186430. lajstromszámú szabadalom • Eljárás polimer betonok, habarcsok és bevonatok előállítására
2 186430 3 A találmány olyan gyantaoldatok előállítására vonatkozik, amelyek pirolizis nehézgyantával módosított furfurilidén-aceton és/vagy difurfurilidén-aceton monomerek (továbbiakban: FA monomer) oldataiból állnak, és amelyek megfelelő térhálósító katalizátorok és társítóanyagok (kavics, kőzetzúzalék és ásványi őrlemények) felhasználásával alkalmasak nagyszilárdságú, kiváló sav- és lúgálló, jó víz, híg sav, lúg, só oldatnak ellenálló műanyagbetonok készítésére. Az FA monomert már a múlt század végén előállították, de ipari felhasználásra csak az 1940-es években került sor az Egyesült Államokban. Az FA monomert, mint az FA-alapú műanyagbetonok kötőanyagait már 1957-ben/Paturoev., V.V. Technológija Polimerbetonov. Sztrojizdat Moszkva (1977/p. 13.) felhasználták (151 243 számú szovjet szabadalom). Az FA-alapú műanyagbeton ipari alkalmazásai Borán azonban kiderült, hogy az FA monomer alapú betonok vízállósága viszonylag gyenge. A folyamatos vízben tárolt betontestek mechanikai tulajdonságai, nyomószilárdsága és főleg a hajlítószilárdsága 3 hónap alatt 30-50%-kal csökken, később a folyamat jelentősen mérséklődik és megáll. A vízállóság csökkenése különösen kvarctartalmú társító anyagokat (folyami kavics, homok, kvarcliszt) felhasználva jelentkezik erősen. A savaB kőzetek gránit, andezit, saválló kerámiák, zúzalékei és grafit esetében a fent vázolt víz és híg vizes oldatok hatására bekövetkező szilárdságcsökkenés jelentősen kedvezőbb tulajdonságokhoz vezetnek. A vízállóság növelését a szilikát tartalmú hordozók (homok, kavics, mikrotöltőanyagok) előimpregnálásával, gafitozásával. a társítóanyag nedvesítésére használt furfurol és más nedvesítószerek furfurilalkoholra való kicse+rélésével oldották meg (258.569, 394.234, 399.479, 400.553, 418.459, 537.056, 465.308, 628.124 számú szovjet szabadalmak). Más megoldás szerint az FA monomert kumaron-indén gyanta felhasználásával javították (168.002 számú szovjet szabadalom). Szovjet szerzők benzol desztillációs ÜBtmaradékait dolgozzák fel (537.086, 638.565 számú szovjet szabadalmak), más szerzők izocionát elópolimert (529.133 számú szovjet szabadalom) és kőszénkátrány gyantákat (457.679 számú szovjet szabadalom) használtak fel. Az általunk kidolgozott eljárás egyik alapja az a felismerés, hogy az FA monomer a szénhidrogének hőbontásakor keletkező pirolizisolajból ismert módon (például a 170 032 Bzámú magyar szabadalomban ismertetett eljárás szerint) előállított pirolizis nehézgyantát (P) korlátlanul oldja. Az FA monomerből és pirolizis nehézgyantából álló (FAP) oldat erős ásványi és szerves szulfonsavakkal, de Friedel-Crafts katalizátorokkal is (például AlCIa, BFa) ionos mechanizmusé polimerizáciiban az FA monomerekhez hasonló, azokkal azonos, vagy alig kisebb szilárdságú térhálós oldhatatlan és olvaszthatatlan termékké polimerizálhatok. Az FA monomerből és a pirolizis nehézgyantából álló oldatokból térhálósító katalizátort és a folyamat kokatalizátorát, valamint társító anyagokat (kavics, homok, ásványi őrlemények) felhasználva nagyszilárdságú (a cementbetonok szilárdságát lényegesen meghaladó szilárdságú) víz és híg vizes oldatoknak az FA monomerhez képest az eddigieknél lényegesen ellenállóbb anyagok műanyagbetonok, őntögyanta rendszerek állíthatók össze. Azt találtuk, hogy a szénhidrogének hőbontásakor keletkező, 180-200 °C felett forró pirolízisolajból ismert úton (desztillációval, termikus polimcrizációval, termoxidációval) előállított pirolizis nehézgyantát fenolos hidroxil csoportokat nem, vagy kismértékben tartalmazó kondenzált aromás szénhidrogének alkotják. Az átlagos gyűrűkondenzáció a 4- -10-et is eléri. Ezek a többgyűrűs aromás szénhidrogének legfeljebb 4-5-ször szubsztituáltak. Hosszú, összefüggő szénláncokat nem tartalmaznak, de további reakcióra alkalmas kettős kötéseik vannak. A találmány szerinti eljárásra 40-120 °C lágyuláspontú, 3C0-800-as molekulasúlyú, 1%-nál kisebb hamutartalmú pirolizis nehézgyanta az FA moncmerrel együtt polimerizálva biztosítja az előállított műanyagbeton kötőanyagok és műar yagbetonok, habarcsok, őntőgyanták legjobb fizikai és mechanikai tulajdonságait, és jelentősen mérsékli az FA monomer nem kíváne los reaktivitását. Az általunk kidolgozott találmány másik alapja az a felismerés, hogy szilárd, kristályos benzolszulfonsav p-loluol-szulfonsav stb. helyett benzolt, toluolt ismert módon TB10S Finalrep. 25 1153 (1946)] szulfonálva a kénsav és víztartalmú szulfonálási elegyet ke phatunk, amely például benzol-szulfonsavat vsgy 1,3-benzol-diszulfonsavat tartalmaz a kísérő anyagok (kénsav, víz) eltávolítása nélkül, közvetlenül használhatjuk fel. A szulfonáló elegyek könnyen kezelhető folya-dékok, amelyek a FAP gyantaoldatok polinerizációját és térhálósodását kiválóan biztosítják. A találmány szerinti eljárás további alapja az a felismerés hogy polimerizálásra és té-hálósitásra használt szulfonáló elegy melle't (H3 BO4) bórsav kokatalizátort használva, az ásványi savak (például HaSO«) és a szerves savakat tartalmazó (mono, di ób többfunkciós) szulfonalási elegyek a polimerbe szervesen beleépülnek, onnan vízzel csak elhanyagolható mértékben extrahálhatók mert a polimerbe térháló (feltételezett szulfon-csoport) formájában beépülnek, miáltal a polimer ví oá 1 lósága jelentősen megnő. A szulfátéit végi ülelek vízzel könnyebben hidrolizálhatók miit a szulfonáltak. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
