СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИДНОЙ СМОЛЫ (ВАРИАНТЫ) И ЛАКОКРАСОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ЕЕ ОСНОВЕ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИДНОЙ СМОЛЫ (ВАРИАНТЫ) И ЛАКОКРАСОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ЕЕ ОСНОВЕ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2200741 (13) C1

(51) 7 C08G63/49, C08G63/91, C09D167/08, C09D5/14 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.03.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2001128138/04 
(22) Дата подачи заявки: 2001.10.18 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.10.18 
(45) Опубликовано: 2003.03.20 
(56) Аналоги изобретения: SU 160315 A, 16.01.1964. DD 258534 A, 27.07.1988. СОРОКИН М.Ф. И ДР. Химия и технология пленкообразующих веществ. - М.: Химия, 1981, с. 125-137, 142. SU 1351946 A1, 15.11.1987. RU 2001085 C1, 15.10.1993. RU 2078784 C1, 10.05.1997. 
(71) Имя заявителя: ООО "Колор-Мастер" 
(72) Имя изобретателя: Кудрявцев Б.Б.; Шахова Э.Д.; Гурова Н.Б.; Кузнецов Ю.Н.; Васильева Л.М.; Тархов В.А.; Попов В.Е.; Мельников В.Н. 
(73) Имя патентообладателя: ООО "Колор-Мастер" 
(98) Адрес для переписки: 107140, Москва, 2-й Красносельский пер., 2, кв.100, И.А. Ривкину 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИДНОЙ СМОЛЫ (ВАРИАНТЫ) И ЛАКОКРАСОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ЕЕ ОСНОВЕ 
Изобретение относится к получению алкидных смол и лакокрасочных материалов на их основе, используемых для окраски металлических, деревянных и других поверхностей, эксплуатируемых в атмосферных условиях и внутри помещений. Алкидную смолу получают переэтерификацией растительных масел, канифоли и глицерина или растительных масел и пентаэритрита в присутствии катализатора 2-этилгексаната свинца в количестве 0,01-0,03 мас.%, последующей полиэтерификации фталевым ангидридом и поликонденсации при нагревании, причем при получении глифталевой алкидной смолы на стадии ее синтеза дополнительно вводят фенольную смолу на основе пара-трет-бутилфенола и формальдегида, а при получении пентафталевой алкидной смолы дополнительно вводят при синтезе смесь бензойной и пара-трет-бензойной кислоты. На основе этих смол получают светлые смолы, а следовательно, и лакокрасочные материалы различной цветовой гаммы. Лакокрасочный материал на их основе содержит различные пигменты, наполнители, растворители, возможно загуститель. Получают лакокрасочные материалы с ускоренным временем высыхания и хорошими свойствами. 3 с.п.ф-лы, 4 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области получения алкидной смолы и лакокрасочных материалов на ее основе, применяемых для окраски металлических, деревянных и других поверхностей, эксплуатируемых в атмосферных условиях и внутри помещений.
Широко известны лакокрасочные материалы на основе алкидных смол, модифицированных растительными маслами. Покрытия на основе этих смол имеют хорошие физико-механические показатели, но недостаточную скорость отверждения.
Известные технологии получения глифталевых и пентафталевых смол основываются на проведении стадии переэтерификации растительных масел глицерином или пентаэритритом и стадии полиэтерификации фталевым ангидридом при нагревании - смолы ПФ-060, ГФ-046, ПФ-053-ТУ6-10-612-76. Температура переэтерификации составляет, как правило, 240-260oС, а время выдержки до 3 часов. С целью снижения температуры стадии переэтерификации алкидных смол используют катализаторы - кальцинированную соду, окись свинца (глет) и другие. Однако снизить температуру и сократить время выдержки удается незначительно.
Высокая температура синтеза, длительность выдержки, используемые катализаторы вызывают появление темных очагов, не совместимых со смолой, что приводит к получению лаков на основе этих смол темного цвета - более 60 мг I2/100 см3 по йодометрической шкале.
Известен способ, получения алкидных смол - получения пентафталевой смолы ПФ-060. Стадия переэтерификации проводится при температуре 2555oC и выдержке 2,5-3 часа в присутствии кальцинированной соды.
Лак на основе смолы ПФ-060 имеет цвет 60 мг I2/100 см3, пленка лака высыхает через 24 часа при температуре 202oС до степени 3.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу получения алкидной смолы (пентафталевой, глифталевой) является способ получения алкидной смолы (пентафталевой, глифталевой и др.) путем реакции переэтерификации растительных масел (часть которых может быть заменена канифолью, ЖКТМ и СЖК С10-С16 и т.д.) многоатомным спиртом (глицерин, пентаэритрит и др.) в присутствии щелочного катализатора (КОН, NaOH, Na2CO3) при нагревании, например, при 240-260oС и последующей реакцией (стадии) полиэтерификации смеси фталевым ангидридом при нагревании, например, при 240-260oС. Стадию полиэтерификации проводят методом плавления (блочный метод) в атмосфере инертного газа с удалением выделяющейся воды отсасывающими устройствами или азеотропным методом в растворе инертного растворителя (обычно ксилола) с удалением воды в виде азеотропной смеси с растворителем. (Справочное пособие под ред. М.М. Гольдберга "Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов". - М.: Химия, 1978, с. 102-106). Этим способом получают пентафталевые и глифталевые смолы, например марок ПФ-060, ГФ-072, ГФ-046, ПФ-053 и др. Получают достаточно темные алкидные смолы - цвет по йодометрической шкале 60 мг 2/100 см3 и более. Использование щелочных катализаторов не позволяет значительно сократить весь технологический процесс.
Техническая задача данного изобретения заключается в ускорении процесса высыхания покрытий на основе полученных алкидных смол.
Поставленная технологическая задача достигается тем, что в способе получения алкидной смолы путем проведения реакции переэтерификации растительных масел, канифоли и глицерина в присутствии катализатора с последующим проведением реакций полиэтерификации фталевым ангидридом и поликонденсации при нагревании в качестве катализатора используют 2-этилгексанат в количестве 0,018-0,03 мас. % в виде раствора в уайт-спирите, а на стадии поликонденсации смолы дополнительно вводят фенольную смолу на основе пара-трет-бутилфенола и формальдегида в количестве 3-4 мас.%.
В случае использования в качестве многоатомного спирта пентаэритрита другим вариантом способа получения алкидной смолы по изобретению является способ получения алкидной смолы путем проведения реакции переэтерификации растительных масел, пентаэритрита в присутствии катализатора с последующим проведением реакции полиэтерификации фталевым ангидридом (и поликонденсации) при нагревании, в качестве катализатора используют 2-этилгексанат свинца в количестве 0,01-0,017 мас. % в виде раствора в уайт-спирите, а на стадии полиэтерификации смолы дополнительно вводят 5,36-11,61 мас.% смеси бензойной и пара-трет-бутилбензойной кислоты в соотношении их соответственно 1:1,5-2.
Загуститель La Thix FB фирмы SCHWEGMANN (Германия) представляет собой алюминиевую соль карбоновой кислоты. Характеристика: жидкость, плотность 1,01 г/см3 (Din53217), показатель преломления - 1,451 (Din51423). Точной характеристики карбоновой кислоты фирма не представляет.
Известно использование в синтезе алкидных смол бензойной и пара-трет-бутилбензойной кислоты. Так, смола ЭФК-34Б включает касторовое масло, этриол, бензойную кислоту и фталевый ангидрид. С целью высвобождения растительных масел в синтез алкидной смолы вводят пара-трет-бутилбензойную кислоту в количестве 11,6 мас.%. Время высыхания лакового покрытия 8-12 часов при температуре 202oC (aвт. свид. 160311).
Также известно использование фенольной смолы 101л в составе лака ФЛ-032, представляющего собой соконденсат указанной смолы, масла подсолнечного и тунгового и смолы ФЛ-326 (ТУ6-10-840-75). Смола ФЛ-326 - резольная, фенол-альдегидная, модифицирована канифолью и этерифицирована пентаэритритом или глицерином. Пленка лака ФЛ-032 высыхает через 18 часов при температуре 202oC до степени 3.
2-Этилгексанат свинца используют в количестве 0,017-0,03 маc.% в виде 15% раствора в уайт-спирите. Технический 2-этилгексанат свинца имеет постоянный состав, высокую степень чистоты, прозрачность.
В качестве растительных масел используют льняное, тунговое, соевое и другие. В синтезе глифталевой смолы использована канифоль для лучшей совместимости масел. Для лучшего внешнего вида покрытия могут быть введены, например, трифенилфосфит и другие добавки.
Синтез алкидной смолы осуществляют периодически азеотропным методом в реакторе с индукционным обогревом, внутренним змеевиком для охлаждения водой и рамной мешалкой. В реактор загружают растительное масло, часть глицерина или пентаэритрита. Включают мешалку и нагревают до температуры 150-160oС, добавляют 2-этилгексанат свинца. Реакцию переэтерификации проводят при температуре 180-230oС.
Отбор проб реакционной массы осуществляют через каждые 15 минут. Процесс считается законченным при достижении растворимости пробы переэтерификата в этиловом спирте в соотношении не менее 1:2-5 при температуре 252oC. При температуре 180-190oС вводят вторую порцию глицерина или пентаэритрита, фталевый ангидрид, а также ксилол для азеотропной отгонки воды. После загрузки температуру медленно поднимают до 220-260oС. Через каждый час, а затем каждые 30 минут берут пробы смолы для определения кислотного числа и условной вязкости.
Смолу быстро охлаждают до 170-180oС и сливают в смеситель, куда предварительно был загружен уайт-спирит. В таблице 1 приведены рецептуры алкидных смол и лаков, в таблице 2 - свойства покрытий на основе алкидных лаков. Ниже приводится конкретный пример осуществления изобретения.
Пример 1.
В реактор загружают 16,3 кг льняного масла, 8,13 кг глицерина, включают мешалку, обогрев, поднимают температуру до 150-160oС, медленно добавляют 16,3 кг канифоли. Температура должна быть не менее 130oС. При температуре 150oС добавляют 0,03 кг 2-этилгексаната в виде 15% раствора в уайт-спирите, температуру поднимают до 180-230oС и держат до полной растворимости переэтерификата. Далее при температуре 180-190oС добавляют 8 кг глицерина, 32,45 кг фталевого ангидрида и держат реакционную смесь до получения прозрачной пленки на стеклянной пластинке. Затем вводят 16,13 кг тунгового масла, 3 кг фенольной смолы 101л, температуру поднимают до 220oС и сразу снижают до 200oС, добавляют ксилол для азеотропной отгонки воды. Температуру поднимают до 210oС и выдерживают по достижении нужных показателей кислотного числа и условной вязкости алкидной смолы. Полученную смолу охлаждают до 150-160oС и сливают в смеситель под слой растворителя.
Был проведен контрольный пример получения алкидной смолы без участия в процессе поликонденсации фенольной смолы 101л и смеси бензойной и пара-трет-бутилбензойной кислот. Время высыхания пленки лака на ее основе при 202oC - 24 часа до степени 3.
Техническая задача создания лакокрасочного материала на основе предлагаемых алкидных смол помимо ускорения высыхания покрытий заключалась в повышении масло-, бензостойкости и стойкости покрытий к перепаду температур. Это особенно важно, поскольку эти лакокрасочные материалы являются материалами холодной сушки, которые используют для ремонта автомобилей, окраски элементов шасси и подвески автомобилей, подвергающихся атмосферным воздействиям.
Наиболее близкой к заявляемой лакокрасочной композиции является грунтовка ФЛ-ОЗК (ГОСТ 9109-81) на основе соконденсата фенольных смол 101л и ФЛ-326 (ТУ6-10-840-75), подсолнечного и тунгового масел. Покрытия на основе этой грунтовки высыхают через 8 часов при температуре 202oС, Имеют маслостойкость 48 ч, но бензостойкость и стойкость к перепаду температур минус40+60oС низкая.
Данная задача решается тем, что в лакокрасочном материале, содержащем алкидную смолу, пигменты, наполнители, сиккатив, органический растворитель, использована алкидная смола - продукт поликонденсации растительного масла, глицерина, канифоли, фталевого ангидрида и фенольной смолы на основе пара-трет-бутилфенола и формальдегида в количестве 3-4 мас.% или продукт поликонденсации растительного масла, пентаэритрита, фталевого ангидрида и смеси бензойной и пара-трет-бутилбензойной кислот в соотношении 1:1,5-2, дополнительно, возможно, введен загуститель, а компоненты взяты в соотношении мас.%:

Алкидная смола - 19,2 - 34,3

Пигменты - 5,5 - 15,6

Наполнители - 3,5 - 27,0

Сиккатив - 0,7 - 1,3

Загуститель - 0 - 1,0

Органический растворитель - Остальное

В качестве пигментов используют диоксид титана, окись хрома, фталоцианитовые и другие, в качестве наполнителей - диоксид кремния, микротальк, мел и другие, сиккатив НФ-1, ЖК-1 и другие.
Растворители: уайт-спирит, ксилол, бутилацетат и другие.
Кроме этого, в лакокрасочный материал вводится загуститель в количестве 0,1-1% - алюминиевая соль карбоновой кислоты, бентоны, которые увеличивает вязкость системы, особенно такой как алкидная смола с 33-40% жирности.
Приготовление лакокрасочного материала.
В скоростной дисольвер загружают алкидный лак, затем при работающей мешалке загружают пигменты, наполнители.
При использовании неорганического загустителя, например бентона, его предварительно активизируют ацетоном в количестве 6 мас.% в течение 2-х ч, а затем пасту доводят уайт-спиритом до 10% концентрации.
При использовании органического загустителя, например алюминиевой соли карбоновой кислоты, его используют в виде 5% состава в связующем. Пигментную пасту перемешивают 0,5-1 ч. Диспергирование пигментной пасты осуществляют в бисерной мельнице до требуемой степени перетира.
Приготовление лакокрасочного материала осуществляют в смесителе, куда закачивается алкидный лак, пигментная паста, добавляют сиккатив, вспомогательные компоненты. Перемешивают 1-2 часа, после постановки на "тип" производят фильтрацию.
Лакокрасочные материалы наносят пневматическим или безвоздушным распылением, распылением в электрополе, струйным обливом, окунанием, кистью. В таблице 3 приведены рецептуры лакокрасочных составов, в таблице 4 - показатели свойств покрытий на основе предлагаемых составов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Способ получения алкидной смолы для лакокрасочных материалов путем проведения реакции переэтерификации растительных масел, канифоли и глицерина в присутствии катализатора, с последующим проведением реакций полиэтерификации фталевым ангидридом и поликонденсации при нагревании, отличающийся тем, что в качестве катализатора переэтерификации используют 2-этилгексанат свинца в количестве 0,018-0,03 мас. % в виде раствора в уайт-спирите, а на стадии поликонденсации смолы дополнительно вводят фенольную смолу на основе пара-трет-бутилфенола и формальдегида в количестве 3-4 мас. %.
2. Способ получения алкидной смолы для лакокрасочных материалов путем проведения реакции переэтерификации растительных масел, пентаэритрита в присутствии катализатора с последующим проведением реакции полиэтерификации фталевым ангидридом и поликонденсации при нагревании, отличающийся тем, что в качестве катализатора переэтерификации используют 2-этилгексанат в количестве 0,01-0,017 мас. % в виде раствора в уайт-спирите, а на стадии полиэтерификации смолы дополнительно вводят 5,36-11,61 мас. % смеси бензойной и пара-трет-бутилбензойной кислот в соотношении их соответственно 1: 1,5-2.
3. Лакокрасочный материал, содержащий алкидную смолу, пигменты, наполнители, сиккатив и органический растворитель, отличающийся тем, что в качестве алкидной смолы он содержит алкидную смолу, полученную по п. 1 или 2 и возможно дополнительно содержит загуститель в количестве 0,1-1,0 мас. % при следующем соотношении компонентов в мас. %:

Вышеуказанная алкидная смола - 19,2-34,3

Пигменты - 5,5-15,6

Наполнители - 3,5-27,0

Сиккатив - 0,7-1,0

Загуститель - 0-1,0

Органические растворители - Остальное




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru