Способ получения алкидных смол Советский патент 1980 года по МПК C08G63/22 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИДНЫХ СМОЛ

Изобретение относится к способу получения алкидных смол, модифицированных жирными кислотами растительных масел алкоголизным методом, которые могут использоваться в лако красочной области промышленности. Ближайшим по технической сущности и достигаемому эффекту явйяется способ получения ал кидных смол путем алкогрлиза растительных масел полиолами с последующей поликриденсаодей полученного продукта алкоголиза с кислотным Компонентом II и 2. Ра первой стадага проводят алкоголиз растительных масел цеитраэритритом, после чего в реакционную смесь добавляют фталевый ангид{яад и проводят поликонденсацию до получения алкидной смолы с заданным кислотным числом и вязкостью. Температура реакционной смеси на стадии алкоголиза и поликоиденсации 250-260 С длительность стадии алкоголиза 2-3 ч, общее время синтеза алкида - около 24 ч. Окончание процесса алкоголиза определяют по растворимости пробы реакционной массы в спирте. Недостатком известного способа является большая длительность процесса. Цель изобретения - )штенсификация процесса. Поставленная цель достигается тем, что в шособе получения алкйдяых смол путем алкоголиза {Растительного МаСла полиолами с последующей подиконденсадией полученного продукта алкоголиза с кислотным компонентом, стадию алкоголиза осуществляют, ксжтролируя количество реакционной воды по формуле , и, (K-KplNpH гк N ВОДЬ - количество реакционной воды, ТОе кмоль; - алкидная константа,, равная отношению количества ОН-групп к СООН-группам, вводимым в реакцию полученной алкидной смолы; - количество вводимых в реак дц гдаю кг-эквивалентов ОН-групп полиола; -г постоянный безразмерный параметр, равный 1,01-1,10. 3 ,7 АлкиДнуго к OHctaHTy К рассчитывают как о ношение количества кг-эквивалентов ОН-групп к соответствующему количеству СООН-групп кислотного компонента Значение NQ рассчитывают по формуле ще GQH - загрузка полиола в реакцию, кг; M..U - молекулярная масса полиола; f - число фуикциоиальиых ОН-групп в химической формуле полиола. „Для технического гидроксилсодержащего компонента значение NQ можно рассчитывать по формуле;. A-Gf.. о Шйооо . : где А - гидроксильиое число технического гидроксилсодержащего компонента, кг кон/г; G - загрузка компонента, кг. Значение рассчитывают аналогично. Безразмерный i нараметр KQ определ)яют экспериментально, опо может принимать значения от 1,01 до 1,10, одаако его оптимальное значе ние находится в пределах 1,04- 1,06. . Возможно также осуществление ксмтроля и измерения образукидейся реакционной воды путем измерения удельной злектропроводности реакционной массы, найряМер, с поМощью 1фи бора МАП-,1 ; .- :..:.,1.;: Многократными измерениями показано, что в процессе протекания алкоголиза и выде ления воды электропроводность реакционной Массы возрастает, проходит через максимум и к моменту выделения необходимого количества воды уменьшается в 1,5-2 ряэа по сра нению с максимально зарегистрированным. Процесс синтеза алкидной смолы осуществляют следующим образом. В реактор с перемешивающим устройством обогревом и системой для азеотронной отгдак вода загружают рецептурные количества расти тельного масла, спирта и катализатора, например соды. Реагенты при перемешивании нагревают до С. Выделение реакционной воды начинается после протекания реакции собственно алкоголиза в результате образования продуктов с простой эфирной связью. Контроль и измерение реакционной воды проводят по изменению злектропроводности реакционной массы. После выделения реакционной воды в количестве, (Жредёляемым неравенством (1), стадию алкоголиза завершают и проводят загрузку фталевого ангидрида и/или другого кислотного компонента согласно рецептуре. Затем проводят стадию поликонденсации и образования алкидной оиолы до требуемых вязкости и кислотного числа. Температура реакционной массы на стадии 230-250° С. В табл. 1 приведены рецептуры компонентов, загружаемых в раствор при синтезе апкидных смол и соответствующие алкидные константы. Во всех примерах используют подсолнечное масло. В опытах по примерам 5 и 7 дополнительно загружают 98 кмоль тунгового масла. В качестве полиола используют пентазритрит (примеры 1-4 и 6) и глицерин (примеры 5 и 7) В качестве кислотного компонента используют фталевый ангидрид. В опыте по примеру 4, кроме того, дополнительно загружают 202 кмоль бензойной кислоты. Условия проведения процесса по описываемому способу и основные показатели полученных алкидных смол приведены в табл. 2. Как видно из приведенных в таблицах данных, оптимальное значение параметра KQ составляет 1,04-1,06, при этом длительность процгсса синтеза алкидных смол минимальная, при этом показатели готового продукта удовлетворяют техническим условиям, предъявляемым к алкидным смолам (табл. 3). Проведение процесса при значении Кб более 1,10 нецелесообразно, так как в этом случае длительность процесса практически не меняется. Таким образом, при осугцествлёнии контроля количества реакционной воды, выделяющейся го зоныperaicujffl, достига:ется сокращение длительности проЦёсса получения алкидных смол, повьпйейме производительности процесса по сравнению с известным способом.

Рецептуры алкидных смол по описываемому способу

6118

6118

6118

5646

890 - 98

(По известному способу)

(По известному

8904-98 способу

Примечание: Загрузка катализатора (соды) во всех опытах одинакова

и составляет 0,06 мас.% от суммы загруженных компонентов алкидной смолы. Условия проведения процесса и основные показатели алкидных смол,

полученных по описываемому способу,

1 1,01 250+5 3,82 2,67 250+5 0,33

2 1,10 250+5 0,58 1,42 250+5 6,33

3 1,05 250+5 3,59 3,25 25р+5 1,50

Т ia б л и ц а 1

1496

1495

1495

1556

402

1,255

2592

1495

1,475

402

658

Таблица2

13 104

10,0

14,0

2094

12,3

10,5

1598

10,2

4 1,05 250+5 5,00 2,50 ,25

5 1,05 230+5 3,12 3,25 230 2,60

2,0 250i5lO,0

7 -230 i5 - 2,0 13,0 П р и м е ч а я

Цвет, по йодометрической шкале, мг йода, не более . 80 1 Внешний вид %стота Вязкость по ВЗ-4 при 20° С, сек

Содержание летучих,% 53+242+251 5353 55 Кислотное число, мг КОН/Г, не более 1214 Твердость пленки лака, 0,30,37 нг менее0,2

Время высыхания до степени 3, при 80 С, не более

Продолжение табл. 2

10,2

10,1

11,0

11,0

}0(Ю

60 8080 70

41

1,5 1,51,9 2

1.5 и е: Вязкость готового продукта определяли по ВЗ-4 при 20°С в виде 60%-ного раствора смолы в ксилоле, Прозрачны, возможна рпалесценция,неимеют Прозрачны, не имеют, механических включениймеханических включений 60-80 40-80 100 8079 80 , Т а б л и ц а 3 10,59,0 10,05,0 .J ОД) 0,32 0,280,36 Формула изобретения Способ получения алкидных смол пучгем алкоголиза растительного масла полиолами с последующей поликонденсацией полученного продукта алкоголиза с кислотным компонент отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, стадию алкоголиза осуществляют, контролируя количество реакц онной воды по формуле O fiVioHtM/Ml -iVC 2К - количество реакционной воды, кмоли; 10 К - алкидная-константа, равная отношению количества ОН-групп к СООН-группам, вводимым в реакцию получения алкидной смолы; Ngu - количество вводимых в реакцию кг оквивалентов ОН-групп полиола;K(j - постоянный безразмерный параметр, равный 1,01-1,10. Источники информации, ринятые во внимание при зкспертизе 1.Паттон Т. К. Технология алкидных смол. Химия. 1970, с. 16-20 (прототип). .Авторское свидетельство СССР № 279946, . G 05 D 27/02, 03.11,67.