CS195782B1 - Method of producing alkyde resins - Google Patents

Method of producing alkyde resins Download PDF

Info

Publication number
CS195782B1
CS195782B1 CS535678A CS535678A CS195782B1 CS 195782 B1 CS195782 B1 CS 195782B1 CS 535678 A CS535678 A CS 535678A CS 535678 A CS535678 A CS 535678A CS 195782 B1 CS195782 B1 CS 195782B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
cooled
reaction
oil
hours
molar ratio
Prior art date
Application number
CS535678A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jaroslav Kitzler
Karel Hajek
Vladislav Macku
Antonin Rada
Frantisek Kadlecek
Renata Sterbova
Miroslav Hanzlik
Jaroslav Novotny
Richard Jahnel
Original Assignee
Jaroslav Kitzler
Karel Hajek
Vladislav Macku
Antonin Rada
Frantisek Kadlecek
Renata Sterbova
Miroslav Hanzlik
Jaroslav Novotny
Richard Jahnel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jaroslav Kitzler, Karel Hajek, Vladislav Macku, Antonin Rada, Frantisek Kadlecek, Renata Sterbova, Miroslav Hanzlik, Jaroslav Novotny, Richard Jahnel filed Critical Jaroslav Kitzler
Priority to CS535678A priority Critical patent/CS195782B1/en
Publication of CS195782B1 publication Critical patent/CS195782B1/en

Links

Landscapes

  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu přípravy alkydových pryskyřic, vhodných zejména jako pojivo pro základní nátěrové hmoty, přetíratelných syntetickými i nitrocelulózovými emaily.The invention relates to a process for the preparation of alkyd resins, particularly suitable as binders for primers, which can be overcoated with both synthetic and nitrocellulose enamels.

Alkydové pryskyřice tvoří v souěasné době velmi rozsáhlou skupinu lakařských pojiv. Vedle typů s velmi univerzálním použitím jsou ze strany výrobců nátěrových hmot kladeny na některé druhy často i velmi speciální požadavky. Tak pro základní nátěrové hmoty je použitelný jen takový typ alkydu, který je po zaschnutí odolný vůči alifatickým, aromatickým i kyslíkatým rozpouštědlům, protože na základní nátěr jsou nanášeny další vrstvy ze syntetických nebo nitrocelulózových nátěrových hmot obsahujících uváděná rozpouštědla. Obvyklé typy lněných nebo sójových alkydů jsou pro tyto účely nevhodné. Nátěry z nich neoddávají aromatickým a kyslíkatým rozpouštědlům, zejména esterům, rozruší se a způsobují vady nátěrů (zvedání, vrásnění, struktura hadí kůže). Proto jsou dosud pro tento účel používány alkydy obsahující vedle lněného oleje vyšší podíl dřevného oleje, který obsahuje konjugované mastné kyseliny, takže nátěr má po zaschnutí vyšší hustotu síťování. Známá je i modifikace Iněno-dřevných alkydů fenolickými či alkylrezo2 lovými pryskyřicemi, které dále snižují napadnutelnost rozpouštědly. Použití obou složek má však svoje nevýhody a omezení. Celosvětově je pociťován nedostatek dřevného oleje. Z něho připravené alkydy mají právě díky konjugovaným mastným kyselinám vyšší sklon k želatinaci při výrobě 1 při skladování stejně jako k silnému škraloupování.Alkyd resins currently constitute a very large group of lacquer binders. In addition to types with a very versatile use, paint manufacturers often place very special requirements on certain types. Thus, only the type of alkyd that is resistant to aliphatic, aromatic and oxygenated solvents after drying is applicable to the primer, since additional layers of synthetic or nitrocellulose coating compositions containing said solvents are applied to the primer. Conventional types of flax or soy alkyd are unsuitable for this purpose. The paints do not give off aromatic and oxygenated solvents, especially esters, they break up and cause paint defects (lifting, wrinkling, snake skin structure). Therefore, alkyds containing a higher proportion of wood oil, which contains conjugated fatty acids, have been used for this purpose so that the coating has a higher crosslinking density after drying. Modifications of inorganic-wood alkyds with phenolic or alkyl resol resins are also known which further reduce solvent attack. However, the use of both components has disadvantages and limitations. There is a shortage of wood oil worldwide. Due to the conjugated fatty acids, the alkyds prepared therefrom have a higher tendency to gelatinize in production 1 during storage as well as to be highly cruel.

Uvedené nedostatky řeší vynález, podle něhož je možno připravit alkydy pro základní nátěrové hmoty bez použití dřevného oleje, a to reakcí rostlinných olejů, polyolů a karboxylových kyselin ve dvou stupních. Podstata vynálezu spočívá v tom, že v prvém stupni se nechá reagovat v inertní atmosféře při teplotě 235 až 260 °C a po dobu 1 až 3 hodin lněný olej o jodovém čísle nejméně 178 g J/100 g s pentaerytritem v molárním poměru 0,20 až 0,45 za katalýzy 40 až 250 g kysličníku olovnatého a/nebo vápenatého, vztaženo na 1 kgmol oleje.These disadvantages are solved by the invention according to which alkyds can be prepared for primers without the use of wood oil by reacting vegetable oils, polyols and carboxylic acids in two stages. SUMMARY OF THE INVENTION In the first step, it is reacted in an inert atmosphere at a temperature of 235 DEG to 260 DEG C. and for 1 to 3 hours with an iodine value of at least 178 g J / 100 g with pentaerythritol in a molar ratio of 0.20 to 260. 0.45 with catalysis of 40 to 250 g of lead and / or calcium oxide based on 1 kgmol of oil.

Reakční směs se potom ochladí na 160 až 200 °C a takto získané parciální estery se ve druhém stupni podrobí v prostředí inertního plynu nebo azeotropického rozpouštědla za postupného zvyšování reakční teploty nejvýše do 260 °C polyesterifikaci až do poklesu čísla kyselosti pod 15 mg KOH/g s ftalanhydridem a kyselinou benzoovou v molár195782 ním poměru 1,5 až 2,5 a v takovém množství, aby výchozí poměr hydroxylových a karboxylových ekvivalentů byl 1,1 až 1,3. Výsledný produkt se nakonec ochladí a případně rozpustí v aromatických rozpouštědlech, nejlépe v xylenu, a/nebo v lakovém benzinu, případně ve směsi s kyslíkatými rozpouštědly na 40 až 90% roztok.The reaction mixture is then cooled to 160 to 200 ° C and the partial esters thus obtained are subjected to a second step in an inert gas or azeotropic solvent medium, gradually increasing the reaction temperature to not more than 260 ° C, until the acid number falls below 15 mg KOH / gs. phthalic anhydride and benzoic acid in a molar ratio of 1.5 to 2.5 and in an amount such that the starting ratio of hydroxyl to carboxylic equivalents is 1.1 to 1.3. The resulting product is finally cooled and optionally dissolved in aromatic solvents, preferably xylene, and / or white spirit, optionally mixed with oxygenated solvents to a 40-90% solution.

Připravený alkyl slouží jako pojivo pro nátěrové hmoty, zejména pro přípravu základních nátěrových hmot. Z nich připravené nátěry velmi rychle zasychají a jsou přetíratelné a přestříkatelné další vrstvou syntetických nebo nitrocelulózových nátěrových hmot. Zcela se tak odstraňuje nutnost používat pro syntézu alkydů dřevného oleje, jehož je celosvětový nedostatek.The prepared alkyl serves as a binder for paints, especially for the preparation of primers. The prepared coatings dry very quickly and are recoatable and overcoated with another layer of synthetic or nitrocellulose paints. This completely eliminates the need to use wood oil, which is a worldwide scarcity, for the synthesis of alkyds.

Základní surovinou je lněný olej, u něhož je důležité, by jeho nenasycenost vyjádřená jako jódové číslo nepoklesla pod 178 g J/100 g. Tato podmínka spolu s dalšími zajišťuje tvorbu sítě o dostatečné hustotě. Ostatní podmínky kladené na lněný olej jsou stejně jako pro všechny jiné typy alkydů. Další surovinou je pentaerytrit, což je technická směs mono-, di- a tripentaerytrltu s minimálním obsahem 94 % hmot. monopentaerytritu.The basic raw material is linseed oil, for which it is important that its unsaturation, expressed as an iodine value, would not fall below 178 g J / 100 g. This condition, together with others, ensures the formation of a mesh of sufficient density. The other conditions imposed on linseed oil are the same as for all other types of alkyds. Another raw material is pentaerythritite, which is a technical mixture of mono-, di- and tripentaerythrite with a minimum content of 94% by weight. monopentaerythritol.

Jako karboxylových kysejin je používáno ftalanhydridu a kyseliny benzoové. Je možno použít jak kyseliny benzoové, připravované dekarboxylací kyseliny fialové, tak i kyseliny připravované kontaktním způsobem.Phthalic anhydride and benzoic acid are used as carboxylic acids. Both benzoic acids prepared by decarboxylation of phthalic acid and acids prepared by contacting may be used.

Alkydy se podle vynálezu připravují takto:The alkyds according to the invention are prepared as follows:

Do reaktoru se předloží lněný olej a za intenzivního míchání se při teplotě 20 až 60 st. Celsia přidá pentaerytrit a katalyzátor. Potom se reakční směs za uvádění inertního plynu vyhřeje během 2 až 4 hodin na 240 až 260 °C a nechá se proběhnout alkoholýza. Průběh lze sledovat buď podle mísitelnosti s metanolem, s výhodou podle změn elektrické vodivosti. Ukončí se po dosažení optima (mísitelnost s metanolem je min. 2,5:1). Alkoholýza je ukončena za 1 až 3 hodiny od vyhřátí na 240 až 260 °C. Směs se potom ochladí na 160 až 200 °C a za míchání se přidají kyselina benzoová a ftalanhydrid (nebo jejich deriváty). Další postup je potom závislý na zařízení nad reaktorem. Při tavicím postupu se reaktor uzavře a mírným proudem inertního plynu (dusíku, CO2, spalných plynů) se odvádí páry reakcí uvolňované reakční vody. Při azeotropním postupu se přidá 2 až 3 % hmot. (vztaženo na násadu) azeotropního rozpouštědla, např. xylenu, a voda se oddestilovává jako azeotrop. V obou případech se teplota postupně zvyšuje, nejvýše do 260 °C, obvyklé rozmezí je 240 až 260 °C. Polyesterifikace se ukončí při poklesu čísla kyselosti pod 15 mg KOH/g. Produkt se ochladí a vypustí do obalu, nebo se po ochlazení na 130 až 170 st. Celsia naředí aromatickými rozpouštědyl, lakovým benzinem, případně jejich směsí s kyslíkatými rozpouštědly, zejména ketony, estery a alkoholy, na 40- až 90% roztok.Flaxseed oil was charged to the reactor and stirred at 20-60 ° C with vigorous stirring. Pentaerythritol and the catalyst are added. The reaction mixture is then heated to 240 DEG-260 DEG C. for 2 to 4 hours while introducing the inert gas, and the alcoholysis is allowed to proceed. The course can be monitored either by miscibility with methanol, preferably by changes in electrical conductivity. It stops when the optimum is reached (miscibility with methanol is at least 2.5: 1). The alcoholysis is completed within 1 to 3 hours of heating to 240 to 260 ° C. The mixture is then cooled to 160-200 ° C and benzoic acid and phthalic anhydride (or derivatives thereof) are added with stirring. The further procedure is then dependent on the equipment above the reactor. In the melting process, the reactor is sealed and a small stream of inert gas (nitrogen, CO 2, combustion gases) is discharged by the reaction water evolution. In the azeotropic process, 2 to 3 wt. (based on feed) of an azeotropic solvent such as xylene, and water is distilled off as an azeotrope. In both cases, the temperature is gradually raised, up to a maximum of 260 ° C, the usual range being 240 to 260 ° C. Polyesterification was terminated when the acid number fell below 15 mg KOH / g. The product is cooled and discharged into a container, or after cooling to 130-170 ° C. Celsius is diluted to 40-90% with aromatic solvents, white spirit, or mixtures thereof with oxygenated solvents, in particular ketones, esters and alcohols.

I když hlavní oblastí použití je příprava základních nátěrových hmot, mohou sloužit samostatně nebo při kombinaci s dalšími typy alkydů i jako pojivo na vzduchu zasychajících emailů, při kombinaci s aminopryskyřicemi pro přlsoušecí a kysele vytvrzované nátěrové hmoty.Although the main field of application is the preparation of primers, they can serve alone or in combination with other types of alkyds as a binder for air-drying enamels, when combined with amino resins for coatings and acid cured coatings.

PřikladlHe did

Do reakční baňky opatřené míchadlem, teploměrem a azeotropním nástavcem se předloží 1172 g (1,33 gmoluj lněného oleje o jódovém čísle 184 g J/100 g a za míchání se přidá 424 g (3,03 gmolu) pentaerytritu a 0,15 g kysličníku olovnatého (112 g/kgmol oleje). Za uvádění dusíku se obsah baňky vyhřeje na 245 °C a po dosažení této teploty se odebere první vzorek, další potom v 15minutových intervalech. Alkoholýza se ukončí při dosažení maximální ředitelnostl metanolem, což za uvedených podmínek trvá 2 h. Ochladí se na 170 °C a přidá se 204 g kyseliny benzoové (1,67 gmolu) a 616 g ftalanhydridu (4,17 gmolu). Poměr hydroxylových a karboxylových ekvivalentů je 1,15 a molární poměr anhydridu a monokarboxylové kyseliny 2,5. Přidá se 100 g xylenu a teplota se postupně zvýší na 260 °C za stálého odvodu reakční vody ve formě azeotropu s xylenem. Konverze se sleduje podle čísla kyselosti a polyesterifikace se ukončí při čísle kyselosti pod 15 mg KOH/g. Ochladí se na 130 °C a naředí se směsí lakový benzin — xylen 1:1 hmot. dílu na 60% roztok. Získaný produkt má konzistencí 60 s (poh. č. 4 ČSN 673013) a barvu 6 mg J. Po sikativaci (0,04 % Co + 0,50 % Pb + 0,13 % Ca) zasychá do stadia A za 30 minut a do stadia B5 za 10 h (ČSN 673053). Z něho připravené základní nátěrová hmota zasychá do stadia A za 15 minut, do stadia B5 za 2 h. Po 2 h je přetírátelná a přestříkatelná syntetickými emaily a za 24 h nitrocelulózovým emailem.To a reaction flask equipped with a stirrer, a thermometer and an azeotrope was charged 1172 g (1.33 g of molybdenum oil with an iodine number of 184 g J / 100 g) and with stirring 424 g (3.03 gmol) of pentaerythritol and 0.15 g of lead oxide (112 g / kgmol of oil) Under nitrogen, heat the contents of the flask to 245 ° C, at which point the first sample is taken, followed by 15 min intervals. Cool to 170 ° C and add 204 g of benzoic acid (1.67 gmol) and 616 g of phthalic anhydride (4.17 gmol) with a ratio of hydroxyl to carboxylic equivalents of 1.15 and a molar ratio of anhydride to monocarboxylic acid of 2, 5. Add 100 g of xylene and gradually raise the temperature to 260 ° C with constant removal of the reaction water in the form of azeotrope with xylene. It is cooled to 130 ° C and diluted with a 1: 1 wt.% naphtha - xylene mixture. 60% solution. The product obtained has a consistency of 60 s (volume no. 4 ČSN 673013) and a color of 6 mg J. to stage B5 in 10 h (ČSN 673053). The prepared primer dries to stage A in 15 minutes, to stage B5 in 2 hours. After 2 hours it is recoatable and can be overcoated with synthetic enamels and in 24 hours with nitrocellulose enamel.

Příklad 2Example 2

Do reakční baňky opatřené míchadlem, teploměrem a chladičem se předloží 639 g lněného oleje (0,73 gmolu) o jódovém čísle 178 g J/100 g, vyhřeje se na 100 °C a za míchání se přidá 476 g pentaerytritu a 0,06 gramů CaO a 0,06 g Pb (100 g CaO a 100 g PbO na 1 kgmol oleje). Za uvádění dusíku se obsah baňky vyhřeje na 250 °C a po dosažení maximální hodnoty elektrické vodivosti, což za uvedených podmínek trvá 2,5 hodiny, se směs chladí na 170 °C. Přidá se 305 g kyseliny benzoové, reakční směs se za uvádění dusíku vyhřeje na 230 °C a udržuje se do poklesu čísla kyselosti pod 30 mg KOH/g. Pak se obsah ochladí na 180 °C a přidá se 555 g ftalanhydridu a postupně se vyhřeje na 240 °C za odvádění reakční vo195782 dy proudem dusíku. Reakce se ukončí při poklesu čísla kyselosti pod 15 mg KOH/g. Ochladí se a naředí směsí lakový benzin:xylen:metanol 1:8:1 na 85% roztok. Získaný produkt má konzistenci 175 s (poh. č. 4 ČSN 673013) a barvu 100 mg J. Po sikativaci (0,04 hmot. % Co jako kovu na stěnu) zasyB ‘chá do stadia A za 20 minut a do stadia B5 za 6 hodin (ČSN 673 053). Z něho připravená základní nátěrová hmota zasychá do stadia A za 15 minut, do stadia B5 za 2 hodiny. Za 1,5 h je přetíratelná syntetickými emaily a za 24 hodin nitroemailem.To a reaction flask equipped with a stirrer, thermometer, and condenser was charged 639 g of linseed oil (0.73 gmol) having an iodine number of 178 g J / 100 g, heated to 100 ° C and 476 g of pentaerythritol and 0.06 grams were added with stirring. CaO and 0.06 g Pb (100 g CaO and 100 g PbO per kgmol of oil). The contents of the flask were heated to 250 ° C while nitrogen was passed and the mixture was cooled to 170 ° C after reaching the maximum electrical conductivity of 2.5 hours under these conditions. 305 g of benzoic acid are added, and the reaction mixture is heated to 230 ° C under nitrogen and maintained to an acid number below 30 mg KOH / g. The contents were then cooled to 180 ° C and 555 g of phthalic anhydride was added and gradually heated to 240 ° C while evacuating the reaction water through a stream of nitrogen. The reaction was terminated when the acid number fell below 15 mg KOH / g. Cool and dilute with a 1: 8: 1 white spirit: xylene: methanol mixture to a 85% solution. The product obtained has a consistency of 175 s (no. 4 ČSN 673013) and a color of 100 mg J. After siccativation (0.04 wt% Co as a metal on the wall) it dries to stage A in 20 minutes and to stage B5 in 6 hours (ČSN 673 053). The prepared primer dries to Stage A in 15 minutes and Stage B5 in 2 hours. In 1.5 hours it is recoatable with synthetic enamels and in 24 hours with nitroemail.

Claims (1)

PREDMETSUBJECT Způsob výroby alkydových pryskyřic vhodných zejména jako pojivo základních nátěrových hmot reakcí rostlinných olejů, polyolů a karboxylových kyselin ve dvou stupních, vyznačený tím, že v prvém stupni se nechá reagovat v inertní atmosféře při teplotě 235 až 260 °C a po dobu 1 až 3 hodin lněný olej o jódovém čísle nejméně 178 g J/100 g s pentaerytritem v molárním poměru 0,20 až 0,45 za katalýzy 40 až 250 g kysličníku olovnatého a/nebo vápenatého, vztaženo na 1 kgmol oleje, a reakční směs se potom ochladí na 160 až 200 °C a takto získané parciální estery se ve druhém stupni poynAlezu drobí v prostředí inertního plynu nebo azeotropického rozpouštědla za postupného zvyšování reakční teploty nejvýše do 260 °C až do poklesu čísla kyselosti pod 15 mg KOH/g polyesterifikaci s ftalanhydridem a kyselinou benzoovou v molárním poměru 1,5 až 2,5 a v takovém množství, aby výchozí poměr hydroxylových a karboxylových ekvivalentů byl 1,1 až 1,3, načež se výsledný produkt ochladí a případně rozpustí v aromatických rozpouštědlech, nejlépe v xylenu a/nebo v lakovém benzinu, případně ve směsi s kyslíkatými rozpouštědly, na 40 až 90% roztok.Process for preparing alkyd resins suitable in particular as a binder for primers by the reaction of vegetable oils, polyols and carboxylic acids in two steps, characterized in that in the first step it is reacted in an inert atmosphere at a temperature of 235 to 260 ° C and for 1 to 3 hours Linseed oil with an iodine value of at least 178 g J / 100 g with pentaerythritol in a molar ratio of 0,20 to 0,45 with a catalysis of 40 to 250 g of lead and / or calcium oxide based on 1 kgmol of oil and the reaction mixture is then cooled to 160 g up to 200 ° C, and the partial esters thus obtained are broken down in an inert gas or azeotropic solvent medium in a second stage of the synthesis, gradually increasing the reaction temperature to not more than 260 ° C until the acid number falls below 15 mg KOH / g by polyesterification with phthalic anhydride and benzoic acid. a molar ratio of 1.5 to 2.5 and in an amount such that the starting ratio of hydroxyl to carboxyl The resulting product was cooled and optionally dissolved in aromatic solvents, preferably xylene and / or white spirit, optionally mixed with oxygenated solvents, to a 40-90% solution.
CS535678A 1978-08-17 1978-08-17 Method of producing alkyde resins CS195782B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS535678A CS195782B1 (en) 1978-08-17 1978-08-17 Method of producing alkyde resins

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS535678A CS195782B1 (en) 1978-08-17 1978-08-17 Method of producing alkyde resins

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS195782B1 true CS195782B1 (en) 1980-02-29

Family

ID=5398312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS535678A CS195782B1 (en) 1978-08-17 1978-08-17 Method of producing alkyde resins

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS195782B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3442835A (en) Water-dispersible polyalkylene glycol modified drying oil alkyd
US2275843A (en) Condensation product and method
US2627508A (en) Long oil alkyd resins
US2469371A (en) Process of reacting glyceride oils
US2360393A (en) Alcoholysis catalysts
JPWO2001062823A1 (en) Alkyd resin manufacturing method
US2870102A (en) Resin derived from polyhydric alcohol, fatty oil, benzene tribasic acid and certain glycols
CS195782B1 (en) Method of producing alkyde resins
EP3708622B1 (en) Modified fatty acid for alkyd resins
US2960485A (en) Alkyd resin from phthalic acid a tribasic acid
US2476891A (en) Mtxed esters of polyhydric alcohols
US4251406A (en) Water-borne alkyds
US2206171A (en) Unsaturated acid glycol resin complex and process of making same
US2954354A (en) Method of preparing alkyd resin from isophthalic acid
US4105607A (en) Modified air-drying alkyd resins
US3226348A (en) Novel alkyd resins modified with tris-(hydroxymethyl)aminomethane
US2146671A (en) Adduct resin compositions and process of making same
US4294736A (en) Accelerated process for making nonlinear polyesters
US2563872A (en) Unsaturated monohydric phenolic ether-modified rosin esters and process of making same
US5269839A (en) Process for producing alkyd resins
CS220019B1 (en) Modified alkyd resins and process for their preparation
US2345358A (en) Catalytic process of dehydrating
US2381885A (en) Mixed esters
US2381887A (en) Mixed esters
CS227510B1 (en) Modified alkyd resins and method of preparing same