Способ получения алкидных смол

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 12195 А 119) б 1)4 С САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВ У 11(54)(57) СПОС СМОЛ путем вз , го остатка стизводства кап ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИДНЫХ модействия кубовоии ректификации пролактама с растительГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Сорокин М.Ф. ШоКочнова З.А. Химия ипленкообразующих вещ1981, с. 125-135.Авторское свидетелУ 821450, кл 08 С ным маслом, многоатомным спиртоми последующей поликонденсации полученного продукта с ангидридом дикарбоновой кислоты, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения водостойкости покрытий наоснове алкидных смол и снижения ихпористости, кубовые остатки стадииректификации производства капролактама предварительно нагревают при230-250 С до получения продукта связкостью 507-ного раствора в растительном масле 30-70 с, смешиваютего с 35-602 от общей загрузки растительного масла в соотношении50-60:40-50 соответственно и фильтруют с последующим введением оставшегося количества растительногомасла и остальных компонентов реакционной смеси, 1219598Изобретение относится к областиполучения алкидных смол, которыеприменяются в производстве лакокрасочных материалов для получениязащитных, декоративных, электроизоляционных и других полимерных покрытий,Цель изобретения - повышениетвердости и водостойкости покрытийна основе алкидных смол и снижениеих пористости.Кубовые остатки стадии ректификации производства капролактама,используемые для получения алкидныхсмол, имеют следующий состав, мас,3:Олигомерыциклогексанона 61-662-Циклогексилиденциклогексанон 12-24Циклогексанон 1-2Циклогексанол 3-10Легколетучиекомпоненты 2-3Фенол 1-2Адипаты натрия 2,5-8Кубовые остатки характеризуютсяследующими показателями: плотность(при 20 С) 0,98-1,02 г/см, гидроксильное число 80-.200 мг КОН/г, киспатное число 0-5 мг КОН/г, число омыления 30-80 мг КОН/г, йодное число20-70 мг КОН/100 г, содержание воды0,5-3,0 мас.Е.П р и м е р 1. Синтез алкидной ипентафталевой смолы блочным способом1 стадия. Олигомеризация кубовыхостатков производства капролактама.В реактор с обогревом, оборудованный мешалкой, азеотропной установкой,состоящей из вертикального (труба втрубе) и горизонтального (кожухотрубчатого) конденсаторов и разделительного сосуда с линиями перелива ксилола в реактор и реакционнойводы в сборник, загружают кубовыеостатки производства капролактама.Включают мешалку и поднимают температуру реакции в реакторе со скоростью 60 град/ч до 180 С, 40 град/чдо 230 С и 10-12 град/ч до 250 Си выдерживают при этой температуре.,Образующиеся в результате олигомеризации кубового остатка низкомолекулярные продукты и не вступившие в реакцию летучие компоненты отгоняют из реакционной массы в разделительный сосуд (линия переливаксилола в реактор закрыта). Реакцию 10 15 20 25 ЗО 35 4 О 5 О 55 считают законченной при получениипродукта, 507-ный раствор которогов растительном масле имеет заданныепоказатели (условная вязкость 32 си содержание нелетучих веществ76,17).Контроль показателей начинаютпроводить при достижении температурыореакционной массы 230 С и проводятчерез каждый час.Затем реакционную массу охлаждаютдо 150"С и смешивают с растительныммаслом в соотношении 50:50 мас.7.,которое подают в реактор предваритель"но нагретым до 1 ЯС, Смесь перемешивают при 100-120 С до получения однородного раствораРастворОохлаждают до 50-70 С и фильтруютвыделившийся осадок через одну ступень 42-патронного фильтра Куно микронажа 125 мкм (один проход черезфиль,р) .12 стадия, Переэтерификация (алкоголиэ растительного масла),Синтез алкидной смолы блочнымспособом проводят в обогреваемомреакторе с мешалкой, оборудованномуловителем погонов барботажного типа(состоящим из вертикального и горизонтального конденсаторов типа трубав трубе). Выходная труба последнегоопущена в бачок, заполненный водой.В реактор загружают растительное масло, раствор олигомера, полученный на стадии 1, включают обогреви мешалку. Температуру в реактореподнимают до 180 С (60 град/ч),затем загружают пентаэритрит и катализатор переэтерификации - Иа СОя. ЪПродолжают поднимать температуру до240-250 С. При этой температурепроводят алгоголиз растительногомасла, Контроль реакции осуществляютпо растворимости пробы в этиловомспир те.3 стадия. Поликонденсация.Температуру в реакторе снижаютодо 180 С, загружают фталевый ангидрид и вновь поднимают температуру доо240 С, собирая образующуюся в результате взаимодействия фталевогоангидрида с гидроксилсодержащимипродуктами алкоголиза растительного масла воду в уловителе погонов.оПри температуре 240 С реакционнуюмассу выдерживают до достижениязаданного кислотного числа и вязкости, После этого температуру в реакто3 1 ре понижают до 180 С, реакционную массу перекачивают для растворения в смеситель, предварительно заполненный органическим растворителем и снабженный мешалкой.4 стадия. фильтрация готового продукта.После полного растворения реакционной массы раствор (лак) охлаждают до 50-70 С и фильтруют через две ступени 42-патронных фильтров Куно, микронажа: 1 ступень - 50 мкм, 11 ступень - 5 мкм, Через каждую ступень лак пропускают один раз.П р и м е р 2. Синтез алкидной глифталевой смолы блочным методом.Соотношение олигомеризованного кубового остатка производства капро-. лактама и соевого масла в растворе составляет 60:40 мас,соответст венно.1 стадию синтеза (получение раствора олигомеризованного кубового остатка стадии ректификации производства капролактама) проводят по методике примера 1, Далее синтез алкидной смолы проводят аналогично примеру 1.П р и м е р 3. Синтез алкидной т пентафталевой смолы по известному способу 1 27 азеотропным методом.1 стадия. Переэтерификация. В реактор с обогревом, оборудованный мешалкой и азеотропной установкой (состоящей из вертикального и горизонтального конденсаторов и разделительного сосуда с линиями слива ксилола в реактор и реакционной воды в сборник), загружают растительное масло, кубовые остатки производства капролактама. Поднимают температуру (60 град/ч) в реактореоцо 180 С, загружают пентаэритрит и кальцинированную соду. Далее поднимают температуру до 200 С со скоростью 10-20 град/ч, отгоняя из реакционной массы летучие компоненты кубового остатка, которую собирают в разделительном сосуде (линия возврата ксилола в реактор перекрыта), Далее температуру реакционной массы поднимают (60 град/ч)до 240-250 С и выдерживают при этой температуре до завершения алгоголиза растительного масла. При этом летучие компоненты кубового остатка, выкипающие из реакционной массы при этой температуре, возвращают в реактор (для 219598чего подают хладагент в вертикальный конденсатор).2 стадия. Поликонденсация.Температуру в реакторе снижают доо180 С, загружают фталевый и малеиновый ангидрид, ксилол. Из разделительного сосуда сливают погоны первойстадии синтеза и заполняют его доперелива ксилолом (линию слива кси О лола в реактор открывают). Затемтемпературу в реакторе поднимают до240 С и выдерживают реакционную массу при этой температуре до требуемыхпоказателей кислотного числа и вяз кости. Реакционную воду отгоняютиз реактора в виде азеотропа с ксилолом и собирают в разделительномсосуде.Растворение реакционной массы в 20 органическом растворителе производяттак же, как в примере 1.3 стадия. Фильтрация готовогопродукта.Лак при 50-70 С фильтруют через 25 три ступени 42-патронных фильтровКуно, микронажа: 1 ступень - 125 мкм(не менее 8 проходов лака черезступень до достижения необходимойчистоты),П р и м е р 4. Синтез алкиднойглифталевой смолы азеотропным методом.Соотношение олигомеризованногокубового остатка производства капролактама и растительного масла в растворе составляет 55:45 мас.Е.1 стадию синтеза (получение раствора олигомеризованного кубового остатка производства капролактама)проводят по методике примера 1. Даюлее синтез алкидной смолы проводятаналогично примеру 3, загружая в 45 реактор раствор продукта олигомеризации стадии 1 и исключая отгонку летучих соединений на стадии алкоголиза. Фильтрацию готового лака осуществляют по методике примера 1. П р.и м е р 5. Синтез алкиднойпентафталевой смолы по известномуспособу Г 17,Синтез проводится аналогично при 1меру 1 начиная со стадии переэтери фикации, только вместо раствора продукта олигомеризации стадии 1 в растительном масле в реактор загружается канифоль, которая расплавляется1219598 Таблица 1 Способ Предлагаемый Известный Известный 1 стадия. Олигомеризация кубовых остатков производства капролактама4.15-4.30 Олигомериэация при230-250 С, ч.омин 2.00-2.30 0.30-1.0 2 (125) 2.00-3,00 2-3 в реакторе при 130-150 С. После этого включается мешалка.П р и м е р б, Синтез алкидной пентафталевой смолы аэеотропным способом,Соотношение олигомеризованного кубового остатка производства канро лактама и подсолнечного масла в растворе составляет 60:40.Синтез алкидной пентафталевой смолы проводят по методике примера 1 с той разницей, что выдержку на стадии олигомеризации кубовых остатков производства капролактама прооводят при 230 С до вязкости раствора в соевом масле по ВЗ70 с. Показатели готового лака следующие; вязкость (В 3-4, 20 С) 73,0 с, содер. жание нелетучих веществ 57%, скорость высыхания до степени 3 при 80 С 1,5 ч, твердость покрытия по И0,41, остальные свойства, как у лака, полученного по примеру 2.Температурный интервал олигоме-. ризации кубовых остатков производства капролактама 230-250 С опредеСтадии получении алкидных смол Подъем температуры до230 С, ч мин Охлаждение до 100-120 Си растворение в растительном масле, ч. мин Фильтрация, количествоступеней фильтрации(микронаж фильтра, мкм) Продолжительность фильтрации Количество использованныхфильтров Итого по 1 стадии 8,45-11.00 ляется химическими реакциями, приво.дящими к получению олигомернеобходимой молекулярной массы и состава,При выдержке кубовых остатков приотемпературе ниже 230 С получаетсяпродукт с гидроксильным числом130-140 мг КОН/г и содержанием нелетучих веществ 60-653, так как приэтой температуре не вступают в реакцию содержащиеся в кубовых остаткахненасыщенные кетоны и не происходиталкоголиза эфиров низших спиртоввысшими.При проведении олигомериэациикубовых остатков при температуревыше 250 С образующиеся продуктыплохо растворяются в растительныхмаслах, а в ряде случаев нерастворимы вообще,В табл. 1 приведены сравнительные данные по продолжительности технологических процессов получения алкидных смол; в табл. 2 - рецептуры25 алкидных смол; в табл. 3 - свойствалаков и покрытий на основе синтезированных смол.(180-200"С) О. 45-1. 00 (240-250) 2.00-3.00 (250-260) 0,45-1.00 (230-240) 3 стадия. Поликонденсация. 7.00-9.00 (240-250) 5,00-700 4 стадия. Фильтрация 50,5 2.00-2.30 3-4 (1-2 ступ)1 (3 ступ) 2-3 В слое лака, нанесенном на стекло,механических примесей и сыпи нет,лак прозрачный 23.30-30.30 Стадии получении алкидных смол Продолжительность отгонкилетучих, ч. мин Продолжительность стадии,ч.мин (Т,С) Продолжительность, ч.мин(т,С) Продолжительность стадиирастворения (с охлаждением,ч.мин Количество ступеней фильтрацииИикронаж (мкм по ступеням) Продолжительность, ч, мин Количество использованных комплектов, шт (на каждой ступени) Чистота лака после фильтрации Общая продолжительностьсинтеза Продолжение табл. 1 Способ10 1219598 Таопаца 2 овмас,й в рецептуре по ару е т 18,92 28,62 75 2,41,19 аэр азий 2 еииовмй автий= О,есхий растиоЬсилол) Ф 600 52ОО 26,8 7,92 05-0,07 от васа масл Рк 8 ми остатак прокакаироли итака 078 16,16 10,7 Т а и ц а до ВЗ Зяваост 20 С, с Соцериавке векеств 2 8 53,00 529 55,0 оресте вмсмааииастепеии 3 прк 80 С,1,5 5 1Твердости доармтийп 0 ЗФ.З 0,33 03,35 0 Прочиость поирмтиатиару, и /се50 аоста пра изгибе 1 1 ойхоств с Пористоств плааии смф тво дор аповервиости 14-8 Отсут-5ствувт аказ 1231/34 Тираж 470 НИИП сное ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная АР 150/200 атор переэтеацик йаР 1 151. Пример