Нефтеполимерные смолы

НЕФТЕПОЛИМЕРНЫЕ СМОЛЫ (пиропласт, бетапрен, эскорез, норсолен, импрез, петрозин, карборезин, пиро-лен-100 и др.), продукты полимеризации арилалкен-, диен-, циклодиен-, олефин- и циклоолефинсодержащего нефтяного сырья. Последним служат фракции С₅, С₈ — С₁₀ и др. пиролиза бензинов, газойлей, дизельных топлив и т.п., а также смеси разл. фракций между собой и с индивидуальными мономерами (напр., пипериленом, стиролом, циклопен-тадиеном, инденом). Состав фракций сильно зависит от типа сырья и условий пиролиза. Алифатические нефтеполимерные смолы получают полимеризацией углеводородов фракции С₅, ароматические фракции - С₈ - С₁₀.

Получение. В пром-сти полимеризацию осуществляют по периодич. или непрерывной технол. схеме в присут. катализаторов (металлич. Na, сильные минер. к-ты, галогениды металлов, кат. Циглера - Натты), инициаторов (пeроксидов и гидропероксидов) или термич. способом. Так, в присут. 0,5-2,0% по массе АlСl₃ фракция С₈-С₁₀ полимеризуется при 30-70 ^oС за 15-30 мин. Достоинства метода - сравнительно низкая темп-pa синтеза и малая длительность, осн. недостатки-необходимость коррозионностойкого оборудования, наличие стадии разложения катализатора и большое кол-во сточных вод. Под действием псроксидов и гидропероксидов (0,5-3%) р-цию проводят при 70-130 °С, атмосферном или небольшом избыточном давлении в течение неск. часов; выход нефтеполимерных смол 30-45% от массы исходной фракции. Этим методом получают светлые (бесцв. или слегка желтоватые) смолы. Термич. полимеризацию проводят при 200-280°С и давлении до 0,98 МПа в течение 2-10 ч; выход нефтеполимерных смол 30 50%. Этим методом получают нефтеполимерные смолы в осн. из фракции С₈-С₁₀. Осн. преимущества метода-простота технол. оформления и небольшие уд. капиталовложения. Относительно редко применяют метод окислит. полимеризации, когда окислителем служит О₂ воздуха, продуваемый через реакц. массу при 200-300 °С в течение неск. часов.

После завершения полимеризации образовавшуюся нефтеполимерную смолу отделяют от не вступивших в р-цию предельных углеводородов и низкомол. продуктов. Последние находят применение как р-рители, сырье для получения техн. углерода, компоненты топлив.

Разработаны схемы комплексной переработки жидких продуктов пиролиза с получением из оставшихся углеводородов, кроме р-рителей, др. продуктов; напр., из фракций с т.кип. выше 190 °С- нафталина, алкилнафталинов, темных нефтеполимерных смол.

Свойства. Большинство нефтеполимерных смол -твердые аморфные термопластичные продукты; мол. м. 500-2500; т. размягч. 70-150°С. Выпускают также вязкотекучие нефтеполимерные смолы (мол. м. ок. 300). Высококачественные нефтеполимерные смолы бесцветны или слегка желтоваты; их цвет мало изменяется при нагревании. Плотн. нефтеполимерных смол 0,93-1,1 г/см³; зольность светлых нефтеполимерных смол не превышает 0,1%, темных-1%; число омыления и кислотное число не превышает 1-2, йодное число в интервале 15-300.

Нефтеполимерные смолы хорошо раств. в углеводородах, сложных эфирах уксусной к-ты и кетонах, не раств. в низших спиртах. Алифатические нефтеполимерные смолы совместимы с НК и СК, жирными алкидными смолами, растит. и нефтяными маслами, но не совместимы с касторовым маслом, нитроцеллюлозой, нит-рильными каучуками. Ароматические нефтеполимерные смолы совместимы с хлорир. полимерами, глицериновым эфиром канифоли, при определенных условиях-с растит. маслами.

На воздухе нефтеполимерные смолы склонны к окислению, при этом уменьшается ненасыщенность, образуются кислородсодержащие группы, увеличивается мол. масса. Для повышения устойчивости к окислению нефтеполимерные смолы гидрируют. Модифицируют их непредельными соед.-малеиновым ангидридом, жирными к-тами, растит. маслами и др.

Применение. Нефтеполимерные смолы используют в произ-ве: РТИ и искусств. кож в качестве эффективных пластификаторов вместо ку-мароно-инденовых смол и канифоли; полимербетонов (нефтеполимерные смолы повышают их прочность, морозостойкость, снижают водопроницаемость), строит. мастик для облицовки стен, устройства кровель, для гидроизоляции (имеют хорошую адгезию к бетону); клеевых композиций в строит. технике и произ-ве бумаги и картона. В сочетании с битумами и фенольными смолами нефтеполимерные смолы используют для приготовления асфальтобетонов повыш. прочности. Композиции нефтеполимерных смол с пластификаторами и пигментами используют для получения временных защитных лакокрасочных покрытий. Добавки нефтеполимерных смол к масляным пленкообразователям ускоряют их высыхание и повышают твердость полученных продуктов, добавки к алкидным лакам повышают водостойкость и стойкость лакокрасочных покрытий к действию щелочей и моющих ср-в. Лакокрасочные покрытия на основе композиций хлорир. полимеров с нефтеполимерными смолами обладают высокой хим. стойкостью и хорошими защитными св-вами. Модифицированные малеиновым ангидридом нефтеполимерные смолы применяют в красках и составах для разметки дорог.

Мировой объем произ-ва нефтеполимерных смол превышает 600 тыс. т/год (1987) и имеет тенденцию к росту, что объясняется широкой и доступной сырьевой базой, низкой стоимостью и возможностью использования в разл. отраслях пром-сти.

Лит.: Алиев В. С, Альтман Н. Б., Синтетические смолы из нефтяного сырья, М.-Л., 1965; Жечев С. С. [и др.], "Лакокрасочные материалы и их применение", 1983, №1, с. 15-20 (обзор); Применение углеводородных смол в качестве пленкообразователей для лакокрасочных покрытий. Обзорная информация, сер. Лакокрасочная промышленность, М., 1984 (НИИТЭХим); Думский Ю. В., Нсфтеполимерные смолы, М., 1988.

M. М. Могилевич, В. Б. Манеров, В. С. Каверинский.