PL157033B3 - Sposób wytwarzania alkidowych zywic poliestrowych PL - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania alkidowych zywic poliestrowych, z kwasów dwukarboksylowych lub ich bezwodników i estrów nienasyconych kwasów tluszczowych alkoholi wielowodorotleno- wych zawierajacych co najmniej dwie wolne grupy hydroksylowe w czasteczce w dwuetapowym procesie syntezy, w którym w pierwszym etapie prowadzi sie polikondensacje w temperaturze 200-250°C do uzyskania maloczasteczkowych oligomerów zakonczonych grupami karboksy- lowymi, a w drugim etapie dodaje sie 1-10% masowych w stosunku do masy wsadu zwiazku epoksydowego zawierajacego co najmniej dwa pierscienie oksiranowe w czasteczce, po czym prowadzi sie proces ewentualnie w obecnosci katalizatora wybranego z grupy amin trzeciorze- dowych, soli amoniowych lub soli metali II grupy ukladu okresowego do momentu uzyskania liczby kwasowej =10 mg K O H /g wedlug patentu nr 149 591, znamienny tym, ze w drugim etapie w temperaturze 200-250°C po uzyskaniu liczby kwasowej powyzej 30 mg K O H /g, korzystnie 50-60 mg K O H /g, dodaje sie zwiazek epoksydowy i prowadzi proces w tej temperaturze przy ciaglym usuwaniu wody kondensacyjnej z ukladu reakcyjnego. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania alkidowych żywic poliestrowych stanowiący ulepszenie rozwiązania według patentu nr 149 591.

Sposób otrzymywania alkidowych żywic poliestrowych przedstawiony w opisie patentowym nr 149591 polega na tym, że żywice te wytwarza się z kwasów dwukarboksylowych lub ich bezwodników i estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych alkoholi wielowodorotlenowych, zawierających co najmniej dwie wolne grupy hydroksylowe w cząsteczce w procesie dwuetapowym. W pierwszym etapie prowadzi się polikondensację w temperaturze 200-250°C do uzyskania małocząsteczkowych oligomerów zakończonych grupami karboksylowymi o liczbie kwasowej 10-30 mg KOH/g. W drugim etapie, po obniżeniu temperatury do 150-210°C, do otrzymanych oligomerów dodaje się 1-10% masowych w stosunku do masy wsadu związku epoksydowego, zawierającego co najmniej dwa pierścienie oksiranowe w cząsteczce i prowadzi się reakcję addycji w obecności katalizatora wybranego z grupy amin trzeciorzędowych, soli amoniowych lub soli metali II grupy układu okresowego do momentu uzyskania liczby kwasowej =S10 mg KOH/g.

Sposób ten pozwala jednak na uzyskanie tylko połowy wiązań estrowych, możliwych do otrzymania w wyniku reakcji grup epoksydowych z końcowymi grupami karboksylowymi oligomerów, nie powodując tym samym zwiększenia stopnia rozgałęzienia cząsteczek poliestru. Ponadto, metoda ta praktycznie nie zmienia reaktywności żywicy w procesach utwardzania w warunkach otoczenia w stosunku do rozwiązań klasycznych.

Ograniczeń tych pozbawiony jest sposób wytwarzania alkidowych żywic poliestrowych według wynalazku.

Sposób według wynalazku polega na tym, że w dwuetapowym procesie wytwarzania alkidowych żywic poliestrowych z kwasów dwukarboksylowych lub ich bezwodników i estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych alkoholi wielowodorotlenowych zawierających co najmniej dwie wolne grupy hydroksylowe w cząsteczce w drugim etapie w temperaturze 200-250°C po uzyskaniu liczby kwasowej powyżej 30 mg KOH/g, korzystnie 50-60 mg KOH/g, dodaje się związek epoksydowy i prowadzi proces w tej temperaturze przy ciągłym usuwaniu wody kondensacyjnej z układu reakcyjnego.

Prowadzenie procesu sposobem według wynalazku, w warunkach umożliwiających usuwanie wody kondensacyjnej z układu reakcyjnego, zapewnia równoczesny przebieg reakcji addycji grup karboksylowych do pierścieni oksiranowych i reakcji kondensacji nowoutworzonych grup hydroksylowych z grupami karboksylowymi. W temperaturach powyżej 200°C zachodzą również reakcje

157 033 prowadzące do utworzenia wiązań eterowych w cząsteczkach poliestru. Wykorzystanie w reakcji polikondensacji utworzonych w procesie addycji grup hydroksylowych prowadzi do wzrostu stopnia rozgałęzienia cząsteczek i tym samym do zwiększenia liczby reszt nienasyconych kwasów tłuszczowych na jedną cząstkę żywicy.

Ponieważ żywice alkidowe mogą ulegać utwardzeniu w warunkach otoczenia tylko wtedy, gdy ich cząsteczki zawierają co najmniej 6 wiązań podwójnych sposób według wynalazku zapewnia odpowiedni stopień rozgałęzienia cząsteczek żywic również w przypadku stosowania do ich syntezy estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych o mniejszej ilości wiązań podwójnych w resztach acylowych takich, jak estrów pochodnych olejów półschnących, na przykład oleju rzepakowego.

Przedmiot wynalazku został bliżej objaśniony w przykładach wykonania.

Przykład I. Do reaktora o pojemności 5dm³ zaopatrzonego w mieszadło mechaniczne, termometr, nasadkę azeotropową z chłodnicą zwrotną oraz króciec do pobierania próbek wprowadzono 910 g oleju lnianego, 910 g oleju rzepakowego, 196 g gliceryny, 158 g pentaerytrytu i 0,3 g glejty ołowiawej. Mieszaninę ogrzano do temperatury 240-245°C i przez 2 godziny prowadzono w tej temperaturze reakcję alkoholizy aż do uzyskania pozytywnego wyniku z testu metanolowego. Następnie zawartość reaktora ochłodzono do temperatury 180°C i dodano 700 g bezwodnika ftalowego, 24 g bezwodnika maleinowego oraz 50 cm³ ksylenu jako czynnika azeotropującego. Po upływie około 0,5 godziny zawartość reaktora podgrzano stopniowo do temperatury 240-245°C odbierając z układu wodę za pomocą nasadki azeotropowej. Przebieg procesu kontrolowano przez pomiar lepkości umownej żywicy oraz liczby kwasowej. Po uzyskaniu liczby kwasowej 52 mg KOH/g co odpowiadało 50 cm³ odebranej wody kondensacyjnej, do reaktora wprowadzono 60 g małocząsteczkowej żywicy epoksydowej Epidian 6. Następnie w temperaturze 240-245°C usuwając w sposób ciągły wodę kondensacyjną z układu prowadzono dalej proces do momentu uzyskania lepkości umownej 191 s i liczby kwasowej 6,5 mg KOH/g. Własności otrzymanej żywicy, oznaczone według normyBN/80/6III-05, były następujące:

I stopień schnięcia III stopień schnięcia twardość powłoki elastyczność odporność na uderzenie połysk

- 2h 15 min.

- 3h 10 min.

-0,15 -2

- 50 cm -8

Przykład II.W reaktorze oraz sposobem jak w przykładzie I z tą różnicą, że zamiast 700 g dodano 695 g bezwodnika ftalowego oraz zamiast Epidianu 6 po uzyskaniu liczby kwasowej 59 mg KOH/g dodano 40 g epoksydowanego oleju rzepakowego Ergoplast ER. Otrzymano alkidową żywicę poliestrową, której własności oznaczone jak w przykładzie I były następujące:

liczba kwasowa lepkość umowna I stopień schnięcia III stopień schnięcia twardość powłoki elastyczność odporność na uderzenie połysk

7,1 mg KOH/g 185 s

2h 45 min.

3h 55 min.

0,16 cm 8

157 033

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania alkidowych żywic poliestrowych, z kwasów dwukarboksylowych lub ich bezwodników i estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych alkoholi wielowodorotlenowych zawierających co najmniej dwie wolne grupy hydroksylowe w cząsteczce w dwuetapowym procesie syntezy, w którym w pierwszym etapie prowadzi się polikondensację w temperaturze 200-250°C do uzyskania małocząsteczkowych oligomerów zakończonych grupami karboksylowymi, a w drugim etapie dodaje się 1-10% masowych w stosunku do masy wsadu związku epoksydowego zawierającego co najmniej dwa pierścienie oksiranowe w cząsteczce, po czym prowadzi się proces ewentualnie w obecności katalizatora wybranego z grupy amin trzeciorzędowych, soli amoniowych lub soli metali II grupy układu okresowego do momentu uzyskania liczby kwasowej ^10 mg KOH/g według patentu nr 149 591, znamienny tym, że w drugim etapie w temperaturze 200-250°C po uzyskaniu liczby kwasowej powyżej 30 mg KOH/g, korzystnie 50-60 mg KOH/g, dodaje się związek epoksydowy i prowadzi proces w tej temperaturze przy ciągłym usuwaniu wody kondensacyjnej z układu reakcyjnego.