200351. lajstromszámú szabadalom • Eljárás epoxigyanta előállítására és epoxigyantát tartalmazó, hidegen térhálósodó flexibilis és/vagy elasztikus epoxigyanta kompozíciók
1 HU 200351 B 2 A találmány epoxigyanta előállítására és epoxigyantát tartalmazó hidegen térhálósodó flexibilis és/vagy elasztikus epoxigyanta kompozíciókra vonatkozik. A találmány szerinti kompozíciók előnyös szakadási nyúlásuk folytán alkalmasak flexibilis és/vagy elasztikus ragasztásra, dilatációs hézagok tömítésére vagy elasztikus burkolatok készítésére. Az epoxigyantákat legáltalánosabb diánból [2,2- -bisz(4-hidroxi-fenil)-propán] és epiklórhidrinből (1,2- -epoxi-3-klór-propán) lúgos közegben állítják elő. Az epoxigyanták lineáris oligomer molekulákból épülnek fel, amelyek az (I) képlettel jellemezhetők. Az n nagysága szabja meg, hogy szobahőmérsékleten folyékony, kis viszkozitású vagy szilárd a polimer. A folyékony és a szilárd epoxigyanták többnyire láncvégi epoxi csoportjaik révén (szobahőmérsékleten) illetve láncközi hidroxilcsoportjaik révén (melegen) térhálós szerkezetű polimerekké alakulnak. A térhálósodon epoxigyanták kiváló fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, ezért számos ipari alkalmazásuk ismert. A folyékony „hidegen keményedő” epoxigyantákat a legkülönbözőbb anyagok (fémek, beton, fa) felületvédelmére, ragasztásra, elektromosipari szigetelésre, építőipari burkolatok, üvegszálas műanyagok előállítására használják. A ,.melegen keményedő” szilárd epoxigyanták főként, mint lakkipari kötőanyagok használatosak. Az eddig ismert epoxigyanták térhálósodás után általában kemény, szívós anyagok, s emiatt számos célra, ahol a hajlékonyság, rugalmasság szükséges, nem alkalmazhatók. Az elmúlt évtizedekben történtek kísérletek az epoxigyanták flexibilizálására, illetve rugalmassá tételére, azonban ezek elégtelen hajlékonysági, rugalmassági fokuk miatt szélesebb körben nem terjedhettek el. Az epoxigyanták flexibilizálására általában két út ismeretes. Az ún. külső lágyítás (mint pl. di-butil-flalát) növeli a flexibilitást, de erősen rontja a térhálós termék kémiai ellenállóképességét, így a termék minőségét. Az ún. belső lágyítás vagy flexíbilizálás esetén az epoxigyanta kémiai felépítését úgy módosítják, hogy növekedjék a polimer-szegmensek lánchossza, ami kisebb térhálósűrűségű, de már hajlékonyabb vagy rugalmasabb polimert eredményez. Az epoxigyanták belső flexibilizálása magában az epoxigyantában vagy a térhálósító komponensben is történhet. A flexibilis epoxigyanta legismertebb típusa epiklórhidrinből és poliglikolokból készül, és a (II) általános képlettel jellemezhető (Potter: Epoxide Resins 126. old. Illife Books London). A (II) általános képletben R jelentése előnyösen metilcsoport, n értéke max.: 7. Az ilyen flexibilis epoxigyanták nyúlása azonban csak 10-30 7c-kai nagyobb, mint a kemény, szívós epoxigyantáké. Flexibilis térhálósító pl. poli-azelainsav vagy anhidridje révén is előállítható flexibilis epoxigyanta, ez azonban melegen szilárdul (1.016.354 sz. nagybritanniai szabadalmi leírás). A dimerizált zsírsav alapú poli(amino-amid)-ok is kismértékű flexibilitást eredményeznek, ezek az epoxigyanta térhálósodását „hidegen” (19-25 °C) is kiváltják. A flexibilis epoxigyanták terén az utóbbi 10-15 évben további fejlődés ment végbe, amely a hajlékonyság fokának további növelését eredményezte. Az ilyen, epoxikaucsuknak nevezett gyantát pl. dián-digicidil-éterből és dimerzsírsavból vagy dikabonsav-prepolimerből állítják elő, amelyekben a szegmenslánchossz legalább 14 tagú (pl. -CH2- csoportból). Az így nyert ún. epoxi telechelic-pre-polimerek félkemény műgyanták, amelyek melegen vagy reaktív hígítókban (pl.monp- és diglicidil-éterek) oldva hidegen is térhálósodnak. Epoxi-kaucsukok előállítását ismertetik a 1.559.969. sz. francia, a 3.173.971 sz. és a 3.280.056, USA-beli szabadalmi leírások. Ezek az epoxigyanta tartalmú kompozíciók 70-90 % szakadási nyúlással rendelkeznek. A találmány célja egyrészt olyan, az ismert epoxigyantákhoz képest jobb minőségű epoximűgyanta kompozíciók létrehozása, amelyek az epoxigyanták ismert előnyös tulajdonságainak - jó tapadó képesség, ellenállnak vegyszereknek és légköri hatásoknak - megtartása mellett fokozottan flexibilis és/vagy elasztikus tulajdonságúak, másrészt olyan eljárás kidolgozása, amelynek segítségével az eddig ismerteknél egyszerűbben és gazdaságosabban lehet előállítani fokozott flexibilitással és/vagy elaszticitással rendelkező epoxi műgyanta kompozíciókat. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kis móltömegű, folyékony epoxigyanták poli-(alkilén-oxid)-diglikolokkal és nem száradó növényi olajokkal 140-180 °C-on kémiai reakcióba vihetők, amelynek révén az ismertnél többszörösen nagyobb flexíbilitású epoxigyanták képződnek. Ha flexibilizáljuk a kompozíció epoxigyanta komponensét és megfelelő térhálósító komponenst alkalmazunk, akkor a kapott termék flexibilitása lényegesen nagyobb az ismert gyantákkal elérhetőnél, s így a gyanta alkalmas lesz flexibilis és/vagy elasztikus ragasztásra, dilatációs hézagok tömítésére, vagy például sportpálya burkolatok készítésére. A találmány szerinti eljárás 250-500 epoxi egyenértékű 0,1-1 Pas/25 °C viszkozitású flexibilis és/vagy elasztikus epoxigyanta előállítására azzal jellemezhető, hogy 40-50 tömegrész 185-220 epoxi egyenértékű, 3-15 Pas/25 'C viszkozitású epoxidált fenolgyantát vagy epoxidált 2,2-bisz(4-hidroxil-fenil)-propánt 10- 25 tömegrész mono - v. diglicidil-étert vagy 15-20 C-atomos karbonsav-glicidil-észtert, 15-20 tömegrész 200-600 móltömegű poli(alkilén-oxid)-diglikolt és 15-20 tömegrész nem száradó növényi olajat, előnyösen ricinusolajat, 140-160 °C 1-3 órán át kondenzáltunk, adott esetben 30-60 percig 0,001-0,01 MPa-on utóreagáltatunk. A találmány szerinti flexibilis epoxigyanták normál folyékony epoxigyantákkal társítva, dimerizált zsírsav alapú poli-(amino-amid)-dal előnyösen poli-éter-uretán-aminokkal - a szegmenshossz és a térhálósűrűség optimális kialakítása révén - hidegen szilárduló, nagymértékben flexibilis és/vagy elasztikus műgyantákat eredményeznek. A találmány további hidegen térhálósodó, flexibilis és/vagy elasztikus epoxigyanta kompozícióra vonatkozik, amely 20-100 tömegrész találmány szerinti eljárással előállított epoxigyanta kondenzátuma 15- 300 tömegrész 185-200 epoxi egyemértékű, 3-15 Pas/25 °C viszkozitású epoxidált fenolgyantát, és 20-700 tömegrész 5-25 °C viszkozitású 350-450 aminszámú poli(amino-amid)-ot vagy 4-6 Pas/25 *C 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
