196620. lajstromszámú szabadalom • Eljárás módosított felületi réteggel rendelkező alkidgyanták, illetve oldataik előállítására
1 196 620 2 A találmány olyan tulajdonságmódosító felületi réteggel rendelkező alkidgyanták, illetve oldataik előállítására vonatkozik, amelyek poliizocianáttal vagy amino-formaldchid gyantával kombinálva, festékipari kötőanyagként alkalmazva, kiemelten jó vegyszerállósággal rendelkező bevonatot ad. A módosítás nélküli alkidgyanták, amelyek polikarbonsavakból, polialkohölokból és egyvegyértékű zsírsavakból álló poliészterek — vegyszerállósága nem kieglégítő. Ennek oka a molekula felépítésében szereplő észterkötések könnyű elszappanosíthatósága és a nem reagált hidroxil- és karboxil-csoportoknak a jelenléte, amelyek hibahelyeknek számítanak. A vegyszerállóság növelésére eszerint kínálkozik egyrészt az észterkötések stabilizálása, pl. térbeli árnyékolása, másrészt a hibahelyek számának csökkentése utólagos reagáltatással, ami szélső esetben a bevonat kialakításakor is megtörténhet. A szakirodalom számos példát ismertet a minőség fenti célú javítására. így az észterkötések védelmére ismert eljárás elágazó szcnláncú karbonsavak beépítése a molekulába. Ahogyan ezek az elágazások gátolják, védik az észterkötések elbontását, ugyanúgy akadályozzák azok létrejöttét is, ezért az ilyen alkidgyanták előállítása különleges eljárást igényel. Szokásos módszer a verzátik savnak glicidészterként való beépítése. Ilyen eljárást mutat be a 156 603 számú magyar szabadalmi leírás. A 162 217 számú magyar szabadalmi leírás szerint az elágazó szénláncú karbonsav beépítésénél katalizátort használnak, míg a 170 793 számú magyar szabadalmi leírásban kimutatott eljárásnál pedig ezeknek a nehezebben beépülő komponenseknek a preferált reagáltatásával oldják meg a fenti problémát. Az ismertetett eljárások együttes hátránya, hogy költséges kiindulási anyagokat használnak, és ezeket viszonylag nagy mennyiségben alkalmazzák, ugyanakkor a technológiai folyamat is meglehetősen bonyolult. A hibahelyek másik csoportjának — a nem reagált hidroxil- és karboxil-csoportoknak - az eliminálása a vegyszerállóság javításának másik módja. A számításba jöhető reakciópartnerek elsősorban epoxi- és izocianátvegy ületek. Elvileg a reagáltatás történhet a bevonat kialakítás során, amikor is a beadagolt poliepoxi- vagy poliizocianátvegyület térhálósító komponensként szerepel. A gyakorlatban ezt az utóbbi módszert használják és a keletkezett bevonat poliuretánnak tekinthető. Ezen belül különleges alkalmazási forma, amikor blokkolt poliizocianátot használnak (74 11278. számú japán közrebocsátási irat, 181 174 számú magyar szabadalmi leírás). Az alkidgyanták módosításának közismert módja az epoxi vegyülettel módosított alkidgyanták és az uretánalkidok előállítása. (Lakk- és Festék Zsebkönyv 1982. Bp. Műszaki Könyvkiadó). összefoglalva megállapíthatjuk, hogy az alkidgyanták, illetve a felhasználásukkal készülő bevonatok vegyszerállósága többféleképpen is javítható, • de ezek a megoldások nem mindig adnak kielégítő eredményt. Kísérleti munkánk során feladatul tűztük ki, hogy az alkidgyantákból keletkező bevonat tulajdonságait a szabad hidroxilcsoportja reagáltatása révén javítsuk. Eljárásunk szerint egy három tagú módosító komponens kombináció: epoxidált olaj, elágazó szénláncú monokarbonsav és dimerizált zsírsav együttes jelenléte - biztosítja a nem várt hatást. Munkánk során kerestük azt a megoldási formát, amely az eddig ismert eljárásokhoz viszonyítva:- gazdaságosabban,- jobban reprodukálható, egyszerű technológiával kivitelezhető. A találmány szerinti eljárásban alkalmazható alkidgyanlát úgy állítjuk elő, hogy 25-36 tömegrész zsírsavat vagy trigliceridet, előnyösen napraforgóolaj zsírsavat, tallolaj zsírsavat és/vagy ricinolsavtrigliceridet, és 22-29 tömegrész polialkoholt, mint etilénglikol, dietilénglikol, glicerin, pentaeritrit és 33—38 tömegrész dikarbonsavanhidridet, mint ftálsavanhidrid, 180-220 °C-on xilolos azeotropos vízeltávolítás mellett 10—30 mg KOH/g savszám és 50 tömeg%-os xilolos oldatban 20 °C-on mért 400—1200 mPas viszkozitás érték eléréséig reagáltatunk. Majd.az így előállított alkidgyanta ömledéket 130—150 °C-ra lehűtjük és hozzáadunk 1 — 13 tömegrész 230—260 epoxiegyenértékke! és 940 -950 molekulatömeggel jellemzett epoxidált olajat, előnyösen epoxidált szójaolajat és 0,2-2 tömegrész dimersavat, így egy 36 szénatomos, legalább égy kettős kötést tartalmazó alifás dikarbonsavat és 0,2—2 tömegrész alfa vagy bétahelyzetben elágazó láncú 350 -400 mg KOH/g savszámmal jellemzett monokarbonsavat, előnyösen alfaetil-hexánsavat vagy béta-béta-dimeril-oktánsavat és 0-0,1 tömeg% katalizátort, így paratoluol-szulfonsavat és 150-180 °C-on reagáltatjuk az elegyet 3- 25 mg KOH/g savszám és 50 tömeg%-os xilolos oldatban 20°C-on márt 400-1600 mPas viszkozitásérték eléréséig, majd 130—160°C-ra visszahűtve a 100 tömegresz gyantaömledéket 40—100 tömegrész oldószerrel, előnyösen xilollal, butilakohollal, etilénglikollal, monobutiléterrel hígítjuk és az előállított alkidgyanta oldatot poliizocianáttal vagy amino-formaldehidgyantáva! kombinálva kötőanyagként festékipari bevonóanyag készítéshez használjuk. Az ebből előállított bevonat vegyszerállósága lényegesen jobb, mint a módosítás nélküli alapgyantából készült bevonaté, továbbá javul a bevonat rugalmassága és hőmérsékletváltozással szembeni ellenállóképessége. Mindez a tulajdonságjavulás feltételezhetően a háromtagú módosító rendszer- az epoxidált olaj, elágazó szénláncú monokarbonsav és dimerizált zsírsav- beépítésének köszönhető. Úgy véljük, hogy az epoxiesoportok jelenléte biztosítja a karbonsavak és az alapgyanta közötti jobb kapcsolódást. A dimerizált zsírsav és a monokarbonsav egymáshoz, valamint ezek együttes mennyiségének az epoxidált olajhoz viszonyított aránya pedig szabályozza a viszkozitásértéket. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
