174784. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliuretán bevonóanyagok előállítására
3 174784 4 csóbbá tétele terén szurkokkal, kátrányokkal érhetők el, mint ezt az 1 093 375 sz. angol szabadalom is leírja. Problémát jelent itt a termékek változó összetétele, nedvességtől való megtisztítása, fekete színe, valamint az a körülmény, hogy a bennük levő fenolos hidroxil-csoportok az izocianátokkal reverzibilis kötéseket létesítenek, amelyeket ezért előzetesen le kell kötni. A kátrány és szurkok előzetes izocianátos reagáltatásán alapuló eljárást írnak le a 776 753 számú kanadai szabadalomban. Az elmondottak ismeretében végzett kísérleteink során kutatásainkat a szénhidrogének hőbontásánál keletkező pirolízisolaj poliuretánokban való alkalmazására is kiterjesztettük. Felismertük, hogy a pirolízis-olaj 170 032 számú magyar szabadalmi leírás szerint termooxidációs stabilizációjakor keletkező pirolízis nehézgyantával és pirolízisgyanta előfrakcióval az egyes szabad izocionát-csoportokat tartalmazó poliészter-, illetve poliéter adduktumok jól összeférnek és belőlük kiváló tulajdonságú, légnedvesség hatására, illetve két komponens egyesítése után keményedő bevonó- és kötőanyagok készíthetők. A termékek teljesen homogének, átlátszók és térhálósodás után is teljesen homogén, igen kedvező tulajdonságú bevonatot adnak. Különösen jó tapadóképességükkel és kiváló vízállóságukkal tűnnek ki. Azt találtuk, hogy a pirolízis nehézgyanták a kőszénkátrány szurokkal szemben fenolos hidroxil-csoportokat nem vagy igen kis mértékben tartalmazó kondenzált aromás szénhidrogének alkotják. Az átlagos gyűrűkondenzáció 4—10-et is eléri. Ezek a többgyűrűs aromás szénhidrogének legfeljebb 4—5-szőr szubsztituáltak. Hosszú összefüggő szénlácokat az ásványolaj származékokkal szemben (például bitumen) nem tartalmaznak. A pirolízis nehézgyanták használatának további előnye az, hogy a pirolízisolaj a gáznemű olefin szénhidrogének előállításakor egységes nyersanyagokból igen pontosan behatárolt műveleti körülmények között keletkezik, így kémiai összetétele szemben a kőszénkátránnyal és bitumennel szűk határok között változik. Levegő nedvességtartalmára keményedő poliuretán-pirolízis nehézgyanta bázisú bevonó- és kötőanyagok előállítására szolgáló találmány szerinti eljárásra 40—100°C lágyuláspontú (gyűrűs-golyós módszer szerint mérve), 350—800-as molekulasúlyú, 1%-nál kisebb hamutartalmú pirolízis-nehézgyanta biztosítja az előállított bevonó- és kötőanyag legjobb fizikaimechanikai tulajdonságait. Ezeket a gyantákat továbbá az jellemzi, hogy fenolos hidroxil-csoportot gyakorlatilag nem tartalmaznak. A találmány egy előnyös kiviteli módjánál a szobahőmérsékleten szilárd, 106 cP-nál nagyobb viszkozitású pirolízis nehézgyantához a kedvezőbb feldolgozástechnikai tulajdonságok, a tárolhatóság javítására 0,05—0,4 súlyrész célszerűen 0,15—0,25 súlyrész kondenzált aromás szénhidrogénekből és azok metil-, etilszármazékaiból álló aromás olajat adunk. Az aromás olaj a pirolízisolaj termooxidációs stabilizációjakor keletkező aromás párlat 200 °C-nál, célszerűen 250 °C-nál magasabb forrási hőmérsékletű frakciója, amely túlnyomórészt naftalin, fluorén, difenfl, fenontrén, antracén és azok szubsztituált származékainak elegye. 2 Az eljárás során felhasznált poliizocianát, poliészter, illetve -éter, poliadduktumok, illetve helyesebben prepolimerek közös jellemzője, hogy azok aromás jellegűek. Kiindulási anyagaik ennek megfelelően; toluilén-2,4- és -2,6-diizocianát, difenilmetán-4,4-diizocianát, naftalin-1,5 diizocianát, difenil és difeniléterdiizocianát, metilciklohexilén-diizocianát, isoforondiizocianát lehetnek. Ezekből a prepolimerek előállítása az irodalomban leírt, ismert módon tercier amin katalizátorok jelenlétében történő polimerizációval vagy molekulányi mennyiségű víz hatására végbemenő poliaddíció eredményeként karbamind-csoportokkal kapcsolódó poliizocianátok képződése útján történik. Mivel ezek ismert, a kereskedelemben beszerezhető termékek és előállításuk nem tárgya a találmánynak, ismertetésükkel részletesen nem foglalkozunk. A találmány szerint a termék előállítása lényegében a megfelelő, ismertetett, kondenzált többgyűrűs pirolízisgyanta és gyűrűs szerkezetű poliizicianát, illetve prepolimerjének összekeveréséből áll. Amennyiben egykomponensű, levegőnedvesség hatására térhálósodó poliésztert akarunk előállítani, a pirolízisgyantát és a poliuretán prekondenzátumot OH-csoportot, illetve víznyomokat nem tartalmazó oldószerben oldjuk és a két oldatot egyesítjük. Az oldószerek aromás, illetve hidroaromás szénhidrogének, glikoléter-észterek, ketonok, illetve ezek keverékei lehetnek. A termék ezen kívül nedvesítőszert, ásványi töltőanyagokat, pigmentet és kis mennyiségű monoizocianátot tartalmazhat. Ez utóbbi monoizocianát számított mennyiségű adagolásának célja az oldószerrel, töltőanyagokkal, pigmentekkel bevitt minimális víznyomok lekötése, ezen az úton a rendszer stabilizálása. E célra egyes esetekben zeolitot is használhatunk előnyösen ricinusolajjal pasztásított formában. A pirolízisgyanta mellett folyékony pirolízisgyanta előfrakció, valamint vízmentesített kőszénkátrány ciklikus jellegű lágyító, vagy OH-tartalmú szénhidrogén gyanta bevitelére is van lehetőség, ha arra egyes esetekben, például lágyabb termékek előállításánál szükség van. Az említett egykomponensű poliuretánok mellett kétkomponensű poliuretánok is előállíthatok. Ebben az esetben a pirolízisgyantát egy vele összeférő szabad hidroxil-csoportokat tartalmazó poliészterrel keverjük. Tapasztalataink szerint a pirolízisgyanták ciklikus szerkezeti elemekkel rendelkező poliészterekkel férnek össze. Ilyen termékek a ciklikus polialkoholok, valamint ciklikus karbonsavak és polikarbonsavak részleges bevitelével előállíthatok. Az összeférhetőséget elősegítő polialkoholok például az 1,4-difenilolpropán OH-tartalmú glikoléterei, a dikarbonsavak körül a ftalsavanhidrid, izoftalsav, tereftalsav, tetrahidroftalsavanhidrid, naftiléndikarbonsav. összeférhetőséget elősegítő elemként előnyösen használható epoxigyanta, valamint benzoesav a naftensavak, antracénsavak és diterpenkarbonsavak. A kétkomponensű, pirolízisgyanta alapú rendszerek egyik komponensét a pirolízisgyanta és a vele összeférő szabad OH-csoportokat tartalmazó poliészter alkotja. Ebbe a komponensbe diszpergáljuk be az esetleges ásványi töltőanyagokat, pigmenteket. Szerves töltőanyagként kőszénkátrányt alkalmazunk, folyékony pirolízis előfrakció bevitele itt is lehetséges. A felhasználás előtt hozzákeverendő poliizocianátok alkotják a másik komponenseket. Ezek a homogén 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
