199522. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vizes alkidgyanta emulzió előállítására levegőn száradó lakkok és festékek számára
HU 3 Aromás és/vagy cikloalifás dikarbonsavtartalom: Polietilénglikol-tartalom: előnyösen Polietilénglikolon kívül polialkohol-tartalom: Akrilsav/metakrilsav-tartalom: Olyan akril-, ill. vinilmonomer-tartalom, amely a kettőskötésen kívül további reakcióképes funkcionális csoportokat nem tartalmaz: Savszám: Hidroxil-szám: Határviszkozitás-5—15 t% 7— 13 t% 9-11 t% 8— 20 t% 4—10 t% 10—26 t% 25—70 mg KOH/g 30—100 mg KOH/g-szám: 9— 12ml/g (kloroform, 20°C) Az akriláttal módosított alkidgyanták a találmány szerinti emulziókban elsősorban az uretán-alkidgyanta emulgeátorgyantájaként, és a pigmentek diszpergálószereként hatnak. Ezért az emulziók és lakkok jó tárolási stabilitása érdekében e komponens stabilizáló hidrofil csoportjainak hidrolízissel szemben lehetőleg ellenálló módon kell kötve lenniök. Ezért a polietilénglikolt — a technika állásához még nem tartozó 365215 sz. osztrák szabadalmi leírás értelmében — előnyösén beépítjük. Ügy járunk el, hogy egy külön reakciólépésben a polietilénglikolt kétszeres moláris mennyiségű monoepoxi-zsírsavészterrel éterezzük, és a polietilénglikollal módosított zsírsavésztert ezután átészterezéssel beépítjük az alkidgyantába. Az epoxisavéázterek (I) általános képletű termékei, ahol X jelentése 2—8 szénatomos, telített alkilcsoport, Y jelentése 7—11 szénatomos, telített alkiléncsoport, és Z jelentése 1 — 10 szénatomos alifás, cikloalifás vagy aromás szénhidrogéncsoport. E vegyületeket egyértékű alkoholok egyszeresen telítetlen zsírsavakkal végzett epoxidálásával nyerjük. Ilyen zsírsavakként például lauroleinsav (9-dodecénsav), mirisztoleinsav (9-tetradecénsav), palmitoleinsav (9-hexa-decénsáv), olajsav (9-oktadecénsav), vagy erukasav ( 13-dokozénsav) jön számításba. Különösen alkalmasak az olajsavészterek epoxidálási termékei. Alkohol-komponensként alkalmasak 1 —10 szénatomos vegyértékű, telített, alifás, cikloalifás és aromás alkoholok. Az epoxidálást ismert eljárások szerint, például hidrogénperoxiddal és hangyasavval hajtjuk végre. Az (I) általános képletű termék molekulánként egy epoxicsoportot tartalmaz és mennyisége a keverékben legalább 75 t%. Ezek a termékek a kereskedelemben is kaphatók, és a megfelelő gyártmányismertetőkben n-alkil- vagy i-alkil-epoxizsírsav-észterel.Ként definiálják őket. Polietilénglikolként 500—5000 átlagmolekulatömegű termékek alkalmasak. Ezeket katalizátor jelenlétében 1:1,7-től 1:2,1-ig terjedő mólarányban reagáltatjuk éterezéssel az epoxivegyülettel. Ilyenkor a polietiiénglikol molekula ideális esetben mindkét vé- 5 gén éterkötéssel kapcsolódik a zsírsavészterhez. Iparilag úgy járunk el, hogy a polietilénglikolhoz kihordószeres vákuumdesztillációval végzett víztelenítés után katalizátort adunk és az elegyet 100—150°C-ra mele- 10 gítjük. Ezután több óra alatt hozzáadjuk az epoxivegyületet, és a hőmérsékletet addig tartjuk ezen az értéken, amíg az epoxiszám 0,01 alá csökken. Katalizátorként többek között a kénsav, perklórsav, aluminium-klorid és 15 bór-trifluorid alkalmas. Az így nyert éterezési terméket (polietilénglikol-diétert) ezután az eredetileg felhasznált monoepoxivegyület egyértékű alkoholjának lehasadása mellett az alkidgyanta elő- 20 állításánál szokásos poliolokkal, zsírsavakkal és/vagy olajokkal, valamint adott esetben aromás monokarbonsavakkal és/vagy kívánt dikarbonsavak egy részével alkalmas katalizátorok, mint ólom-oxid vagy kalcium-hidr- 25 oxid jelenlétében kb. 250°C-on átészterezéssel reagáltatjuk. Az előtermékből szabaddá tett egyértékű alkoholt desztillációval kvantitativen eltávolítjuk. Az akriláttal módosított alkidgyanta karb- 30 oxilcsoportjainak a hidrolízissel szembeni ellenállás érdekében legalább 80%-ban, előnyösen legalább 90%-ban polimerizált akrilsav- vagy metakrilsavcsoportokból kell állniuk. Ennek a komponensnek előállítására elő- 35 nyösen a 365—215 sz. osztrák szabadalmi leírásban ismertetett eljárást alkalmazzuk. Eszerint az akrilészterek, vinil-vegyületek és metakrilsav elegyét az összesen felhasználandó zsírsavnak egy részével kopolimeri- 4t záljuk, majd a képződött kopolimert az alkidfyanta megmaradt komponensével észterezzük. A gyanta recepturáját és a reakcióvitel körülményeit úgy választjuk meg, hogy a reakció végén lényegében csak a metakril- 4U savbél származó, sztérikusan gátolt tercier karboxilcsoportok maradnak szabadon és szolgálnak később az emulzió stabilizálására. Ennek az eljárásnak az az előnye, hogy jól száradó termékek képződnek, mert a zsír- 50 savak csak egy részének száradási (keményedésj) készségét befolyásolja a kopolimerizáció. Az akriláttal módosított alkidgyanták felépítése alapján az emulzió stabilitását meghatározó hidrofil csoportok (polietiléngli- 55 kol-láncok és karboxilcsoportok) és a legközelebbi észterkötések között mindig nagy hidrofób molekulaszegmensek vannak jelen, amelyek a víz támadását és ezzel a hordozó kötés hidrolitikus lehasadását döntő módon 0Q késleltetik. Az alapanyagok kiválasztásánál a polietilén átlagmolekulatömegén kívül a további funkcionális csoportokat nem hordozó akril-, ill. vinilmonomerek minőségének is jelentősége van. A legjobb emulzióstabilitást akril-, ül. metakrilsav hosszú szénláncú alkoholok-199522 B 4 3
