Алкидная смола что это такое?

Алкидные смолы. Структура, свойства, модификации и применение

Алкидные смолы – это пленкообразующие для лакокрасочных материалов (далее ЛКМ). Они представляют сложные полиэфиры, модифицированные жирными кислотами, растительными маслами или синтетическими карбоксильными кислотами. Молекулы алкидной смолы состоят из разветвленной полиэфирной основы со свободными гидроксильными и карбоксильными группами. Средний молекулярный вес алкидных смол – 2000-9000 г/моль. Структура алкидной смолы в упрощенном виде представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. «Структурная формула алкидной смолы».

Термин «алкид» происходит от сочетания слов «Alcohol» – спирт и «aCID» — кислота, как продукт взаимодействия спирта и кислоты. С 1930 году алкидные смолы производятся в качестве сырья для производства ЛКМ. Доля лакокрасочных материалов на основе алкидных смол составляет 37% мирового производства синтетических лакокрасочных материалов. Это результат удачного сочетания сложного полиэфира и растительных масел. Полиэфирный компонент отвечает за физическую поверхностную сушку и атмосферостойкость. Масляный компонент отвечает за эластичность пленок и за окислительную сшивку.

Преимущества алкидных смол

Самоотверждение при комнатной температуре.

Возможность регулировки свойств за счет выбора сырья и условий синтеза.

Способствуют смачиванию пигментов и подложки в составе ЛКМ.

Текучесть красок на основе алкидных смол.

Низкая стоимость – от 75 руб/кг.

Недостатки алкидных смол

Нестойки к воздействию щелочей и кислот.

Охрупчивание, пожелтение покрытий и потеря блеска при эксплуатации покрытий.

Время полного высыхания – более 7 дней.

Алкидные смолы классифицируют по содержанию жирных кислот или масла:

Менее 40% масла – тощие алкиды, растворяются только в ароматических растворителях.

40-60% – алкиды средней жирности, растворяются в смеси алифатических и ароматических растворителей.

60% и выше – жирные алкидные смолы, растворяются в алифатических и в ароматических растворителях.

Окислительная сушка – химическая реакция сшивания остатков жирных кислот кислородом воздуха. В результате окислительной сушки образуются обширные сетчатые структуры через кислородные мостики (рис.2).

Рисунок 2. «Сшитые структуры алкидной смолы через кислородные мостики».

Для ускорения сушки используют сиккативы. Сиккативы – катализаторы, состоящие из органических солей металлов с различной степенью окисления. Распространены соли циркония, кобальта, марганца, свинца. Хрупкость и пожелтение покрытий на основе алкидных смол происходит в результате реакций разложения на кислородных мостиках, что приводит к частичному разрушению сетчатой структуры.

Жирные алкидные смолы высыхают путем окислительной полимеризации и физической сушки (испарение растворителя). При увеличении содержания масла повышается текучесть ЛКМ, эластичность покрытия, смачиваемость пигментов и подложки, снижается скорость начального отверждения, увеличивается жизнеспособность краски и степень сшивки покрытия. Область применения таких смол – строительные краски. Для строительных красок определяющими параметрами считается стойкость к выцветанию и атмосферостойкость. Такие свойства получают на основе подсолнечного, талового и соевого масел. Жирные алкидные смолы на основе соевого масла используются как основа для декоративных красок. Льняное масло в составе алкида приводит к быстрому высыханию покрытия. Однако такие покрытия склонны к сильному пожелтению из-за 50-70% содержания линолевой кислоты, поэтому используются в антикоррозионных грунтовках (под эмаль), выравнивающих составах и печатных красках.

Продолжительная жизнеспособность ЛКМ на основе жирных алкидных смол становится недостатком, когда требуется быстрое отверждение покрытия до подсохшего слоя. Поэтому процентное содержание масла снижают и увеличивают полиэфирную часть. Однако сокращение содержания масла отрицательно влияет на эффективность пленкообразования из-за сокращением количества двойных связей.

Алкиды средней жирности и тощие алкиды используются в промышленных покрытиях для окраски сельскохозяйственных машин и бытовой техники, для ремонта автомобилей, радиаторов и для грунтовок и праймеров.

Взаимодействие среднежирных и тощих алкидов с отвердителем повышает эффективность пленкообразования. В качестве отвердителя используют меламиновые, карбамидные, бензогуанаминовые смолы и полиизоцианаты. Лакокрасочные материалы такого состава называют термореактивными.

Алкидные смолы средней жирности и тощие комбинируют с меламиновыми и карбамидными смолами для покраски рулонного металла и консервной тары. Покрытия характеризуются оптимальным балансом эластичности и твердости, стойки к выцветанию и атмосферным воздействиям.

Если при отверждении полиизоцианатами используют алифатический гексаметилендиизцианат и циклоалифатический изофорондиизоцианат, то в результате получают атмосферостойкие покрытия. В покрытиях для древесины используют ароматические изоцианаты, такие покрытия обладают повышенной твердостью, но не атмосферостойки.

Модифицированные алкидные смолы

  1. Модификация алкидных смол стиролом и винилтолуолом приводит к ускорению отверждения покрытия до подсохшего слоя, повышает водо- и химстойкость покрытий.

Однако при модификации алкидных смол улучшение одних свойств часто приводит к ухудшению других. Так, например, при модификации стиролом ускорение сушки достигается за счет снижения плотности сшивки и, следовательно, снижается сопротивление пленки покрытия к растворителям. Также такие смолы обладают худшей адгезией и ограниченной совместимостью с другими связующими.
Сополимеризация алкидных смол и акриловых (метакриловых) эфиров приводит к увеличению атмосферостойкости, ускорению начального отверждения, повышению адгезии, смачиванию пигментов. Но при этом степень сшивки ниже по сравнению с немодифицированными алкидами, так как массовая доля масла ниже с учетом сополимера, а также часть двойных связей в жирной кислоте уже прореагировала во время сополимеризации.

Сополимеры алкидных смол со стиролом, винилтолуолом и акрилатами используют в антикоррозионных ЛКМ для окраски судов, оборудования, выравнивающих составах и шпаклевках, для окраски листового металла и упаковочных тюбиков.

  • Наличие эпоксида в алкидной смоле улучшает скорость отверждения до подсохшего слоя, адгезию к металлу и антикоррозионные свойства. ЛКМ на основе таких смол используют для окраски листового металла и упаковочных тюбиков.
  • Уретаналкиды получают путем замены части фталевого ангидрида в рецептуре алкида на диизоцианат. Такие алкиды высыхают быстрее, чем немодифицированные, повышается твердость, вязкоупругость покрытий, что приводит к улучшению стойкости к истиранию. Кроме того повышается хим-, водо- и атмосферостойкость. Область применения – паркетные лаки, покрытия для пола и окраски лодок.
  • Алкидные смолы модифицированные силиконом проявляют улучшенную атмосферостойкостью, химическую стойкость и повышенную теплостойкость.
  • Модификация алкидных смол полиамидом приводит к появлению тиксотропных свойств у краски. Тиксотропные алкидные смолы используют для строительных красок в аэрозольных упаковках для получения толстого слоя нанесением одного слоя на вертикальных поверхности без подтеков и стекания.
  • Модификация алкидной смолы металлами высшей валентности (например, триизопропилатом алюминия) приводит к увеличению скорости отверждения. Такие покрытия стойки к воздействию влаги, химических веществ и механическим нагрузкам, поэтому нашли применение в красках для живописи, для окраски лодок и судов.
  • Алкидные смолы: состав, назначение, применение и производство лакокрасочных изделий

    Алкидные смолы занимают одну из лидирующих позиций в качестве сырья для производства современных лакокрасочных материалов. Пленкообразующие составы на их основе имеют широкую область применения. Свойства покрытий зависят от типа смол и полуфабрикатных лаков. Наибольшее распространение получили модифицированные составы, так как они обладают высокими декоративными и защитными качествами.

    Описание

    Алкидные смолы (или алкиды) – это сложные эфиры, появляющиеся в результате реакции многоатомных спиртов с многоосновными кислотами или их ангидридами. По внешнему виду они представляют собой высоковязкую липкую массу, цвет которой от темно-желтого до коричневого.

    Алкиды также сочетают с другими смолами и целлюлозой (алкиднокарбамидоформальдегидные, фенолалкидные, алкидноакриловые сополимеры и прочие соединения). Для снижения поверхностного натяжения в их состав вводят бутиловый спирт, что облегчает розлив готового продукта.

    Химический состав и классификация

    Систематизация алкидных смол осуществляется по нескольким критериям:

    По наличию жирных кислот в составе: немодифицированные (фталатные) и модифицированные.

    По содержанию масла: жирные (>60 %), средней жирности (40-60 %), тощие (35-60 %), сверхтощие ( 3 ;

    количество гидроксида калия, являющегося основным показателем качества масел, – не более 20.

    Читайте также  Для чего нужна гофра глушителя?

    При увеличении температуры вязкость алкидов снижается и наоборот. Чем меньше жирность вещества, тем хуже оно растворяется алифатических и нафтеновых углеводородах.

    Улучшение свойств

    Немодифицированные алкиды образуют твердые и хрупкие пленки, плохо растворяются. Для улучшения их качеств в состав реакционной смеси вводят дополнительные компоненты, которые придают покрытиям глянец, эластичность, стойкость к воде, растворителям, маслам и атмосферному воздействию, ускоряют сушку при комнатной температуре, повышают адгезию с основным материалом. Модифицированные алкидные смолы получают с помощью льняного, таллового, тунгового, подсолнечного, касторового, хлопкового масла, канифоли, синтетических жирных кислот.

    Выделяют 3 основных способа модифицирования:

    введение мономеров при производстве смолы;

    путем реагирования готовых алкидов с модифицирующими веществами;

    смешением смол с другими пленкообразователями.

    Получение

    Синтез алкидов производят двумя способами: алкоголизом и жирнокислотным методом.

    В первом случае процесс проходит в 3 этапа:

    Переэтерификация растительного масла или триглицеридов его жирных кислот многоатомными спиртами. Химическая реакция проходит при температуре 240-260 °C и в присутствии катализатора. Для производства глифталевых смол из спиртов используют глицерин, для этрифталевых – этриол, для пентафталевых – пентаэритрит.

    Этерификация неполных эфиров фталевым ангидридом, в результате чего образуется кислый эфир.

    Полиэтерификация с выделением воды и образованием алкида.

    При втором способе получения смол производится этерификация и полиэтерификация эфиров жирных кислот и многоатомных спиртов.

    Вещества для разбавления алкидов

    Растворителями для алкидных смол служат следующие углеродные соединения:

    алифатические (гексан, гептан, парафины С6-С12);

    ароматические (бензол, сольвент, толуол, ксилол и другие);

    галогенсодержащие (трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, перхлорэтилен);

    нефтяные (нефрас, бензин).

    Низкокипящие эфиры (этиловый спирт, этилацетат), простые эфиры гликолей, кетоны (ацетон) также могут использоваться в качестве разбавителей. Бутанол для этих целей непригоден, так как его молекулы притягивают к себе большое количество растворителя, содержащегося в алкидных смолах. Тощие алкиды растворяются только в ароматических углеводородах, а жирные – в алифатических.

    Существуют также водорастворимые смолы, на основе которых выпускают водоразбавляемые ЛКМ (эмали и грунтовки горячей сушки).

    Применение

    Основное назначение алкидных смол – это получение лакокрасочных материалов (ЛКМ). Немодифицированные составы применяют для изготовления электроизоляционных лаков и клеев.

    Из растворов смол делают полуфабрикатные и готовые лаки, использующиеся в промышленности и быту.

    Лакокрасочные материалы

    Алкидные ЛКМ получили наибольшее распространение из всех материалов на основе поликонденсационных смол. Так как у спирта пентаэритрита имеется 4 гидроксильные группы, то алкиды с его содержанием отверждаются быстрее и образуют более глянцевые покрытия. В связи с этим в промышленности преимущественно выпускают материалы лакокрасочные на основе алкидных смол пентафталевого типа. Использование большого количества ароматических компонентов обеспечивает твердость и стойкость покрытий к механическому воздействию.

    Пигментированные ЛКМ на основе алкидов подразделяют на следующие группы:

    глифталевые (ГФ), пентафталевые (ЭФ), этрифталевые (ЭТ) эмали;

    Высыхающие алкидные смолы используются в качестве самостоятельных пленкообразователей для лакокрасочной продукции, а невысыхающие – в составах с карбамидными смолами, нитратами целлюлозы (для улучшения эластичности и сцепления покрытий с основным материалом).

    Свойства ЛКМ зависят от их химического состава. Так, более жирные алкидные смолы в органических растворителях легче наносятся кистью, имеют повышенную эластичность и атмосферостойкость, но медленнее высыхают и обладают меньшей стойкостью к воздействию минеральных масел. Максимальная скорость сушки характерна для смол, модифицированных тунговым или льняным маслом. Среднее время высыхания на отлип для алкидных эмалей составляет 24 ч.

    Специфика ЛКМ

    Алкидные смолы, в зависимости от компонентного состава, применяются в следующих целях:

    На основе бензойной кислоты (содержание масла 38-50 % по массе) – эмали для окраски сельскохозяйственных машин, радиаторов, ремонта автомобилей. Обладают высокой стойкостью к выцветанию и воздействию атмосферы.

    Содержащие 9,12-линолевую и 9,11-линолевую кислоты – ремонт оборудования.

    Тощие – быстросохнущие однослойные покрытия, грунтовки, краска для радиаторов.

    На льняном масле и глицерине – антикоррозионные покрытия, печатные краски. Могут быстро выцветать под воздействием солнечного света, поэтому применяются чаще всего в грунтовках и выравнивающих составах.

    На соевом или талловом масле – покрывные эмали, обладающие хорошей атмосферостойкостью.

    Модифицированые природными смолами (кислоты канифоли) – производство грунтовок и шпатлевок. Составы склонны к выцветанию.

    Модифицированные стиролом, акрилатом – грунтовки, шпатлевки, выравнивающие составы, ЛКМ для окраски судов, оборудования, листового металла, древесины, подвергающейся сильным механическим нагрузкам (паркетные лаки, эмали для пола, мебели); упаковка эмалей в тюбики. Обладают повышенной стойкостью к истиранию и упругостью.

    Экологические аспекты

    Так как алкидные смолы содержат органические растворители, то они представляют определенную опасность для здоровья человека и окружающей среды. При проведении лакокрасочных работ с использованием ЛКМ на их основе необходимо применять средства индивидуальной защиты (противогазы, спецодежда). Покраска должна производиться в помещениях с приточно-вытяжной вентиляцией.

    По уровню токсичности растворителей алкиды можно разделить на 3 группы:

    наименее токсичные (ПДК=300-1000 мг/м 3 ) – этиловый эфир, спирт, бензин;

    средней токсичности (ПДК=100-200 мг/м 3 ) – ацетон, бутиловый эфир;

    высокотоксичные (ПДК=20-50 мг/м 3 ) – этиленгликоль, бензол.

    За рубежом предъявляются высокие требования к экологичности производства ЛКМ, поэтому в настоящее время ведутся работы по созданию материалов с высоким содержанием сухого вещества и водоразбавляемых составов. Однако алкидные смолы с органическими растворителями по-прежнему превосходят водорастворимые по технологическим свойствам.

    АЛКИДНЫЕ СМОЛЫ

    Алкидные смолы-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 алкидные смолы 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 алкидных смол-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 алкидных смол 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 алкидных смол

    Алкидные смолы 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 алкидные смолы в осн. по периодич. схеме в реакторах с высокотемпературным обогревом. Распространены также полунепрерывные схемы с применением реакторов большой единичной мощности (32 м 3 и более). Фталевый ангидрид применяют в виде гранул или расплава; в последнем случае м.б. автоматизирована его загрузка и снижена общая продолжительность процесса.

    Читайте также  Как очистить фары на авто своими руками?

    В произ-ве алкидных смол жирнокислотным методом все компоненты загружают одновременно; т-ра полиэтерификации 210-250°С. Достоинства метода: одностадийность; возможность получения пентафталевых смол, не содержащих остатков глицерина; однородность алкидных смол 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 алкидных смол. Однако повыш. пожароопасность, более дорогое аппаратурное оформление и трудность регулирования работы азеотропной системы обусловливают широкое использование блочного способа. Р-ры алкидных смол (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 алкидные смолы (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.
    ===
    Исп. литература для статьи «АЛКИДНЫЕ СМОЛЫ» : нет данных

    Страница «АЛКИДНЫЕ СМОЛЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

    Алкидные смолы

    Алкидные смолы – продукты взаимодействия многоосновных карбоновых кислот, многоатомных спиртов (полиолов) и одноосновных высших жирных кислот. Многоосновные кислоты используют для синтеза алкидных смол обычно в виде ангидридов, высшие жирные кислоты – в виде индивидуальных соединений или в составе растительных масел (полных сложных эфиров этих кислот и глицерина-триглицеридов). Наиболее распространенные алкидные смолы получают из фталевого ангидрида и глицерина (глифталевые смолы), пентаэритрита (пентафталевые смолы) или триметилолпропана, называют также этриолом (этрифталевые смолы). Алкидные смолы, в состав которых входят остатки кислот высыхающих или полувысыхающих масел (например, льняного, тунгового, подсолнечного) , называют высыхающими; Алкидные смолы, содержащие остатки кислот невысыхающих масел (например, касторового), относят к невысыхающим. По количеству остатков кислот (жирности) алкидные смолы подразделяют на сверхтощие ( 70%).

    Алкидные смолы – высоковязкие липкие продукты от светло-желтого до коричневого цвета; молекулярная масса 1500-5000. Тощие смолы растворяются лишь в ароматических углеводородах (толуоле, ксилоле, сольвенте), жирные – в алифатических (налример, уайтспирите), смолы средней жирности – в смесях ароматических и алифатических углеводородов.

    Применяют алкидные смолы в качестве пленкообразователей лакокрасочных материалов. Высыхающие смолы образуют покрытия в результате окислительно-полимеризационных процессов с участием ненасыщенных связей жирных кислот, невысыхающие – в результате улетучивания растворителя или(и) поликонденсации, в которой участвуют функциональные группы смолы и введенного в материал отвердителя.

    Основная реакция при получении алкидных смол – конденсационная теломеризация (полиэтерификация), в которой высшая жирная кислота служит телогеном.

    В промышленности применяют два метода синтеза – жирнокислотный и алкоголизный. В первом случае исходят из свободной жирной кислоты, во втором из раститительного масла, которое сначала подвергают алкоголизу полиолом, а затем образовавшиеся неполные эфиры вводят в реакцию с фталевым ангидридом. При синтезе алкидных смол на основе касторового масла (так называемых резиловых смол) алкоголиз масла не требуется, так как в полиэтерификацию с ангидридом вступают группы ОН остатков рицинолевой кислоты.

    Катализаторы алкоголиза – РbО, CaO, Na2CO3 и другие, полиэтерификации – кислоты-реагенты; иногда дополнительно используют также минеральные кислоты или их соли и другие. Реакция ускоряется и в присутствии 1-2% малеинового ангидрида, который образует аддукты Дильса-Альдера с жирными кислотами, содержащими сопряженные двойные связи, или присоединяется по метиленовым группам кислот с изолированными двойными связями. В последнем случае образуются трехосновные алкенилянтарные кислоты, повышающие среднюю функциональность системы, что ускоряет рост вязкости реакцционной массы. Кроме того, малеиновый ангитрид, взаимодействуя с хромофорными группами масел и разрушая систему сопряжения в них, способствует получению более светлых алкидных смол.

    Алкидные смолы синтезируют в условиях, обеспечивающих получение продукта с кислотным числом в пределах 10-20, так как из-за присутствия в смоле большого числа свободных групп СООН может повышаться вязкость при хранении лакокрасочных материалов, содержащих пигменты основного характера. Образование смолы с низким кислотным числом достигается введением в исходную реакционную смесь избытка полиола.

    Синтезируют алкидные смолы в основном по периодической схеме в реакторах с высокотемпературным обогревом. Распространены также полунепрерывные схемы с применением реакторов большой единичной мощности (32 м 3 и более). Фталевый ангидрид применяют в виде гранул или расплава; в последнем случае может быть автоматизирована его загрузка и снижена общая продолжительность процесса.

    В производстве алкидные смолы жирнокислотным методом все компоненты загружают одновременно; температура полиэтерификации 210-250°С.

    одностадийность; возможность получения пентафталевых смол, не содержащих остатков глицерина; однородность алкидных смол и их светлая окраска, обусловленные сравнительно невысокими температурами синтеза; высокая стабильность процесса.

    необходимость предварительного расщепления растительных масел, что сопровождается их потерями и требует применения специальной коррозионностойкой аппаратуры.

    В отечественной промышленности значительно шире применяют алкоголизный метод. Триглицерид реагирует с полиолом в расплаве при 240-260°С до образования продукта, растворимого в этаноле.

    двустадийность; плохая воспроизводимость, связанная с побочными реакциями 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 реакционную массу N2 или СО2, во втором – вводят в реактор ксилол (2-3% от реакционной массы), образующий с водой азеотропную смесь, которую отгоняют, охлаждают и разделяют: ксилол с растворенными в нем органическими веществами возвращают в реактор, а загрязненную воду удаляют.

    Преимущества азеотропного способа:

    меньшее количество сточных вод, значительно меньшие потери фталевого ангидрида, возможность получения более светлых алкидных смол. Однако повышенная пожароопасность, более дорогое аппаратурное оформление и трудность регулирования работы азеотропной системы обусловливают широкое использование блочного способа. Растворы алкидных смол (алкидные лаки) получают в смесителях, куда смола поступает из реактора самотеком под слой предварительно налитого растворителя. Лаки центрифугируют, фильтруют и иногда подвергают отстаиванию.

    Способы модифицирования. Для этой цели применяют:

    1) введение различных сомономеров при синтезе смолы;

    Читайте также  Камера контроля перекрестка что это?

    2) взаимодействие готовых смол с модифицирующими веществами;

    3) смешение смол с другими пленкообразователями.

    На стадии синтеза смол до 30% жирных кислот заменяют бензойной кислотой, кислотами канифоли, нафтеновыми кислотами и другими, или вместо части фталевого ангидрида применяют диизоцианаты либо алкоксисилоксаны (синтез соответствующих алкидно-уретановых, или уралкидных, и алкидно-силоксановых смол с участием групп ОН продукта алкоголиза или образующейся смолы). Готовые алкидные смолы (главным образом на основе тунгового или дегидратированного касторового масла) сополимеризуют по двойным связям жирных кислот с метакрилатами или стиролом в растворе в присутствии радикальных инициаторов. Возможна также прививка стирола по двойным связям введенного в состав смолы малеинового ангидрида.

    Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на

    Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на

    Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

    Алкидные смолы

    АЛКИДНЫЕ СМОЛЫ , продукты взаимод. многоосновных карбоновых кислот, многоатомных спиртов (полиолов) и одноосновных высших жирных кислот.

    Многоосновные кислоты используют для синтеза алкидных смол обычно в виде ангидридов, высшие жирные кислоты — в виде индивидуальных соединений или в составе раститительных масел (полных сложных эфиров этих кислот и глицерина-триглицеридов). Наиболее распространенные алкидные смолы получают из фталевого ангидрида и глицерина (глифталевые смолы), пентаэритрита (пентафталевые смолы) или триметилолпропана, наз. также этриолом (этрифталевые смолы). Алкидные смолы, в состав которых входят остатки кислот высыхающих или полувысыхающих масел (напр., льняного, тунгового, подсолнечного), наз. высыхающими; алкидные смолы, содержащие остатки кислот невысыхающих масел (напр., касторового), относят к невысыхающим. По количеству остатков кислот (жирности) алкидные смолы подразделяют на сверхтощие ( 70%).
    Алкидные смолы — высоковязкие липкие продукты от светло-желтого до коричневого цвета; мол. м. 1500-5000. Тощие смолы растворяются лишь в ароматических углеводородах (толуоле, ксилоле, сольвенте), жирные — в алифатических (налр., уайт-спирите), смолы средней жирности — в смесях ароматических и алифатических углеводородов.

    Применяют алкидные смолы в качестве пленкообразователей лакокрасочных материалов. Высыхающие смолы образуют покрытия в результате окислительно-полимеризационных процессов с участием ненасыщеных связей жирных кислот; невысыхающие — в результате улетучивания растворителя или(и) поликонденсации, в которой участвуют функциональные группы смолы и введенного в материал отвердителя. В промышлености применяют два метода синтеза — жирнокислотный и алкоголизный. В первом случае исходят из свободной жирной кислоты, во втором из раститительного масла, которое сначала подвергают алкоголизу полиолом, а затем образовавшиеся неполные эфиры вводят в реакцию с фталевым ангидридом. При синтезе алкидной смолы на основе касторового масла (резиловых смол) алкоголиз масла не требуется, т.к. в полиэтерификацию с ангидридом вступают группы ОН остатков рицинолевой кислоты. Катализаторы алкоголиза — РbО, CaO, Na2CO3 и др., полиэтерификации — кислоты-реагенты; иногда дополнительно используют также минеральные кислоты или их соли и др. Реакция ускоряется и в присутствии 1-2% малеинового ангидрида, который образует аддукты Дильса — Альдера с жирными кислотами, содержащими сопряженные двойные связи, или присоединяется по метиленовым группам кислот с изолированными двойными связями. В последнем случае образуются трехосновные алкенилянтарные кислоты, повышающие среднюю функциональность системы, что ускоряет рост вязкости реакционной массы. Кроме того, малеиновый ангитрид, взаимодействуя с хромофорными группами масел и разрушая систему сопряжения в них, способствует получению более светлых алкидных смол. Алкидные смолы 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 реакционную смесь избытка полиола.

    Синтезируют алкидные смолы в основном по периодической 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 производстве алкидных смол жирнокислотным методом все компоненты загружают одновременно; температура полиэтерификации 210-250°С. Достоинства метода: одностадийность; возможность получения пентафталевых смол, не содержащих остатков глицерина; однородность алкидных смол и их светлая окраска, обусловленные сравнительно невысокими т-рами синтеза; высокая стабильность процесса. Недостаток: необходимость предварит. расщепления раститительных масел, что сопровождается их потерями и требует применения специальной коррозионностойкой аппаратуры. В отечеств. промышленности значительно шире применяют алкоголизный метод. Триглицерид реагирует с полиолом в расплаве при 240-260°С до образования продукта, растворимого в этаноле. Недостатки метода: двустадийность; плохая воспроизводимость, связанная с побочными реакциями 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, которую отгоняют, охлаждают и разделяют: ксилол с растворенными в нем органическими веществами возвращают в реактор, а загрязненную воду удаляют. Преимущества азеотропного способа: меньшее количество сточных вод, значительно меньшие потери фталевого ангидрида, возможность получения более светлых алкидных смол. Однако повышена пожароопасность, более дорогое аппаратурное оформление и трудность регулирования работы азеотропной системы обусловливают широкое использование блочного способа.

    Растворы алкидных смол (алкидные лаки) получают в смесителях, куда смола поступает из реактора самотеком под слой предварительно налитого растворителя. Лаки центрифугируют, фильтруют и иногда подвергают отстаиванию. Способы модифицирования. Для этой цели применяют: 1) введение различных сомономеров при синтезе смолы; 2) взаимодействие готовых смол с модифицирующими веществами; 3) смешение смол с др. пленкообразователями. На стадии синтеза смол до 30% жирных кислот заменяют бензойной кислотой, кислотами канифоли, нафтеновыми кислотами 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 алкидных смол (гл. обр. на основе тунгового или дегидратированного касторового масла) сополимеризуют по двойным связям жирных кислот с метакрилатами или стиролом в растворе в присут. радикальных инициаторов. Возможна также прививка стирола по двойным связям введенного в состав смолы малеинового ангидрида.

    Приглашаем специалистов к сотрудничеству в качестве внештатных авторов и консультантов!

    По вопросам публикации и оплаты статей обращайтесь в редакцию:
    Тел: +7 (499) 490-77-79
    Прислать сообщение

    Полное или частичное копирование любых материалов, опубликованных на Plastinfo.ru, для размещения
    на других Интернет сайтах, разрешается только с указанием активной гиперссылки на plastinfo.ru !

    Полное или частичное использование любых материалов, размещенных на Plastinfo.ru,
    в СМИ, печатных изданиях, маркетинговых отчетах, разрешается только с указанием ссылки
    на «Plastinfo.ru» и в некоторых случаях требует письменного разрешения ООО Пластинфо

    Выставки и конференции
    Государство и бизнес
    Литература и образование
    Новые материалы и марки
    Обзоры и анализ рынков
    Обзоры СМИ
    Оборудование
    Объемы и мощности
    Отходы и экология
    Персоны и назначения
    Пресс-релизы, форс-мажоры
    Разработки изделий
    Слияния и новые имена
    Цены на сырье и изделия

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: