199525. lajstromszámú szabadalom • Eljárás antioxidánst tartalmazó, módosított alkidgyanták előállítására
HU 199525 B A találmány tárgya, eljárás antioxidánst tartalmazó, módosított alkidgyanták előállítására. Az olajjal módosított poliésztergyanták — az alkidgyanták olyan csoportját alkotják, ahol hosszú láncú zsírsavak észterezéssel való beépítése révén a poliésztergyanta tömör szerkezete fellazul és a gyanta aromás — és rendszerint alifás szénhidrogénekben is oldhatóvá válik. Telítetlen zsírsavak beépítésével levegőn száradó termékek keletkeznek (Kovács: Lakk és Festék Zsebkönyv, Műszaki Könyvkiadó, Bp. 1982. 256. o.) A módosított alkidgyanták tulajdonságait nagymértékben befolyásolja a százalékos öszszetétel, ezen belül is a zsírsav vagy olaj menynyiségi aránya, valamint ennek minősége. Erősen telítetlen olajokat, zsírsavakat (faolaj, lenolaj) tartalmazó kötőanyagok gyorsabban száradnak és keményebb filmet adnak, azonban egyúttal erősebben sárgulnak is, mint a kevésbé telítetlen olajokat (szója-, napraforgó-, tall-, gyapotmagolaját) tartalmazók. Az utóbbi években számos olyan olaj és zsírsav került forgalomba, melyből valamilyen módszerrel e kevésbé telítetlen alkotórészeket eltávolították, illetve izomer átalakítással a konjugált kettős kötések arányát növelték. A természetes eredetű növényi zsírsavak között lakkipari szempontból kiemelt helye van a szulfát-cellulóz gyártásának melléktermékeként kinyert tallolajzsírsavnak. A tallolaj zsírsavösszetétele a napraforgó olajéhoz áll közel, azonban kültérre is felhasználható alkid műgyanták előállítására magas gyantasav tartalma miatt csak korlátozottan alkalmas. A szója-, ill. napraforgó zsírsavakkal egyenértékű felhasználásról azonban ma sem beszélhetünk, hiszen a gyantasavak jelenléte több szempontból is hátrányos az alkidgyanták előállítására, illetve felhasználhatóságára. A gyantasavak molekulaösszetétele igen heterogén. Függ a tallolaj előállítási módjától, illetve származási helyétől. Tartalmaz konjugált kettős kötésű zsírsavfrakciókat (abietinsav és izomerjei), telítetlen oldalláncú frakciókat (desztropimársav), és az abietinsav változó mértékben dehidrogénezett, illetve hidrogénezett származékait. A telítetlen kettős kötések jelenléte miatt a gyantasavak oxidációra, polimerizációra és más vegyületekkel való addícióra is alkalmasak. Ez utóbbi felismerésen alapszik a maleinátgyanták, illetve a gyantasavakkal módosított fenolgyanták előállítása. A gyantasavak lakkipari szempontból hátrányos jellemzői a következők: Viszonylag alacsony lágyuláspont, a karboxilcsoport kis reaktivitása és az oxidáció útján képződő kromofor-csoportok sötétítő hatása. A hátrányos hatások kiküszöbölésére gyakran találkozunk az irodalomban olyan 1 2 1 •törekvésekkel, hogy ezen vegyületek moléku- j Iáit savas katalizátorokkal dimerizálják, per- “ oxid iniciátorokkal polimerizálják, vagy de- f hidrogénező katalizátorok jelenlétében megnő- j véljék a telítetlenségét és így lakkipari fel- j használásra alkalmassá tegyék. ^ 1 Az alkidgyanta polikondenzációs előállí- i tása során ugyanis a gyantasavak, kis reak- ! tivitásuk miatt csak kis mértékben képesek I beépülni az elágazó poliészter láncba. Többsé- • gük monomer vagy oligomer formájában, lágyító komponensként része a molekula szerkezetnek. Ez a magyarázata a tallzsírsavas levegőnszáradó alkidokból készült festékbevonatok gyengébb száradásának és kisebb végkeménységének, illetve rosszab időjárásállóságának. í-Ismeretes, hogy a levegőnszáradó olajmódosított alkidgyantákból készített filmek száradása oxidativ úton, a telítetlen kötések felbomlásával és gyökös polimerizációjával történik. Az oxidativ száradás gyorsítására különféle redox folyamatokat katalizáló fémszappanokat használnak. A száradásfolyamatokban a gyorsítók mellett azonban fontos szerepe van a gyökös po- | limerizációt fékező hatású inhibitoroknak is. Ezek egyrészt meghosszabbítják a készfesték határolhatóságát lehetőséget adnak a száradás időgörbéjének a tervszerű alakítására, másrészt típustól függően szerepet játsza- | nak a hőoxidatív és fényoxidatív bomlás el- i leni stabilizálásban, így pl. a fényesség és a j színtartás idejének meghosszabításában. ! A lakkiparban erre a célra antioxidánsként leggyakrabban a fenol-típusú vegyületeket alkalmazzák. Ezeket mindig utólag keverik a késztermékhez.Ezek között is az alkilszubsztituált monofenolokat, a monoalkilén-difenolokat, a dialkilén-trifenolokat, bisz-fenol-monoszulfidokat, bisz-fenol-diszulfidokat, a hidrokinont, a pirokatechint és a pirogallont al- [ kalmazzák leginkább. A fenol-típusú antioxidánsok gyökstabilizátorként működnek. A fenolos OH-csoportok H-atomja vesz részt a szabad gyökök hatástalanításában. A fenolos antioxidánsok hatásosságát redox potenciál mérésekkel követik. A hatást növeli az o- vagy p-helyzetű, 1-től 4-ig növekvő szénatomszámú alkilszubsztituens jelenléte az aromás gyűrűn. Leghatásosabbak a többértékű fenolok, különösen ha az egyik OH csoport alkilezve van. (Juhász: Műanyagok stabilizálása Bp. 1975. 32—36. o.) A lakkipar széleskörően alkalmazza a felsorolt fenolos antioxidáns típusokat. Adagolásukra a festék készítés utolsó fázisában kerül sor, az antioxidánst rendszerint a már élkészült kötőanyag-pigment szuszpenzióhoz keverik hozzá. Elsősorban az ún. sovány alkidok, illetve a közepes olajhosszúságú alkidok feldolgozásánál, gyorsan száradó festékrendszerek 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
