Производство модифицированного льняным маслом водоразбавляемого полиэфира ВПФЛ-50, страница 6

Водоразбавляемые алкидные олигомеры могут использоваться в сочетании с водоразбавляемыми олигомерами  других типов, например, феноло-, карбамидо-, и меламиноформальдегидными и другими. Материалы на основе таких композиций могут отверждаться при более низких температурах (≈120°С). Основными назначениями водоразбавляемых олигоэфиров и композиций на их основе – грунтовки горячего отверждения. [2], [4].

Необратимые плёнки из водоразбавляемых алкидных смол образуются в результате протекания следующих реакций непосредственно в покрытии:

1) разложение водорастворимых солей (аммиачных или аминных);

2) дополнительная полиэтерификация с наиболее полным использованием групп –СООН и –ОН;

3) окисление и полимеризация по двойным связям жирных кислот.

Указанные  реакции, особенно первые две, протекают при повышенных температурах. Поэтому материалы на основе водоразбавляемых алкидных смол применяются только в условиях  горячей сушки (выше 150°С). [3]

Применяемые в промышленности водные лаки на основе смесей феноло-формальдегидных и алкидных смол содержат 10 – 25 вм.ч. фенольного компонента на 100 вм.ч. алкидной смолы, причём для получения покрытий с одинаковой степенью смешивания фенолоспиртов требуется больше, чем резакарбоновых кислот.

Для отверждения большинства водорастворимых плёнкообразователей требуются более жёсткие температурные режимы с целью получения тех же защитных свойств, которыми обладают покрытия на основе органорастворимых связующих.

Пентафталевые водоразбавляемые алкиды используются в комбинации с другими водоразбавляемыми плёнкообразователями (фенолоформальдегидными, меламиноформальдегидныит) для грунтовок по металлу, отверждаемых при 140 - 170°С.

В реакциях плёнкообразования участвуют не только ненасыщенные связи кислотных остатков, но и карбоксильные и гидроксильные группы. Самоотверждение таких алкидов протекает лишь при температуре 170°С и выше в результате продолжения процесса поликонденсации на подложке (азотистое основание при этой температуре частично улетучивается из плёнки):

В комбинации с фенолоформальдегидными , содержащими метоксильные  или этоксильные группы, температура плёнкообразования может быть понижена до 150°С.

В комбинации с карбамидами  плёнкообразование также протекает при 140 - 150°С:

Основные преимущества водоразбавляемых алкидных смол – замена органических растворителей водой, в результате чего устраняется возможность возникновения пожара и снижается токсичность. Поэтому, несмотря на сравнительно более высокую стоимость, водоразбавляемые алкидные  смолы находят всё  большее применение и главным образом при нанесении методами окунания и струйного облива. [5]

2.ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ПЛЁНКООБРАЗУЮЩЕГО

На основании данных литературного обзора считаем целесообразным для производства модифицированного льняным маслом водоразбавляемого полиэфира ВПФЛ-50 использовать  периодический метод производства в соответствии с представленной технологической схемой (смотреть приложение А).

Так как основой является пентафталевый олигомер, модифицированный льняным маслом, то синтез предлагается вести в две стадии: первая стадия – стадия алкоголиза, вторая – полиэтерификация.

Технологический процесс предлагается вести азеотропным методом, так как потери фталевого ангидрида  снижаются до 1%, что обусловлено двумя факторами: 1)низкой температурой ведения синтеза; 2) практически весь фталевый ангидрид возвращается в реактор. Для проведения первой стадии синтеза предлагается реактор с элетроиндукционным обогревом, змеевиком – для подачи охлаждающей воды и с лопастной мешалкой – для интенсивного перемешивания. В этот реактор загружается льняное масло (рафинированное), которое подвергается  алкоголизу пентаэритритом.

Температура плавления пентаэритрита 235-250°С. Учитывая характер исходного сырья, то есть взаимную нерастворённость исходных компонентов важными факторами, определяющими эффективность  процесса алкоголиза должны быть:

А) интенсивное перемешивание (240 – 280 об/мин);

Б) катализатор, - для облегчения взаимной растворимости компонентов реакционной смеси;