АЛКИДНЫЕ СМОЛЫ, продукты взаимод. многоосновных карбоновых
к-т, многоатомных спиртов (полиолов) и одноосновных высших жирных к-т.
Многоосновные к-ты используют для синтеза А. с. обычно в виде ангидридов,
высшие жирные к-ты-в виде индивидуальных соед. или в составе растит, масел
(полных сложных эфиров этих к-т и глицерина-триглицеридов). Наиб. распространенные
А. с. получают из фталевого ангидрида и глицерина (глифталевые смолы),
пентаэритрита (пентафталевые смолы) или триметилолпропана, наз. также этриолом
(этрифталевые смолы). А. с., в состав к-рых входят остатки к-т высыхающих
или полувысыхающих масел (напр., льняного, тунгового, подсолнечного), наз.
высыхающими; А. с., содержащие остатки к-т невысыхающих масел (напр., касторового),
относят к невысыхающим. По кол-ву остатков к-т (жирности) А. с. подразделяют
на сверхтощие (< 35%), тощие (35-45%), средние (46-55%), жирные (56-70%)
и очень жирные (> 70%).
А. с.-высоковязкие липкие продукты от светло-желтого до коричневого
цвета; мол. м. 1500-5000. Тощие смолы раств. лишь в ароматич. углеводородах
(толуоле, ксилоле, сольвенте), жирные-в алифатических (налр., уайт-спирите),
смолы средней жирности-в смесях ароматич. и алифатич. углеводородов.
Применяют А.с. в кач-ве пленкообразователей лакокрасочных материалов.
Высыхающие смолы образуют покрытия в результате окислит.-полимеризац. процессов
с участием ненасыщ. связей жирных к-т, невысыхающие - в результате улетучивания
р-рителя или(и) поликонденсации, в к-рой участвуют функц. группы смолы
и введенного в материал отвердителя.
Получение. Осн. р-ция при получении А. с.-конденсац. теломеризация
(полиэтерификация), в к-рой высшая жирная к-та служит телогеном, напр.:
где R-алкил или алкенил, m2.
В пром-сти применяют два метода синтеза - жирнокислотный и алкоголизный.
В первом случае исходят из своб. жирной к-ты, во втором из растит. масла,
к-рое сначала подвергают алкоголизу полиолом, а затем образовавшиеся неполные
эфиры вводят в р-цию с фталевым ангидридом. При синтезе А. с. на основе
касторового масла (т. наз. резиловых смол) алкоголиз масла не требуется,
т.к. в по-лиэтерификацию с ангидридом вступают группы ОН остатков рицинолевой
к-ты.
Катализаторы алкоголиза-РbО, CaO, Na2CO3 и др.,
полиэтерификации - кислоты-реагенты; иногда дополнительно используют также
минер. к-ты или их соли и др. Р-ция ускоряется и в присут. 1-2% малеинового
ангидрида, к-рый образует аддукты Дильса - Альдера с жирными к-тами, содержащими
сопряженные двойные связи, или присоединяется по метиленовым группам к-т
с изолир. двойными связями. В последнем случае образуются трехосновные
алкенилянтарные к-ты, повышающие среднюю функциональность системы, что
ускоряет рост вязкости реакц. массы. Кроме того, малеиновый ангитрид, взаимодействуя
с хромофорными группами масел и разрушая систему сопряжения в них, способствует
получению более светлых А. с.
А. с. синтезируют в условиях, обеспечивающих получение продукта с кислотным
числом в пределах 10-20, т.к. из-за присутствия в смоле большого числа
свободных групп СООН может повышаться вязкость при хранении лакокрасочных
материалов, содержащих пигменты осн. характера. Образование смолы с низким
кислотным числом достигается введением в исходную реакц. смесь избытка
полиола.
Синтезируют А.с. в осн. по периодич. схеме в реакторах с высокотемпературным
обогревом. Распространены также полунепрерывные схемы с применением реакторов
большой единичной мощности (32 м3 и более). Фталевый ангидрид
применяют в виде гранул или расплава; в последнем случае м.б. автоматизирована
его загрузка и снижена общая продолжительность процесса.
В произ-ве А.с. жирнокислотным методом все компоненты загружают одновременно;
т-ра полиэтерификации 210-250°С. Достоинства метода: одностадийность; возможность
получения пентафталевых смол, не содержащих остатков глицерина; однородность
А. с. и их светлая окраска, обусловленные сравнительно невысокими т-рами
синтеза; высокая стабильность процесса. Недостаток: необходимость предварит.
расщепления растит. масел, что сопровождается их потерями и требует применения
спец. коррозионностойкой аппаратуры. В отечеств. пром-сти значительно шире
применяют алкоголизный метод. Триглицерид реагирует с полиолом в расплаве
при 240-260°С до образования продукта, р-римого в этаноле. Недостатки метода:
двустадийность; плохая воспроизводимость, связанная с побочными р-циями
при алкоголизе и с потерями полиола на этой стадии; присутствие в пента-
и глифталевых смолах остатков глицерина.
Для удаления воды, образующейся при полиэтерификации, используют блочный
или азеотропный способ. В первом случае в реакторе создают небольшой вакуум
и барботируют через реакц. массу N2 или СО2, во втором
- вводят в реактор ксилол (2-3% от реакц. массы), образующий с водой азеотропную
смесь, к-рую отгоняют, охлаждают и разделяют: ксилол с растворенными в
нем орг. в-вами возвращают в реактор, а загрязненную воду удаляют. Преимущества
азеотропного способа: меньшее кол-во сточных вод, значительно меньшие потери
фталевого ангидрида, возможность получения более светлых А. с. Однако повыш.
пожароопасность, более дорогое аппаратурное оформление и трудность регулирования
работы азеотропной системы обусловливают широкое использование блочного
способа. Р-ры А. с. (алкидные лаки) получают в смесителях, куда смола поступает
из реактора самотеком под слой предварительно налитого р-рителя. Лаки центрифугируют,
фильтруют и иногда подвергают отстаиванию.
Способы модифицирования. Для этой цели применяют: 1) введение разл.
сомономеров при синтезе смолы; 2) взаимод. готовых смол с модифицирующими
в-вами; 3) смешение смол с др. пленкообразователями (см. табл.). На стадии
синтеза смол до 30% жирных к-т заменяют бензойной к-той, к-тами канифоли,
нафтеновыми к-тами и др. или вместо части фталевого ангидрида применяют
диизоцианаты либо алкоксисилоксаны (синтез соотв. алкидно-уретановых, или
уралкидных, и алкидно-силоксановых смол с участием групп ОН продукта алкоголиза
или образующейся смолы). Готовые А. с. (гл. обр. на основе тунгового или
дегидратированного касторового масла) сополимеризуют по двойным связям
жирных к-т с метакрилатами или стиролом в р-ре в присут. радикальных инициаторов.
Возможна также прививка стирола по двойным связям введенного в состав смолы
малеинового ангидрида.
ВЛИЯНИЕ МОДИФИЦИРОВАНИЯ НА СВОЙСТВА АЛКИДНЫХ СМОЛ И ОБРАЗУЕМЫХ ИМИ
ПОКРЫТИЙ
=== Исп. литература для статьи «АЛКИДНЫЕ СМОЛЫ»: нет данных
Страница «АЛКИДНЫЕ СМОЛЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.
|
|