169478. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szervetlen-szerves műanyagok előállítására
17 169478 18 vei egy savas komponens felszabadulása a szilikát komponensek keményítése szempontjából kedvező. Magas hőmérsékleten ellenálló polimerek, például a poliimidek, polihidantoinok, polibenzimidazolok elővegyületei különösen megfelelnek a találmány szerinti műanyagok előállításánál, így például az imidképzésre alkalmas oligoamidkarbonsavak, ilyen előpolimérek szilikátoldatokkal kombinálva magas hőmérsékleten jő ellenállóképességgel rendelkező társított műanyagokat eredményeznek. Vizes alkáliszilikátoldatokon a szokásosan nátrium- és/vagy káliumszilikát vizes oldatait, vagyis a vízüveg oldatokat értjük. Felhasználhatók a nyers technikai minőségű oldatok, amelyek pótlólag még kalciumszilikátot, magnéziumszilikátot, bórátokat és alumínátokat tartalmaznak. Az Me2 0/Si0 2 arány nem döntő és a szokásos határok előnyösen 4-0,2 között ingadozhat. Ha az előpolimér-ionomérek előállításánál első lépésben kapott műanyagok víztartalma kevésbé lényeges, mert nem zavar, vagy szárítással könnyen eltávolítható, akkor semleges nátriumszilikát is alkalmazható, amelyből 25-35%-os oldatokat lehet előállítani. Előnyösen 32-54%-os szilikátoldatokat alkalmazunk, amelyek csak megfelelő lúgosság esetén alkalmasak problémamentesen az 500 Poise alatti viszkozitású feldolgozásra alkalmas termékek előállítására. Alkalmazhatók ammóniumszilikátoldatok is, ezeket azonban kevésbé tartjuk előnyösnek. Az oldatok lehetnek valódi, vagy kolloid oldatok. Felhasználhatók kovasavas szólok, amelyeknek pH-értéke lúgos vagy savanyú, szilárdanyagtartalmuk 20-50%. A kovasavas szólókat általában vizes szilikát oldatokkal elkeverve alkalmazzuk. A koncentráció megválasztása elsősorban a melléktermék kívánt tulajdonságaitól függ. Tömör vagy zárt-cellás termékeket előnyösen koncentrált szilikátoldatokkal állítunk elő, amelyek szükséges esetben alkálihidroxid hozzáadásával alacsony viszkozitásra állíthatók be. Ezzel a módszerrel 40-70%-os oldatot készíthetünk. Másfelől nyitott pórusú könnyű habanyagok előállítására 20—40%-os szilikátoldatokat alkalmazunk abból a célból, hogy alacsony viszkozitás mellett megfelelően hosszú reakcióidőt és alacsony térfogatsúlyt érjünk el. Finomrészecskés szervetlen töltőanyagok nagyobb mennyiségben történő alkalmazásánál is 20-45%-os szilikátoldatok előnyösek. A találmány szerint a szervetlen-szerves műanyagok előállítása rendkívül egyszerű. Az előállításhoz csak az szükséges, hogy az előpolimért a vizes alkáliszilikátoldattal homogén módon elkeverjük, amikor többnyire pillanatszerűen végbemegy a keverék keményedése. A keverékek tipikus finomeloszlású emulziók, illetve szólok. Optikai szempontból ezek nem átlátszóak, hanem átlátszatlanok, illetve tejszerűen fehérek. A finomeloszlású emulziókban, illetve szóiokban a később kialakuló xeroszól szerkezete jelenik meg. A komponensek keveréke instabil. Az úgynevezett „fazékidő" (felhasználhatósági idő), mialatt a keverék még felhasználható, elsősorban az előpolimer reakcióképes csoportjainak kémiai jellegétől, a szabaddá vált szilikátkeményítő osszmennyiségétől, valamint a szilikátoldat koncentrációjától függ. A fazékidő 0,2 másodperc és körülbelül 1 óra közötti időnek felel meg. NCO-csoporttól mentes előpolimérek esetében több órástól 2 napig terjedő fazékidői; is elérhetők. Az előnyös 5 fazékidő körülbelül 1 másodperctől 20 percig terjed. A fentiekből következik az a körülmény is, hogy az elkeverés általában közvetlenül a formázás előtt történik. 10 Kifejezetten meglepőnek tekinthető az, hogy például 1 NCO-csoportot tartalmazó előpolimér és az alkáliszilikátoldat közötti reakció néhány másodperc leforgása alatt gyakorlatilag teljes mértékben végbemegy, mimellett illékony vegyületek távollé-15 tében buborékképződés nem lép fel. Ez azt jelenti, hogy rövid reakcióidőn belül a teljes mennyiségű, az NCO-csoport vízzel történő reakciója során képződött széndioxid a határfelületen keresztül a vizes fázisba bediffundál és már ezáltal a fázis-20 határfelület rendkívül megnövekszik, ez a találmány szerinti eljárás fő jellemvonása és ez vezet a kapott termékek meglepő tulajdonságaihoz is. Az újtípusú ionomér-kovasavgél-társított anyagok 25 előállítása, alapvetően ismert technológiával történhet, mint például az öntött vagy habosított poliuretáné. Mivel azonban a fazékidő többnyire rövidebb, és a reakció gyakran már -20 G -on spontán végbemegy, így a szakaszos előállítás 30 lehetősége rendkívül korlátozott. Szakaszos előállítás gyakorlatilag legfeljebb 10 kg összsúlyú kisebb alaktestek előállításánál jön számításba. Az előnyös eljárásnál az egyes komponenseket a poliuretán habanyagok előállításnál szokásos technológia sze-35 rint folyamatosan egy keverőkamrában rövid tartózkodási idővel elkeverjük és végül formázás közben keményítjük. Ebből a célból folyékony vagy paszta alakú keverékeket, például formába öntünk, felületekre felhordjuk, vagy mélyedésekbe, 40 fugákba, hézagokba és hasonló üreges terekbe betöltjük. Az elkeverésnél az előpolimér és az alkáliszilikát oldatok közötti arány tág határok között ingadozhat, ez az arány például 99 : 1—1 :99. Az arány az 45 előpolimér-ionomér és az alkáliszilikát között előnyösen 98 : 2 és 5 : 95 között ingadozik. Optimális használati tulajdonságokat főként nagy szilárdságot, rugalmasságot, meleg alaktartósságot és nehéz gyúlékonyságot 70 : 30-20 : 80 arányértékeknél 50 érünk el. Az utóbb említett arányhatárok tehát -rendkívül előnyösek. , A megadott mennyiségi arányokból az tűnik ki, hogy polimér-kovasavgél-társított anyagok előállí-55 tásánál a mennyiségi arányok az előpolimér és az alkáliszilikátoldat között nem döntő jelentőségűek. Ez főként azért előnyös, mivel a folyamatos szállítóeszközökön és keverőkamrákon keresztül történő gyártásnál a pontos adagolási arányra nem 60 kell szigorúan ügyelni. Ennek folytán erőteljes felépítésű szállítóberendezések, mint fogaskerékszivattyúk is alkalmazhatók az adagoláshoz. A reakciókeverék aktivitása mindenekelőtt az ionomercsoportok, illetve a nemionos hidrofil-cso-65 portok arányával állítható be. A szulfonsav-csopor-9
