Спосіб одержання алкідних смол

Винахід відноситься до способу одержування алкідних смол із використанням відходів поліетилентерефталату, які знаходять застосування у лакофарбовій промисловості. Відомий спосіб одержування алкідних смол переетерифікацією відходів поліетилентерефталату (ПЕТФ) сполуками, які містять гідроксил при нагріванні із наступною взаємодією одержаного продукту із фтальовим ангідрідом. В якості сполук, які містять гідроксил використовують продукт алкоголізу рослинного масла і багатоатомного спирту [Авт. св - во СРСР №622824, 1976 р.]. Недоліками способу є великий розхід дефіцитних рослинних масел, використання технічно важко доступного фтальового ангідриду, складність технології обумовленою багатостадійністю процесу. Загальна ознака із об'єктом що заявляється - використання отходів ПЕТФ. Відомий також спосіб одержування алкідних смол (принятий як прототип) шляхом переетерифікації відходів поліетилентерефталату сполуками, які містять гідроксил, в якості яких використовують алкідну смолу із гідроксильним числом 122,7 - 147,6 мг КОН/г [Авт. св-во СРСР №994490, 1980 р.]. Алкідну смолу одержують взаємодією рослинних масел, гліцерину і фтальового ангідриду при їх співвідношенні (32,0 -36,0): (9,2 - 17,9) :(10,7 - 22,5) мас.ч. Процес здійснюють у такий спосіб. У реактор загружають 2,800 кг соняшникової олії, 0,400 кг тунгового масла, 1,750кг гліцерину і піднімають температуру до 200° С Додають 1,6 г свинцю й продовжують нагрівати до 245-250°С протягом 45 - 60 хвилин. Контроль реакції алкоголізу здійснюють по розчинності наважки продуктів алкоголізу в етиловому спирті (співвідношення 1 : 10). Далі реакційну масу охолоджують до 180 - 190°С і додають 2,250кг фтальового ангідриду. Після чого у водовідділювач завантажують ксилол (1-3 %) від реакційної маси так щоб частина його перейшла до реактору для утворення реакційної суміші із водою, нагрівають до 200 - 220°С й проводять цоліетерифікацію протягом години. Потім суміш охолоджують до 190°С 30 - 40 хвилин до кислотного числа 5-9мгКОН/г. Загальна тривалість синтезу смоли становить 4,0 - 4,5 годин. Після закінчення синтезу алкідної смоли, реакційну массу охолоджують до 190°С й загружають 2,400 кг ПЕТФ. Потім піднімають температуру до 240-250°С і проводять переетерифікацію протягом години. Реакційну масу охолоджують до 190°С, додають 0,390кг фтальового ангідриду і витримують протягом 30 - 40 хвилин до кіслотного числа 5 - 9мг КОН/г. Загальна тривалість синтезу 4,0 - 4,5 годин. Після закінчення синтезу реакційну масу охолоджують до 180°Сй зливають у змішувач, де готують 5256%-ний розчин у ксилолі. В'язкість розчину смоли по ВЗ - 4 при 20°С 60 - 80 с. Вадою цього способу є складність технології, яка обумовлена багатостадійністю процесу (алкоголіз рослинного масла, одержання алкідної смоли, одержання фтальового ангідриду), великий матеріальний індекс (~ 3кг сировини на 1кг ПЕТФ) та використання рослинних масел. Загальна ознака із об'єктом що заявляється - використання вторинного ПЕТФ. Завданням винаходу є спрощення процесу одержання алкідних смол на основі вторинного поліетилентерефталату, зниження матеріальних витрат, виключення використання рослинних масел та фтальового ангідриду. Поставлене завдання вирішується способом, відповідно з яким переетерифікацію вторинного полізтилентерефталату (ПЕТФ) проводять триметилолпропаном (ТМП), пентаеритритом (ПЕ) або гліцерином (ГЛ) при нагріванні у присутності каталізатора переетерифікації, наприклад соди, ацетату цинку, оксиду свинцю із наступною етерифікацією одержаного продукту жирними кислотами талового масла (ЖКТМ) або дистильованим таловим маслом (ДТМ). Переетерифікацію ведуть при співвідношенні вторинний поліетилентерефталат : поліол равному 1 : (0,3 - 0,4) при температурі 220 - 260°С у присутності каталізатору в кількості 0,25- 0,35 % від маси компонентів, які загружаються на переетерифікацію. Етерифікацію одержаного продукту ведуть при температурі 200- 230°С протягом 3-8 годин. Контроль процесу здійснюють по кислотному числу, яке не повинне бути вище 10мг КОН/г. Пропонуємий спосіб одержання алкідних смол шляхом переробки відходів ПЕТФ більш простий технологічно, менш матеріалоємний, дозволяє виключити застосуваня рослинних масел і фтальового ангідриду. Розчин одержаних алкідних смол в етилцелосольві або суміші уайт-спіриту з ксилолом у співвідношенні 1 : 1 використовують для виготовлення лакофарбових матеріалів таких як грунти, шпаклівки, емалі, для машино-, вагоно-, автомобіле-будування, в хімічній промисловості та в інших галузях, де від покриття потрібна висока стійкість до дії атмосферних умов, водита хімічних реагентів. Рецептури алкідних смол і лаків на їх основі наведені в таблицях 1,2,3, властивості лакових покритів наведені у таблиці 4. Таблиця 1 Алкідна смола і лак * на її основі із використанням триметилолпропану Поліетилентереф талат мас.ч. Триметилолпропа н, мас. ч. Сода, мас.ч. Ацетат цинку, % Оксид свинцю, % ЖКТМ, мас.ч. ДТМ, мас.ч. 1 смола 1,2 0,3 0,00375 0,33 лак ГУ смол а 1,7 0,4 0,007 35 1,33 лак 3 смола 1,2 0,3 0,0045 0,33 лак 4 смола 1,7 0,4 0,00735 1,33 Лак Жирність, % Розчинник, мас.ч. Сухий залишок,% 50 50 50 1,8 50 3,2 50 50 1,8 50 3,2 50 Таблиця 2 Алкідна смола і лак * на її основі із використанням пентаеритриту Поліетилентереф талат мас.ч. Пентаеритрит, мас. ч. Сода, мас.ч. Ацетат цинку, % Оксид свинцю, % ЖКТМ, мас.ч. ДТМ, мас.ч. Жирність, % Розчинник, мас.ч. Сухий залишок,% 1 смола 1,2 0,3 0,00375 0,33 50 лак 2 смол а 1,7 0,4 0,00735 1,33 50 1,8 50 лак 3 смола 1,2 0,3 0,0045 0,33 50 3,2 50 лак 4 смола 1,7 0,4 0,00735 лак 1,33 50 1,8 50 3,2 50 Таблиця 3 Алкідна смола і лак* на її основі із використанням гліцерину Поліетилентереф талат мас.ч. Триметилолпропа н, мас. ч. Сода, мас.ч. Ацетат цинку, % Оксид свинцю, % ЖКТМ, мас.ч. ДТМ, мас.ч. Жирність, % Розчинник, мас.ч. Сухий залишок, % 1 смола 1,2 0,3 0,00375 0,33 50 лак 2 смол а 1,7 0,4 0,00735 1,33 50 1,8 50 лак 3 смола 1,2 0,3 0,0045 0,33 50 3,2 50 лак 4 смола 1,7 0,4 0,00735 лак 1,33 50 1,8 50 3,2 50 * Отвердіння лаків проводили без сикативів Таблиця 4 Властивості лакових покритів Властивості покритів, одержаних пропонуємим способом по прикладам Показники 1 2 3 4 5 6 Товщина покритів, мкм 7 8 9 10 11 12 18 - 21 Тривалість висихання при 18 - 22°С 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 Твердість по ТМЛ, умовні од. не менш 0,1 од 0,15 0,12 0,1 од 5 3 5 5 6 3 од 6 од од од од од 3 3 1 3 1 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 1 1 1 24 50 24 50 Міцність плівки при ударі кгс-см не менше вигині, мм 1 Водостійкість год, не менш 1 1 1 1 1 1 1 240 24 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 0