Кремнийорганические эмали и краски

обзоры, методики, рецепты

Фенолоформальдегидные ЛКМ

В качестве пленкообразующих веществ в производстве фенолоформальдегид-иых лакокрасочных материалов применяют фенолоальдегидные смолы, представ­ляющие собой продукты поликонденсации формальдегида (или пароформа) с фе­нолом и его производными (крезолом, ксиленолом), алкил- и арилзамещенными фенолами (п-трет-бутилфенолом или др.) с добавкой модифицирующих веществ или без них.

Наиболее широко применяются следующие фенолоформальдегид-ные смолы:

модифицированные смолы на основе алкил- и арилзамещенных фенолов  так называемые 100%-ные фенольные смолы марки 101, 101Л, 106 и др.; модифицированные растительными маслами (например, смола 241); модифицированные канифолью (смола ФЛ-326);

бутанолизированные — модифицированные бутиловым спиртом, хорошо сов­мещаемые с маслами и растворимые в углеводородных растворителях (напри­мер, смола ФПФ-1).

Процесс бутанолизации (бутоксилирования) первичного фенолоформальде-гидного конденсата протекает по реакции:

kr107

При последующей поликонденсации образуется продукт

kr108

Получение алкилфенолоформ альдегидной смолы типа 101 путем конденсации п-трет-бутилфенила с формальдегидом в щелочной среде протекает по следую­щей схеме:

 kr109

Смолу 101 применяют для получения фенольных лаков и эмалей, смолу ФПФ-1—для консервных лаков, смолу 241—для лаков и эмалей горячей сушки, а смолу ФЛ-326 — преимущественно для грунтовок. Ниже приведен примерный состав этих смол [в % (масс.)]:

 kr110

Фенолоформальдегидные смолы, модифицированные смесью канифоли и льняного масла или одним талловым маслом, используют для изготовления беи-зостояких и электроизоляционных лаков и эмалей.

Применяются лаки и эмали на основе фенольных смол, совмещенных с эпоксидными, полиэфирными и другими смолами. Модификация фенолоформаль-дегидных смол глифталевой или пентафталевой смолой, как и полиэфирами, осуществляется совмещением на холоду их растворов. Получаемые на основе алкидной и фенольной смол лаки и эмали образуют беизостойкие (например, эмаль ФА-5104, применяемая для окраски бензобаков и радиаторов) и электро­изоляционные (лак ФА-97) покрытия.

 

Получение смолы 101 осуществляют промывочным способом в вод­ной среде без эмульгатора, требующим длительной отмывки смолы, а также беспромывочным способом, в котором операция промывки смолы отсутствует и значительно уменьшается количество сточных вод. Технологический процесс производства смолы 101 беспромывочным способом включает следующие опе­рации:

  1. синтез метилольных производных при 650C в реакторе  пу­тем растворения n-трет-бутилфенола в 10%-ном растворе NaOH при 900C при перемешивании, введения 37%-ного формалина при 500C и добавления воды и 25%-ного водного раствора H2SO4;
  2. расслаивание продукта после отстаивания на верхний слой — маточник, удаляемый сифонированием, и нижний слой — смолу;
  3. растворение смолы (после отделения маточника) в толуоле при 65—70 «С;
  4.  сушка азеотропным методом толуольного раствора смолы при 80—950C с последующей частичной отгонкой толуола при 110—115 0С;
  5. очистка от выпавшего в осадок (после охлаждения раствора до 50—60 0C) сульфата натрия фильтрованием;
  6. вакуум-отгонка толуола от смолы при 80—100 0С;
  7. получение готового продукта после термообработки   при   120—140 °С| удаления реакционной воды, быстрого охлаждения смолы и измельчения ее.

 

Получение смолы ФПФ-1 включает следующие стадии:

  1. синтез метилольных производных фенола и n-трет-бутилфенола в реак­торе при 60—80°С с использованием 75%-ного водного раствора фенола и 37%-ного формалина в щелочной среде 20%-ного раствора NaOH;
  2. выделение смолы добавлением к реакционной массе бутанола и подкис-.лениём 10%-ным раствором H2SO4;
  3. расслоение реакционной массы с удалением нижнего слоя — маточ­ника;
  4. отмывка бутанольного раствора смолы водой с последующим обезвожи­ванием его в вакууме при 90 С азеотропным методом и удаление азеотропной смеси из системы;
  5. фильтрация бутанольного раствора’ смолы;
  6. удаление избытка бутанола вакуум-отгонкой при 70—90 °С.
    Получение смолы 241 в виде раствора в ксилоле с содержанием

40—65% нелетучих веществ проводят с применением 37%-ного формалина либо пароформа.

 

Технологический процесс изготовления смолы с использованием фор­малина включает следующие операции:

  1. получение диметилолфенола путем перемешивания в реакторе расплав­ленного фенола с предварительно приготовленной смесью формалина с водным раствором аммиака при 50—600C с одновременной отгонкой воды в ва­кууме;
  2. синтез фенолоформальдегидной смолы путем модификации диметилолфе­нола тунговым маслом в присутствии бутанола при 125—1300C в среде инерт­ного газа;
  3. растворение полученного продукта в ксилоле с получением смолы, содер­жащей 40—55% нелетучих веществ;
  4. фильтрация готовой смолы.

Получение  смолы  ФЛ-326 включает следующие стадии:

  1. 1смешение предварительно расплавленной канифоли с дифенилолпропа-ном при 140°С;
  2. синтез (после заливки 37%-иого формалина при 800C) смолы, модифици­рованной канифолью; _
  3.  удаление воды вакуум-сушкой;                                                   ‘   .                      ‘
  4. уплотнение смолы при 140 «С;
  5. быстрое охлаждение и измельчение готовой смолы.

Практический интерес представляет крезолоформальдегидная смола К-212-01, на основе которой выпускают электроизоляционные и бензостойкие лаки. Поли­конденсацию трикрезола в смеси формалина с аммиаком проводят при 65—70 °С в течение 2 ч.

Производство фенолоформальдегидных лаков на основе описанных выше и других фенольных смол, а также фенолоалкидных и других совмещённых лаков сводится в основном к добавлению в состав смол растворителей нли к раство­рению смол в органических растворителях с введением добавок или без ннх. Смешение смол с растворителями и добавками Проводят преимущественно в смесителях (реже в реакторах) с последующей типизацией для достижения требуемых свойств лаков.

Свойства и применение. Фенолоформальдегидные лакокрасочные материалы образуют покрытия, обладающие хорошей адгезией к металлу, твердостью, ат-мосферостойкостью, стойкостью к действию слабых кислот, щелочей, растворов солей, бензостойкостью, а также высокими диэлектрическими показателями.

Ассортимент фенолоформальдегидиых лакокрасочных материалов включает более 25 марок (около 10 лаков, 10 эмалей и 5 грунтовок). Большое распростра­нение имеют грунтовки ФЛ-ОЗк для грунтования поверхностей из черных метал­лов и легированных сталей и грунтовка ФЛ-ОЗж для грунтования поверхностей из алюминия и цветных металлов.

 

Comments are closed.