199523. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vizes alkidgyanta emulzió előállítására levegőn száradó lakkok és festékek számára
3 HU 199523 B 4 előnyös értékhatárokat adunk meg, és azok ezeknél tágabb határok között is variálhatók. Telítetlen olajzsírsav-tartalom: 25—50 t% Aromás vagy cikloalifás monokarbon sav-tartalom: 0—20 t% 5 Aromás és/vagy cikloalifás dikarbonsav-tartalom 5-15 t% Polietilénglikol-tarta lom: 7-13 t% (előnyösen 9-11 t%). 10 Telítetlen olajzsírsav-tartalom: 25—50 t% Aromás vagy cikloalifás monokarbonsav-tartalom 0—20 t% Aromás és/vagy cikloalifás dikarbonsav-tartalom 5-15 t% 15 Polietilénglikol-tartalom: 7-13 t% (előnyösen 9-11 t%) Polietilénglikolon kívül polialkohol-tarta lom: 8—20 t% Akrilsav/metakrilsav-tar-20 talom: 4-10 t% Olyan akril-, ill. vinilmonomer^tartalom, amely a kettőskötésen kívül további reakcióképes funkcionális csoportokat nem tartalmaz: 10—26 t% Savszám: 25—70 mg KOH/g Hidroxil-szám: 30—100 mg KOH/g Határviszkozitás-szám: 9—12 ml/g (kloroform, 20°C) 25 30 Az akriláttal módosított alkidgyanták a találmány szerint előállított emulziókban elsősorban az uretán-alkidgyanta emulgeátorgyantájaként, és a pigmentek diszpergáló- 35 szereként 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 40 előnyösen beépítjük. Úgy 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 epoxizsírsavészterek (I) általános képletű termékek, ahol a képletben X jelentése 2—8 szénatomos, telített alkilcsoport, 50 Y jelentése 7—11 szénatomos, telített alkiléncsoport, és Z jelentése 1 —10 szénatomos telített alifás, cikloalifás vagy aromás szénhidrogéncsoport. E vegyületeket egyértékű alkoholok egy- 55 szeresen telítetlen zsírsavakkal végzett epoxidálásával nyerjük. Ilyen zsírsavakként például lauroleinsav, (9-dodecénsav), mirisztoleinsav, (9-tetradecénsav), palmitoleinsav, (9-hexadecénsav) olajsav (9-oktadecénsav) ßq vagy erukasav (13-dokozénsav) jön számításba. Különösen alkalmasak az olajsavészterek epoxidálási termékei. Alkohol-komponensként alkalmasak egyértékű, telített, alifás, 1 —10 szénatomos cikloalifás és aromás alkoholok. 85 Az epoxidálást ismert eljárások szerint, pl. 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-epoxi-zsírsav-észterekként 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 polietilénglikol molekula ideális esetben mindkét végén 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 melegítjük. 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, alumínium-klorid és bór-trifluorid alkalmas. Az így nyert éterezési terméket (polietilénglikol-diétert) ezután az eredetileg felhasznált monoepoxi-vegyület egyértékű alkoholjának lehasadása mellett az alkidgyanta előállításnál szokásos poliolokkal, zsírsavakkal és/vagy olajokkal, valamint adott esetben aromás monokarbonsavakkal és/vagy kívánt dikarbonsavak egy részével, alkalmas katalizátorok, mint ólom-oxid vagy kalcium-hidroxid jelenlétében kb. 250°C-on átészterezéssel reagáltatjuk. Az előtermékből szabaddá tett egyértékű alkoholt desztillációval kvantitativan eltávolítjuk. Az akriláttal módosított alkidgyanta karboxilcsoportjainak a hidrolízissel szembeni ellenállás érdekében legalább 80%-ban, előnyösen legalább 90%-ban polimerizált akrilsav- vagy metakrilsavcsoportokból kell állniuk. Ennek a komponensnek előállítására előnyösen a 365215 sz. osztrák szabadalmi leírásban ismertetett eljárást alkalmazzuk. Eszerint az akrilészterek, vinil-vegyületek és metakrilsav elegyét az összesen felhasználandó zsírsavnak egy részével kopolimerizáljuk, majd a képződött kopolimert az alkidgyanta megmaradt komponenseivel észterezzük. A gyanta receptúráját és a reakcióvitel körülményeit úgy választjuk meg, hogy a reakció végén lényegében csak a metakrilsavból 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 zsírsavak csak egy részének száradási (keményedési) készségét befolyásolja a kopolimerizáció. Az akriláttal módosított alkidgyanták felépítése alapján áz emulzió stabilitását meghatározó hidrofil csoportok (polietilén-3
