Розробка сучасної технології виробництва пентафталевих емалей, зокрема емалі ПФ-115 білої, страница 3

Серед алкідів найбільше поширення отримали пентафталі, які являють собою модифіковані оліями олігоестери пентаеритрита й ортофталевої кислоти.

Існують кілька шляхів синтезу алкідів, причому вибір методу  синтезу залежить від типу вихідної сировини, природи алкіда й апаратурних можливостей.

У даній роботі розглядається один з методів синтезу алкідів - метод алкоголізу (двостадійний метод синтезу алкідної смоли), як найкращий.

Реакції, що протікають у процесі синтезу:

Технологічні особливості в процесі синтезу алкідних смол двостадійним методом:

1. Реакція алкоголізу

Олія не сполучається з пентаеритритом. У цьому зв'язку реакція алкоголізу проходить на межі розділу фаз і для того, щоб підвищити спорідненість цих фаз необхідно:

інтенсивне перемішування;

використання каталізатора алкоголізу, таких як: Pb, Na₂CO₃, NaOH й ін. Кількість каталізатора береться до 0.01% від ваги олії. Каталізатори утворюють із олією мила, які сприяють взаємній розчинності двох фаз;

температура процесу порядку 245±5⁰С, при якій істотно поліпшується взаємна розчинність двох фаз. При цій температурі процес іде 0,5 - 2 год.

Контроль повноти протікання реакції алкоголізу здійснюється:

 1) по розчинності проби алкоголізата в спирті (етиловому) у співвідношенні 1:5 - 1:10;

2) по електропровідності.

2. Для завантаження фталевого ангідриду необхідно понизити температуру реакційної маси приблизно до 180⁰С. І для того, щоб реакція алкоголізу при зниженні температури не зрушувалася вліво, необхідно швидке охолодження реакційної маси протягом 15-30 хв.

Фталевий ангідрид уводиться в суміш при працюючій мішалці поступово для запобігання небажаного вспінення. Після цього температуру реакційної маси піднімають до 230-240⁰С і процес поліконденсації ведеться азеотропним методом або методом сплавки. Кислотне число для алкідних смол як правило не вище 20 од.

Отриманий продукт прохолоджують, розчиняють, фільтрують, ставлять на тип. Отвердження алкідних смол залежить як від хімічного складу й будови основного ланцюга, так і від хімічного складу модифікатора. Алкіди, модифіковані висихаючими і напіввисихаючими оліями, здатні отверджуватися в природних умовах за рахунок реакції оксиполімеризації в присутності солей металів змінної валентності (сикативів) [1].Необхідною умовою отвердження є наявність кисню повітря в навколишньому середовищі.

Здатність до висихання залежить від наступних факторів:

природа масел (чим більше подвійних зв'язків, тим краще висихає);

від молекулярної функціональності або кількості подвійних зв'язків, що втримуються в одній молекулі масла.

Алкід може висихати, якщо в молекулі олії містяться не менш шести подвійних зв'язків.

Використовувана кількість сикативу - порядку 3% від ваги алкідної смоли. Алкіди на холоду висихають до відсутності відлипу (до ступеня 3) від 4 до 8годин. Повне висихання відбувається через добу й твердість плівок алкідної смоли холодного отвердження коливається від 0,25 до 0,35. Еластичність плівок алкідної смоли досягає 1мм і плівка має високу адгезію.

Алкідні олігомери мають ще функціональні групи, які здатні до подальших перетворень: це гідроксильні й карбоксильні групи, тому алкіди здатні отверджуватися й при підвищених температурах (135-175⁰С) за рахунок взаємодії карбоксильних і гідроксильних груп з іншими реакційноздатними групами. Алкідні смоли холодного отвердження також можуть висихати при підвищених температурах (90-110⁰С) і тоді вони будуть мати більше тверду плівку [4, 5].

1.3 Характеристика пігментів, що входять до складу емалі ПФ-115 біла     

1.3.1 Характеристика диоксиду титану

З великої кількості неорганічних речовин білого кольору як пігменти знайшли практичне застосування лише деякі технічні продукти, що відповідають певному комплексу фізичних, хімічних, технічних, економічних і санітарно-технічних вимог. До них відносяться: диоксид титану (анатазної і рутильної форми). Рутильна форма пігментного диоксида титану забезпечує тривалий термін служби покриттів в атмосферних умовах, у те час як анатазная форма диоксида титану довговічна тільки в покриттях, застосовуваних усередині приміщень.