Способ получения основы для олифы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБ ЕНИЯ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВУ(71) Курский политехническийКурский завод бытовой химии(56) Авторское свидетельство СМ 1666498, кл. С 09 О 115/00, 1 нститу(57) Изобретеновы для олифизводства окрасок для вн ОЛУЧЕНИЯ ОС етение о каучуко предназ ля но-ка х и нару пористых ий передМ СО М Целью изобрет ние стабильности о личение массовои основе, снижение улучшение укрывис ве. Изобр получения ных олиф,ства мас внутренни пропиток иных здан и масляно жет быть промышле красок, ие относится к получению осы, предназначенной для проиф и масляно-каучуковых тренних и наружных работ, а тносится к технологии вых и каучуково-масляначенных для производучуковых красок для жных работ, а также для поверхностей жилых и окраской их масляными ыми красками. Оно моовано в лакокрасочной ля производства олиф и ения является повышеифы при хранении, уведоли бутилкаучука в матовости покрытия и тости краски на ее осно.Я 21728274 1)5 С 09 О 123/26, С 08 С 19/04 также для пропитки пористых поверхностей, Изобретение позволяет повысить стабильность при хранении, увеличить массовую долю бутилкаучука в основе, снизить матовость покрытия и улучшить укрывистость краски на ее основе за счет того, что в способе получения основы для олифы путем окисления раствора бутилкаучука в уайт-спирите воздухом с увеличивающимся при конверсии расходом с 0,1 до 0,9 мз/мин при нагревании в присутствии катализатора раствор бутилкаучука в уайт-спирите окисляют в присутствии 0,15 - 0,5 мас,0 свинцово- марганцевого сиккатива до вязкости 20 - 40 с по В 3-4, йодного числа .11-26 г 2/100 г, гидроксильного числа 10-25 мг КОН/г и содержания карбонильных соединений 0,08 - 0,22 моль/л. 6 табл. 10-25%-ный раствор бутилкаучукэ в уайт-спирите подвергают окислению воздухом в интервале температур 85 - 100 С в присутствии 0,15 - 0,5 мас.0 свинцово-марганцевого сиккатива с увеличивающимся по мере снижения вязкости раствора расходом воздуха с 0,1 до 0,9 (мз/мин т) до конечной вязкости 20-40 с по ВЗ(20 С). Для облегчения и ускорения процесса окисления растворение бутилкаучука в уайт-спирите и его окисление совершают во времени и ведут так, чтобы максимальная вязкость раствора не превышала 180 с по ВЗ(20 С).П р и м е р ы 1-6. Предварительно приготовленный раствор бутилкаучука в уайт-спирите загружают в стеклянный реактор емкостью 650 мл, снабженный барботером для подачи воздуха, обратнымхолодильником-конденсатором с каплеотбойниками, системой для улавливания уносимых с протоком газа легколетучих паров растворителя и продуктов деструктивного окисления. Реактор помещают в масляную баню в качестве источника подвода внешнего тепла и включают механическое перемешивание, выполненное в виде рамной вешалки, По достижении 70 С подают ток воздуха с расходом 0,1 м /(мин т) и проводят загрузку катализатора (свинцово-марганцевогоо си ккати ва). Продолжая размешивание и нагрев, доводят температуру до заданного значения. Реакционная смесь приобретает светло-коричневый цвет, свидетельствующий о переходе введенного сиккатива в рабочее состояние,Стабилизируют температуру процесса и проводят контроль за изменением вязкости, По мере снижения вязкости увеличивают расход воздуха, Расход воздуха увеличивают после достижения вязкости оксидата 180 с и менее,Данные о динамике увеличения расхода воздуха по примерам приведены в таблице 1,Дополнительно было установлено, что повышать расход воздуха при вязкостях оксидата более 180 с по ВЗ(20 С) нецелесообразно, так как такое повышение приводит к увеличению длительности окисления особенно, когда используют более концентрированные растворы каучука. Такой эффект обусловлен тем, что проток газа уносит растворитель, что приводит к дополнительному концентрированию раствора СК, а следовательно, и к удлинению процесса. К тому же в сильно вязких средах повышенные расходы воздуха приводят не к увеличению поверхности контакта фаз, а наоборот, к уменьшению ее, облегчая выход малых пузырей из объема жидкой фазы в канальные проскоки и большие пузыри воздуха,При достижении вязкости оксидата 20 - 40 с по ВЗ(20 С) подачу воздуха прекращают, реакционной смеси дают охладиться, затем ее выгружают в смеситель для приготовления олифы.Загрузочные, временные и температурные характеристики процесса по примерам приведены в табл,2.Полученные оксидаты перемещают в трехгорлую колбу с механической мешалкой, добавляют уайт-спирит, свинцово-марганцевый сиккатив, полидиены и глицериновый эфир канифоли,Состав и свойства олиф, полученных по примерам 1 - 7, приведены в табл.3.П р и м е р 7. В автоклав емкостью 10 м, снабженный паровой обогревающей 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рубашкой, механической мешалкой и обратным холодильником-конденсатором загружают 4475 кг уайт-спирита и порциями по 50 - 70 кг через каждые 5 - 10 мин 1500 кг предварительно нарезанного на куски 20 х 20 мм бутилкэучука (масса каучука в загрузке 25%). Герметично закрывают загрузочный люк, включают механическое перемешивание и подают пар в обогревающую рубашку, Доводят температуру до 65 С, на что потребовалось 1 ч 12 мин. По достижении указанной температуры через загрузочный люк автоклава водят 25 кг свинцово-марганцевого сиккатива, закрывают люк, подают ток воздуха с расходом 0,8 м /мин т и продолжают нагрев до 95 С,зНа эти операции потребовалось 0,5 ч, Стабилизируют температуру на уровне 95 ч 3 С и расход воздуха на уровне 0,8 + 0,1 м /мин т и в таком режиме ведут процесс в течение 6 ч. Контроль за его ходом осуществляют путем определения вязкости и сухого остатка отбираемых через каждый час проб. Эти данные приведены в табл, По достижении вязкости 36 с по ВЗ(20 С) и расчетного значения сухого остатка подачу пара в рубашку и воздуха в оксидатор прекращают, продолжая механическое размешивание еще в течение 0,5 ч. Далее прекращают механическое рэзмешивание, полученный оксидат перекачивают в смеси- тель для приготовления олифы емкостью 70 м и оставляют в нем храниться до наборазмассы каучука 5,4 т за счет окисления последующих партий,Характеристики этих партий представлены в табл,5. Последовательность операций аналогична описанным выше,Характеристика исходного сырья; уайт-спирит ГОСТ 3134-78, полидиены, ТУ 38-103-280-80, сиккатив свинцово-марганцевый, ТУ 6-10-1351-73, эфир канифоли гл ицериновый, ОСТ 81-26-78, воздух без какой-либо дополнительной очистки. Бутилкаучук марки БКТ 229471030708 ТУ 38,003169-79, ненасыщенность, мол.% 1,6 + 0,2, вязкость по Муни при 100"С(мин) 75 й 5, содержит окрашивающий противостаритель (аминного типа). Переход к марке 1675 н приводит в указанном режиме к изменениям в составах оксидата в пределах + (5-7).После поступления в смеситель 5,4 т бутилкаучука (в виде продуктов деструктивного окисления) полученные оксидаты тщательно перемешивают, ставят на тип добавкой растворителя, вводят в рецептурном соотношении все остальные компоненты олифы МК 1, перемешивают в1728274 Таблица 1 Расход возд ха,м / мин т При- мер Вязкость в момент начала повышения расхода воздуха. с по ВЗпо истечении в емени, ч 3,0 1,50 2.0 1,25 0,75 1,О 0,50 0.25 0,90 0,90 0.900,900,90 0,900.90 . 0,900.55 0,70 0,90 0,90 0,90 0,40 0,40 0,35 0,90 0,90 0,90 О,7 О 070 0,45 0.85 0.90 0,90 0,35 0,35 0.25 0,49 0,90 0.90 о,гб 0,25 о,п 0,65 0,90 0,90 0,30 о,зо 0,21 О,З 6 0,66 0.70 0.20 о,п 0,14 г, 3 4 5 6 о,гз 0.42 0,35 0,15 013 012 пб166164П 4177180 0,90 0,90 Таблица 2 П име 25,0 4 ОО 21,5 400 14,5 4 ОО 1 О400 1 О400 10400 0,15 О,З 5 0.50 0.25 0,35 0,50 100 9 З 95 1 ОО 0,44 О,48 ОД 1 0,25 0,43 0,21 3,8,55 0,29 0,41 2,37 0,35 3,50 2,44 0,66 г,п 1,33 0,54 15,2 8,1 5,25 1,75 2,0 2,25 Зт26,2 40 гг,о 750 55 течение 1 ч и отбирают пробу на выходной анализ (в лабораторию).В качестве катализатора используют марганец-свинцовые плавленые промЬшленнйе сиккативы с содержанием метал- ло 1 В в соответствии СТУ 205 РСФСР 11-570-83.Конкретные примеры проведения процесса и свойств основы при использовании различных типов свинцово-марганцевых сиккативов представлены в табл.б. Формула изобретения Способ получения основы для олифыпутем окисления раствора каучука в уайтХарактеристика загрузки и процесса деструктивного окисленияКонцентрация каучука в исходном растворе, мас.Масса загрузки. гМассовая доля свинцово-марганцевого сиккатива в загрузке, мас. фТемпература стационарного периода процесса. фСВремя выхода на стационарный период процесса(с момента ввода катализатора), ч Длительность процесса до момента повышения расхода воздуха, чДлительность периода повышения расхода воздуха от нижнего значения к верхнему, ч Суммарная длительность стационарного периода, чКонечная вязкость оксидата бутилкаучука, с по ВЗ(20 С)С хой остаток пол ченного оксида, ь спирите воздухом с увеличивающимся по конверсии расходом с О,:1 до 0,9 м /мин при нагревании в присутствии катализатора, о тл ичающийся тем,что,сцельюповыше ния стабильности олифы при хранении, увеличения массовой доли бутилкаучукав основе, снижения матовости покрытия и улучшения укрывистости краски на ее основе, раствор бутилкаучука в уайт-спирите 10 окисляют в присутствии 0,15 - 0,5 мас %свинцово-марганцевого сиккатива до вязкости 20 - 40 с по В 3-4, йодного числа 11-26 г 12/100 г, гидроксильного числа 10 - 25 мг КОН/г и содержания карбонильных соеди нений 0,08-0,22 моль/л.1728274 Таблица Пример Характеристика олифы ипокрытий на ее основе Известный 1 2 3 4 5 6 7способ 12,726 Вязкость олифы, с по ВЗСухой остаток,.мас.Ф 32,8 24 23 24 22 23 22 24 1 сут 1 мес 2 мес 600 600 600 700 Цвет по иодометрической шкале 800 700 700 700 0,15 0,15 0 15 0 15 0 15 0 15 Твердость пленки по маятниковому прибору, условные единицы 0,15 0,15 Время высыхания красной краскипо ТУ 295 РСФСР 11,514-83, ч 24Нитеобразование при нанесениина подложку 10 1 1 9 8 8 7 14 Имеет место Отсутствует Пониженная Аналогична масляным краскамМенее 2 13 7 9 11 9 6 8 Матовость по ФБ,%Укрывистость краски, г/м 110 110 10 1 140 голубойжелтой 110 120 110 170 - 160 160 190 Таблица 4 Массовая доля бутилкаучука волифе, мас.ь Время высыхания пленки олифыдо степени 3 при температуре20 С, ч Стабильность олифы при хранении, выраженная черезградиент массовой доли сухого остатка по высоте слоя,появляющийся по истечении градиент вязкости по высоте слоя, появляющийся по истечении1 сут1 мес2 мес Растекаемость наносимой кистьюкраски по подложке 8,04 58,3 27,4 8,1 8,4 8,0 27,1 22,3 21,8 27,5 27,9 27,2 19,3 24,1 8,06 31,2 33,7 24,1 39,4 44,2 27,11728274 сооосчо сч о с сч мс 31 счсчо) О р. ИО сГ 1- ССОООЛсч сч О 1 Ш су ооСО с еО ГТ СЛ СЧ О о с Ф Б 5 М Ф а о а Щ Т о 5 :т о 5 Т Ф с о 5 У о о:Г о т о 5 Т Ф й О. о щ х о л Т сс о. Я Я о т со о5 5 л о о л Я Ф о о 1 1 Оо - 5 О ОХ щдй л аао а Щс о Т Т Ф Ф а СО 1 щ о 1 О й 1- Т И й оа с Я Ф Ф о с а Щ5щ ооо щ Ф о Ф 12Е 5о с о Щ а 5 щ ФО аоа 5 5 Б от 5Ф М ОСФ Ф О 5 ТФТ 63 с а ао5 Т щ аоФ 5 Ос-т Й сьсС, сО СЭ Юа Срсл1о со - дсч о о Т л с Ф 1 5 с о 5 Ы о12 1728274 Таблица 6 Пример 1. 3 Используемый сиккатив 2;1 0,175 0,25 13,5450 13,5450 100 100 0,57 0,54 0,49 0,53 0,47 0,51 0,7 0,84 1,5 3,1 3,4 4,1 2,1 1,0 6,7 6,0 20 22 34 21 26 28 13,9 14,0 11,2 33,1 39,2 24 550 650 700 550 550 0,15 0,15 Оэ 15 0,15 0,15 0,15 24 Отсутствует Оониженная Умеренная ма- товость Сильная матовость 10 2 5 11 0 110 120 7011 О 130 160 желтой Характеристика процесса исвойств получаемого пленкообразующего Соотношение марганца и свинца всиккативе г-атом/г-атом Массовая доля свинцовомарганцевогосиккатива в загрузке Концентрация каучука в исходнойзагрузке, мас.ьМасса исходной загрузки, г Температура стационарного периодаопроцесса, С Время выхода на стационарный периодпроцесса (с момента ввода сиккатива), ч Длительность процесса до моментаповышения расхода воздуха, ч Длительность периода повышения расхода воздуха от нижнего значения кверхнему, ч Суммарная длительность стационар"ного периода; ч Конечная вязкость оксилата бутилкаучука, с по ВЗ(20 фС) Сухой остаток полученного оксидата, мас.1 Бутилкаучуковая олифа: массовая доля бутилкачука в олифе, мас.а Вязкость олифы, с по ВЗ(20 С)а Сухой остаток, мас.2 Время высыхания пленки олифы достепени 3 при температуре 20 С, ч Стабильность олифы при хранении,выраженная через градиент массовой доли сухого остатка по высоте слоя, появляющейся по истечении1 сут1 мес2 мес градиент вязкости по высотеслоя, появляющийся по истечении1 сут1 мес2 мес Цвет по иодометрической шкале Твердость пленки по маятниковому прибору, усл.ед. Бутилкаучуковая краска красная поТУ 205 РСФСР 11.514-83 Время высыхания до степени 3, ч Нитеобразование за кистью при нанесении на подложку Наслянистость и растекаемость наносимой кистью краски по подложке Внешний вид высохшей краски Матовость по БФ, Ж з Укрывистость краски, г/м голубой. 64 п По авт.св. Ол 1669958 1,1.:1 10:1 5:1 3:1 0,5 0,175 0,175 0,175 13 5 13 в 5 13 э 5 13 л 5450 450 450 450 100 100 100 100 2 9 1 6 1 в 75 1 л 9 8,5 3,4 3,6 3,5 14,6 13,6 13,7 13,7 11,6 11,0 11,0 11,1 37,3 26,1 25,5 27,440,5 38,5 38,5 39,0 24 24 24 24 1 О 24 8 8 Аналогична масляным краскамСлабая средняя 11,1 31,3 38,9 Стеаратмарганца