177765. lajstromszámú szabadalom • Akrilát alapú plasztiszol
3 177765 4 bamid és formaldehid lágyító gyantát vagy acetil-tributil-citrátot tartalmaz, és a polimer és a lágyító súlyaránya 1:0,3 és 1:10 között van; adott esetben egy súlyrész polimerre vonatkoztatva legfeljebb 7 súlyrész iners töltőanyaggal együtt. Az alkalmazott polimer átlagos részecskenagysága előnyösen arányosan nő a Tg üvegesedési átmeneti hőmérséklet csökkenésével. Az üvegesedési átmeneti hőmérséklet előnyösen 60 °C-nál nagyobb. Használható eredmények elérésére a polimer polimerizációs foka legalább kb. 400. A polimerizáció foka előnyösen 400—20000, ami 40 000—2 0000 00 átlagos molekulasúlynak felel meg. Az előnyben részesített polimer komponens lényegében metilmetakrilát homopolimerje. A kitüntetett kopolimerek azok, amelyekben egyik monomer metilmetakrilát és ez az összes monomer egységek súlyának legalább 40, előnyösen legalább 50%-át teszi ki, és a másik komponens butilmetakrilát. A találmány keretében azonban csak azok a kopolimerek használhatók, amelyek üvegesedési átmeneti vagy megszilárdulási hőmérséklete kb. 35 °C feletti. A konkrét kopolimer üvegesedési átmeneti hőmérséklete — Tg — előzetesen a Fox-f. képlet segítségével számítható ki (T. G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc., vol. 1,123,1956): 1/TCo=W,/T1+W2/T2= ... Wn/Tn, ahol Wj az 1 monomer súlytörtjét, W2 a 2 monomer súlytörtjét, Tj a polimerizált 1 monomer üvegesedési átmeneti hőmérsékletét K°-ban, T2 a polimerizált 2 monomer üvegesedési átmeneti hőmérsékletét K°-ban és Tco a kopolimer üvegesedési átmeneti hőmérsékletét K°-ban jelenti. Az alkalmazott polimer részecskenagysága kb. 0,1— 500 [xm, előnyösen 0,3—200 fxm között kell hogy legyen. Ha a részecskenagyság túlságosan magas, a kapott plasztiszól belső kötése nem lesz megfelelő, és nem következik be a polimer teljes gélesedése. Ha a részecskenagyság túl alacsony, a tárolási stabilitás nem megfelelő, azaz akkor is gélesedés következik be, ha a polimert állni hagyjuk. Mint az 1. ábrával kapcsolatban ki fogjuk fejteni: plasztiszól alkalmazása esetén összefüggés áll fenn az alkalmazott polimer átlagos részecskenagysága és Tg üvegesedési átmeneti hőmérséklete között. A diagram az átlagos részecskenagyság — fxm-ban — logaritmusát mutatja be a Tg üvegesedési átmeneti hőmérséklettel — °C-ban — szemben. A találmány szerint a plasztiszólok előállítására legalkalmasabb polimerek lényegében annak a háromszögnek a területén találhatók, amelyet a két koordináta, valamint a minimális részecskenagyságot és a minimális üvegesedési átmeneti hőmérsékletet összekötő egyenes alkot. Az is látható, hogy minél magasabb a polimer üvegesedési átmeneti hőmérséklete, annál alacsonyabb lehet átlagos részecskenagysága. Rendkívül finomszemcsés, alacsony üvegesedési átmeneti hőmérsékletű polimerek azonban nem alkalmasak. A találmány szerint két különböző átlagos részecskenagyságú polimer alkalmazása is lehetséges. Ha egy finomszemcsés és egy durvaszemcsés polimer keverékét használjuk, bizonyos határok között ellenőrizhetjük az áramlási sebességet és a lágyító-szükségletet (1. pl. a 934.498 sz. NSZK-beli szabadalmi leírást). A találmány szerint mind szuszpenzióban, mind emulzióban polimerizált akril polimerek alkalmasak a plasztiszólok előállítására. Szuszpenziós polimerizáció esetén a kívánt részecskenagyság a kevertetési sebességgel, emulziós polimerizáció esetén pedig az emulgeátor mennyiségével és típusával befolyásolható. A polimer részecskenagyságát a szokásos módon határozzuk meg, pl. Coulter-számláló segítségével. 100 súlyrész polimerre előnyösen 65—800 súlyrész lágyítót használunk. A kiválasztott lágyítónak természetesen teljesen összeférhetőnek kell lennie a konkrét akril polimerrel. Az összeférhetőség meghatározására egy hasznos, egyszerű próba annak ellenőrzése, hogy a plasztiszól gélesedése után legalább 8 napig a lágyító nem szegregálódik-e; ez a teljesen száraz, nem ragadó felület alapján dönthető el. A dibutilftalát pl. nem megfelelő lágyító a polimetilmetakrilát számára, mivel az összeférhetősége nem kielégítő. Ugyanez a lágyító használható azonban metilmetakrilát kopolimerek és kb. 5—25% butilmetakrilát esetében. Megfelelő lágyítók kiválasztására egy további fontos kritérium a plasztiszól tárolási stabilitása. Ez kvantitatíve a viszkozitási szám segítségével (pl. 1:1 polimer/lágyító keverék alkalmazásával határozható meg a következőképpen: Vg/n=viszkozitási szám= a plasztiszól eredeti viszkozitása a plasztiszól viszkozitása 8 napi állás után A viszkozitást a szokásos meghatározási módszerek segítségével határozzuk meg, pl. rotációs viszkoziméterrel (Drage). A fenti definíció szerinti viszkozitási számnak 3,0-nál alacsonyabbnak kell lennie a találmány szerint alkalmazható lágyítók esetében, azaz a viszkozitás 8 napos időtartamon belül max. háromszorosára emelkedhet. Ez a plasztiszól még mindig nem szükségszerűen mutatk kellő stabilitást, ez azonban könnyen ellensúlyozható pl. oly módon, hogy növeljük a lágyító-tartalmat vagy töltőanyagokat és egyéb adalékanyagokat viszünk be. A legmegfelelőbb lágyító kiválasztása ugyancsak a rajz alapján magyarázható meg. Az alkalmas akril polimereket magában foglaló XYZ háromszögön belül van egy-egy kisebb háromszög mindegyik alkalmazható lágyító számára; ezen belül helyezkednek el azok az akril polimerek, amelyek egy konkrét lágyítóval kombinálhatok felhasználható plasztiszól keletkezése közben. Az egyes lágyítók zónáit baloldalon a polimerrel való összeférhetőség, felül pedig (a háromszög átfogója) a viszkozitási szám (tárolási stabilitás) határolja. Ezek a határok az egyes lágyítók esetében egyszerű kísérletekkel határozhatók meg. A rajzok példaként a GYH, DEF és ABC zónákat mutatják be a dimetoxietilftalát (DMEP), a dibutilftalát (DBP) és dioktilftalát (DOP) esetére. A legalább 2 aromás gyűrűt és/vagy két étercsoportot tartalmazó lágyítók különösen alkalmasak polimetilmetakrilát homopolimerek esetében. Az első csoport pl. a következőket foglalja magában: butilbenzilftaláí, dibenziltoluol, dibenzilftalát, ti ikrezilfoszfát. A második csoport pl. a következőkre terjed ki: dimetoxietilftalát, dietoxietilftalát, dibutoxietilftalát. Mindkét kritériumot 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
