Способ получения модифицированной олифы

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ОЛИФЫ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Жидков Юрий Николаевич Агабеков Владимир Енокович Ювченко Анатолий Петрович Дуко Юлия Владимировна Пучкова Наталья Валерьевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Способ получения модифицированной олифы, отличающийся тем, что растительное масло обрабатывают бутилметакрилатом, взятым в количестве 15-20 мас. , в присутствии инициатора полимеризации при температуре 80-110 С в течение 2 часов с последующим аминированием полученного продукта диэтилентриамином при температуре 200-220 С в течение 1,5 часа. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инициатора полимеризации используют перекись бензоила. Предлагаемое изобретение относится к способам получения лакокрасочных материалов, обладающих фунгицидными свойствами, и других композиций, применяемых в качестве защитных и декоративных покрытий. В частности, модифицированные олифы могут быть использованы для защиты древесины от дереворазрушающих и плесневых грибов. Известны различные составы для защиты древесины, обладающие фунгицидными свойствами, однако некоторые компоненты, входящие в их состав, являются токсичными бис-трибутилоловооксид, несвязанные фенолы, хлорфенолы и другие 1, 2, 3. Известно водное или водорастворимое средство фунгицидного действия, способ защиты материалов из древесины, содержащей в своем составе азотсодержащие вещества формулы /-1-8 алкилен- 4. Водные или водорастворимые вещества вымываются водой при эксплуатации защищенных изделий из древесины в атмосферных условиях. Известно получение фунгицида имидазолина из олеиновой кислоты - продукта переработки растительных масел и этилендиамина 5. Этот имидазолин, как и другие имидазолины, полученные конденсацией растительных масел (рапсового, подсолнечного) с этилендиамином, ограниченно растворяются в органических растворителях, что затрудняет их использование в качестве пропиточного или лакового состава для древесины. Фунгицидная активность имидазолинов жирных кислот растительных масел недостаточно 14861 1 2011.10.30 высокая, и, кроме того, растворимость в воде выше, чем у заявляемой модифицированной олифы. Существует эффективный способ получения окисленных растительных масел в присутствии нетоксичных и недорогих катализаторов 6, однако этот способ не позволяет получить окисленные растительные масла, обладающие фунгицидными свойствами. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения модифицированной олифы 7. Модификация производится смесью азотсодержащих веществ, таких как моноэтаноламин, 1-(2-оксиэтил)имидазолин-2 и 1-(2-оксиэтил)этилендиамин,количество модификатора не превышает 10 мас. . Эти азотсодержащие модификаторы улучшают рабочие характеристики олифы, но не повышают устойчивость древесины к дереворазрушающим и плесневым грибам. Задачей изобретения является получение модифицированной олифы на основе растительных масел, обладающей дополнительно фунгицидными свойствами наряду с высокими эксплуатационными характеристиками. Поставленная задача решается тем, что получение олифы на натуральных растительных маслах (рапсовое, подсолнечное) происходит в две стадии. Первая стадия - взаимодействие бутилметакрилата с растительным маслом в присутствии инициатора. Реакцию проводят при температуре 80-110 С в течение 2 часов. Бутилметакрилат берут в количестве 15-20 мас. . Увеличение количества бутилметакрилата свыше 20 мас.приводит к неконтролируемой реакции при последующем аминировании реакционной смеси и получению нерастворимого в органических растворителях продукта реакции. Уменьшение количества бутилметакрилата ниже 15 мас.приводит к ухудшению защитных свойств получаемой олифы. Вторая стадия - аминирование продуктов взаимодействия бутилметакрилата с растительным маслом диэтилентриамином. Проводят эту реакцию при температуре 200-220 С в течение 1,5 часа. Реакция радикального присоединения бутилметакрилата к растительному маслу в присутствии перекиси бензоила позволяет увеличить количество сложноэфирных групп в растительном масле и при второй стадии аминирования увеличить количество связанного амина, что приводит к фунгицидоактивности. Другие акрилаты (метилметакрилат, акриловая кислота, метакриловая кислота) неприменимы, так как или малорастворимы в растительном масле, или образуют нерастворимые продукты реакции присоединения. Пример реализации способа. В стеклянный реактор емкостью 250 мл, снабженный мешалкой и термометром, заливали 80 г растительного масла (рапсового или подсолнечного), загружали в колбу 15 г бутилметакрилата и 5 г инициатора полимеризации - перекиси бензоила. Реакционную смесь нагревали при перемешивании до температуры 80-110 С и выдерживали при этой температуре 2 часа. Затем в реакционную смесь заливали 62 г диэтилентриамина, доводили температуру реакционной смеси до 200-220 С и выдерживали при этой температуре 1,5 часа. Готовая олифа представляет собой вязкую массу желтого цвета со следующими характеристиками плотность 0,97 г/см 3, показатель преломления света - 1,48. Технологические свойства олифы представлены в табл. 1. Фунгитоксичность образцов древесины по отношению к плесневым грибам оценивали методом агаровая сетка. Основой агаровой сетки служила агаризованная среда ЧапекаДокса. Тест-культурами служили грибыи. Чашки Петри инкубировали в термостате с температурой 28. Ежедневно 3-4 ячейки агаровой сетки переносили на предметные стекла и микроскопировали в проходящем свете для определения способности обработанных образцов подавлять рост плесневых грибов в оптимальных для их развития условиях. Критерием фунгитоксичности служила лаг-фаза, т.е. время от нанесения агаровой сетки на образцы опыта до начала массового прорастания спор 8. Испытания на стойкость древесины к дереворазрушающим и плесневым грибам проводили на 2 14861 1 2011.10.30 образцах из сосны размером 20205 мм, покрытых 50 -ным раствором модифицированной олифы в смеси нефрас/этилацетат/толуол с добавкой марганец-кобальтового сиккатива с содержанием металлов- 3 мас. ,- 3 мас. , количество сиккатива 2 мас.на 100 мас.раствора продукта модификации. Заявляемый способ получения модифицированной олифы существенно отличается от прототипа. Так, по известному способу модификатор, содержащий аминогруппу, вводят в готовую олифу при температуре 40-50 С в количестве 0,5-10 мас.на 100 мас.готового продукта. По предлагаемому способу получения модифицированной олифы растительное масло предварительно обрабатывают бутилметакрилатом в присутствии инициатора при температуре 80-110 С в течение 2 часов с последующим аминированием продуктов реакции диэтилентриамином при температуре 200-220 С в течение 1,5 часа,причем количество модификаторов составляет бутилметакрилата - 9,26 весовых частей на 100 весовых частей масла и диэтилентриамина - 38,27 весовых частей на 100 весовых частей масла. Преимуществом предлагаемого способа получения олифы является то, что она приобретает фунгицидные свойства по отношению к дереворазрушающим и плесневым грибам(табл. 2, 3). Эта олифа не содержит токсичных веществ (бис-трибутилоловооксид, свободные фенолы, хлорфенолы и другие) и экологически безопасна при эксплуатации деревянных изделий. Таблица 1 Технологические свойства олиф по прототипу и предлагаемому способу Значение показателя Наименование показателя 1 прототип Условная вязкость по вискозиметру типа В 3-246 с диа 44 20 метром сопла 4 мм при температуре (200,5) С, с Количество введенных модификаторов, мас. ,47,53 5 на 100 мас.олифы Кислотное число, мг КОН/г, не более 0 8 Содержание нелетучих, мас.50 56,2 Отстой по объему, мас.0 1 Прозрачность полная полная Время высыхания на деревянных образцах до степени 3 24 24 при температуре (202) С, ч, не более Таблица 2 Стойкость образцов древесины по отношению к дереворазрушающему грибу, обработанных модифицированной олифой Обрастание образцов,поверхности Наименование образца 5 сут. 10 сут 20 сут 1 Прототип 50 100 100 Олифа, модифицированная бутилме 2 0 0 0 такрилатом и диэтилентриамином Таблица 3 Длительность лаг-фазы плесневых грибови. в агаровой сетке, нанесенной на образцы древесины 14861 1 2011.10.30 Источники информации 1. Каррер П. Курс органической химии. - Ленинград, 1962. - С. 524-525. 2. Патент 98111768, МПК 727 5/00. 3. Патент 2091415, МПК 709 101/18. 4. Патент 94025975, МПК 727 3/50. 5. Патент 93005336, МПК 727 3/50. 6. Патент 2229492, МПК 709 7/02. 7. Патент 2231533, МПК 709 7/02. 8. Гончарова И.А., Мицкевич А.Г., Ровбель Н.М. Экспресс-оценка эффективности защиты материалов от плесневых грибов. Успехи медицинской микологии Мат-лыВсероссийского конгресса по медицинской микологии. - М., 24-25 марта, 2005. - Т. 5. - С. 6163. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4