2.4 Модификация инден-кумароновых смол

Требования многочисленных потребителей к качеству инден-кумароновых смол [16] весьма разнообразны и не все эти требования могут быть удовлетворены при существующей сырьевой базе и технологии производства смол. Недостаточная свето- и атмосферостойкость инден-кумароновых смол, хрупкость, неполная растворимость во многих полярных растворителях, несовместимость с синтетическими плёнкообразующими веществами и плохая совместимость с высыхающими маслами, невозможность получения термореактивных плёнкообразователей – эти свойства не удовлетворяют лакокрасочную промышленность. Не соответствует современным требованиям относительно высокое остаточное содержание в смоле легколетучих веществ, особенно в тех случаях, когда переработка инден-кумароновой смолы осуществляется при повышенной температуре.

Большие возможности для изменения качества смол даёт модификация их различными химическими соединениями. Помимо получения инден-кумароновых смол с требуемыми свойствами, модификация может довольно существенно увеличить ресурсы сырья для из производства.

Одним из способов придания инден-кумароновой смоле новых физико-механических свойств является приготовление разнообразных компаундов. Уже в этом простейшем случае речь идёт не о механической смеси нескольких соединений, а о возникновении нового вещества с отличающимися от образующих его компонентов свойствами.

Чаще встречается химическая модификация инден-кумароновой смолы, основывающаяся на том, что из-за наличия остаточной непредельности (по крайней мере одна двойная связь на молекулу полимера) смола обладает некоторой реакционной способностью и может присоединять различные соединения. Известно также, что в реакциях инден-кумароновой смолы могут участвовать активные водородные атомы метиленовых групп молекулы индена.

Модификация инден-кумароновых смол различными химическими веществами осуществляется как в расплаве, так и в растворах под воздействием инициаторов радикальной полимеризации или кислотных катализаторов ионной полимеризации.

Инденовая смола может непосредственно взаимодействовать с малеиновым ангидридом, образуя модифицированную карбоксилсодержащую углеводородную смолу, поликонденсацией которой с многоосновной кислотой (например, фталевой). Многоатомным спиртом (например, пентаэритритом) и высыхающим маслом далее получают алкидную смолу.

Модификация уже готовых инден-кумароновых смол вызывает необходимость дополнительной их обработки, что зачастую усложняет производство, а иногда приводит к ухудшению качественных показателей. С точки зрения удобства ведения процесса более целесообразно осуществлять совместную полимеризацию смолообразующих компонентов с модифицирующими добавками.

Хорошо известна способность индена и некоторых его гомологов образовывать аддукты с двухосновными кислотами, их ангидридами и эфирами. При этом как показали Хенглейн и Штольценбах на примере взаимодействия индена и малеинового ангидрида, продукт реакции имеет макромолекулярный характер (средняя молекулярная масса 30000 – 40000, при исследовании ММР показано наличие фракции с молекулярной массой 100000). Реакция протекает по двойным связям индена и малеинового ангидрида с получением продукта линейной структуры [16]:

Для придания полученному сополимеру плёнкообразующих свойств [16] проводили дальнейшую его модификацию путём алкоголиза ангидридных связей с получением кислых эфиров следующего строения:

Для улучшения эластичности плёнок составляли композиции полученных продуктов с гликолями.

Наряду с индивидуальными химическими соединениями для получения модифицированных инден-кумароновых смол могут быть привлечены различные технические продукты, богатые непредельными соединениями. Количество модифицирующего агента в этом случае можно варьировать в широком диапазоне, что позволяет существенно повысить выход смолы.

2.5 Основные направления использования инден-кумароновых смол

Инден-кумароновые смолы [16] обладают очень ценными свойствами: водостойкостью и устойчивостью к кислотам и щелочам, высокой связующей и клеящей способностью, способностью образовывать прочную плёнку, малой электро- и теплопроводностью, способностью образовывать эмульсии, в ряде случаев – также способностью совмещаться с высыхающими и полувысыхающими маслами. Будучи к тому же сравнительно недорогими, инден-кумароновые смолы находят широкое применение в различных отраслях промышленности.

2.5.1 Производство лаков, красок и защитных покрытий

В лаках и красках инден-кумароновые смолы играют роль плёнкообразующих веществ [16]. Для приготовления масляно-смоляных лаков инден-кумароновую смолу обычно смешивают с высыхающими растительными маслами, после чего полученный продукт совмещения для удобства нанесения покрытия растворяют в подходящем растворителе, чаще всего в уайт-спирите. В процессе совмещения инден-кумароновой смолы с растительными маслами происходит, по-видимому, сополимеризация.

Лаки на основе инден-кумароновых смол успешно используют для получения коррозионно-стойких покрытий на коксохимических заводах. Специальная область применения инден-кумароновых смол – электроизоляционные лаки и диэлектрические замазки. Добавляя 20 % инден-кумароновых смол к каучукам, в США получают смеси с хорошими изоляционными свойствами, которые используют для защиты кабелей.

Кроме приготовления лаков с высыхающими маслами инден-кумароновые смолы используют для получения твёрдых лаков в комбинации с алкидными смолами и силиконовыми резинами. На их основе готовится, например, термостойкий серебряный лак, содержащий в своём составе инденовую смолу, силиконовую резину и ароматические растворители.

Иногда инден-кумароновую смолу очень успешно применяют [16] при изготовлении смешанных олиф самого различного состава, добавляя её взамен канифоли. Лаки, приготовленные на кумароновой смоле, не уступают канифольным лакам и могут использоваться для изготовления эмалевых красок (тёмных цветов), а также для разведения густотёртых красок без ухудшения их цвета.

2.5.2 Производство резино-технических изделий

В производстве резины инден-кумароновая смола играет роль размягчителя и реже роль разбавителя (экстендера) для частичной замены каучука [16]. Мягчители способствуют более равномерному распределеиню ингредиентов в резиновой смеси, в частности улучшают диспергирование в смеси наполнителей, что приводит к повышению эластичности резиновой смеси и улучшению физико-механических свойств вулканизатов. Добавка инден-кумароновой смолы, кроме того, повышает клейкость резиновых смесей.

Инден-кумароновые смолы применяют [16] в качестве мягчителей как синтетического, так и натурального каучука при производстве резин различного назначения, включая шинные резины. Жидкие смолы служат для пропитки корда в производстве шин.

2.5.3 Производство отделочных материалов, клеев, мастики.