита.

По предлагаемому способу суспензию полипентаэритритов упаривают в вакууме при 0,7-0,8 ата и температуре 50-70°С до удельного веса 1,35-1,4 г/см, что соответствует содержанию сухого остатка не менее 80%, а содержание гидроксильных групп в сухом остатке не менее 1000 мг КОН/г.

Этот упаренный раствор используют в качестве гидроксилсодержащего компонента при синтезе смол. Смолы синтезируют в стеклянном или металлическом реакторе с хорошим перемещиванием.

Для лучшего удаления конденсационной воды в реакторе с помощью вакуума создается небольшое разрежение. В реактор загружают

упаренный раствор полипентаэритрита, при перемещивании его нагревают до 105-110°С; выдерживают при этой температуре до тех пор, пока температура не начнет повышаться. После этого температуру снижают до 90-95°С,

загружают кротоновый альдегид и катализатор и при 100°С проводят синтез смолы. В результате получают жидкие темно-окрашенные смолы с гидроксильным числом 100-200 мг КОН/г и вязкостью 200-300 сп при 25°С, которые хорошо растворяются в ацетоне.

Такие смолы могут быть использованы в качестве основного компонента для создания те|рмореактивных клеевых композиций. Смолы эти можно отверждать аминами, полиаминами, ангидридами и отвердителями каталитического действия при температуре 100-120С.

В отличие от известных эти смолы обладают пониженным экзотермическим эффектом при отверждении и ускоренным временем отверждения (2-2,5 час). Композиции на основе полученных ацетальных смол обладают высокой клеяш,ей способностью (300-310 кг/см) и высокой теплостойкостью (после выдержки в течение 24 час в термостате при 100-105°С прочность клеевого соединения практически не меняется и составляет 290-300 кг/см).

Клеяш,ая способность известных смол составляет 220 кг/см в процессе же эксплуатации при 60°С прочность снижается до 20% от исходной.

Пример 1. В реактор загружают 88,2 вес. ч. полипентаэритрита с сухим остатком 82% и гидроксильным числом 1000 мг КОН/Г. При работаюш;ей мешалке содержимое реактора нагревают до 110°С и выдерживают в течение 1 час. После выдержки температуру реактора снижают до 100°С и постепенно прибавляют 90 г кротонового альдегида н 0,88 г бензолсульфокислоты. Конденсацию смолы проводят при 100°С в течение 3 час. Получают 125 вес ч. темноокрашенной вязкой смолы с гидроксильным числом 150 мг КОН/Г, что соответствует выходу 91% от теоретического.

Пример 2. В реактор загружают 56 вес. ч. полипентаэритрита и 20 вес. ч. пентаэритрита. При работаюшей мешалке содержимое реактора нагревают до 106°С и выдерживают 30 мин. После этого температуру снижают до 100°С и постепенно загружают 67 вес. ч. кротонового

497315

альдегида и 0,8 вес. ч. бензолсульфокислоты. Конденсацию смолы проводят при 100°С в течение 3,5 час.

Получают 104вес. ч. темно-коричневой смолы с гидроксильным числом 132 мг КОН/Г, что соответствует 92,5% выхода от теоретического.

Пример 3. К 100 вес. ч. смолы, полученной по примеру 1, при комнатной температуре

добавляют 10 вес. ч. полиэтиленполиаминов и перемешивают до гомогенного состояния. Масса начинает разогреваться, но полностью не отверждается. Полученную композицию выливают в металлические формы, покрытые антиадгезионным слоем. Формы устанавливают в термошкаф, в котором поддерживают температуру 100°С. Через 2 час формы охлаждают до 20-25°С, композиция полностью отверждается, извлеченные пластины имеют гладкую

поверхность без воздушных включений и пузырей.

При смешивании 100 вес. ч. смолы по примеру 1 с 20 вес. ч. ш,авелевой кислоты композиция отверждается при 100°С за 2,5 час. При

смешивании 100 вес. ч. смолы по примеру 2 с 10 вес. ч. полиэтиленполиаминов, с 20 вес. ч. шавелевой кислоты композиция отверждается при 120°С за 2 час.

Формула изобретения

1.Способ получения ацетальной смолы конденсацией многоатомных спиртов с ненасыщенными альдегидами, например кротоновым

или акролеином, в присутствии кислых катализаторов, отличающ,ийся тем, что, с целью снижения температуры отверждения и повышения теплостойкости, в качестве многоатомных спиртов в реакцию вводят полипентаэритрит или его смесь с пентаэритритом.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве многоатомных спиртов берут смесь 60-80 вес. ч. полипентаэритрита с 20- 40 вес. ч. пентаэритрита.