201341. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fokozott szilárdságú poliamid blokk kopolimer előállítására
1 HU 201341 B 2 A találmány tárgya eljárás fokozott szilárdságú ütésálló poliamid előállítására laktámok ionos mechanizmusú polimerizációjával. Ismeretes, hogy a laktámok alkáliák, valamint aktiváló hatású vegyületek, pl. karbodiimidek, perhalogénezett ketonok, acilezett laktámok hatására már a polimer olvadáspontja alatt is, pl. 130-170 °C-on igen nagy reakciósebességgel, 10-15 perc alatt úgynevezett ionos mechanizmusú polimerizécióval polimerizálhatok. így a kiindulási laktámömledéket atmoszferikus nyomáson közvetlenül a szerszámba polimerizálva fokozott szilárdságú poliamid öntvényeket állíthatunk elő. Ezek a poliamid öntvények igen előnyösen alkalmazhatók a fémkohászatban, a gépiparban és a közlekedési eszközöket, valamint a mezőgazdasági gépeket gyártó iparágakban csapágyként, tengelykapcsolóként, kötélkorong-betétként, fogas-, illetve csigakerékként, ventilátor és propellerlapátként, a bányaiparban drótkötélpálya csillekerékként, a textil-, bőr-, papir és nyomdaiparban simító és egyéb hengerek borításaként. E termékek hiányossága azonban a korlátozott szilárdság, különösen a korlátozott ütésállóság. Ez a jelenség főként azért hátrányos, mert az ilyen terméket gyakran éri tartós dinamikus igénybevétel, ezért arra lenne szükség, hogy azt jelentős károsodás nélkül képes legyen elviselni. Ismeretes, hogy fokozott ütésállóságé poliamidokat lehet előállítani lágyítók, pl. benzolszulfonsav-N-monometil-amid alkalmazása révén. A lágyítók hatása azonban nem tartós, mivel egyrészt .kiizzadva', másrészt adott esetben kioldódva veszendőbe mennek. Mind a 2 100 934 lajstromszámú NSZK nyilvánosságra hozatali irat, mind a 165 230 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás krómsók alkalmazásával éri el a kívánt hatást. Ám a krómsók egyrészt közismerten fokozottan egészségkárosító, mérgező, karcinogén anyagok, így sem velük, sem az őket tartalmazó anyagokkal dolgozni nem kívánatos; másrészt a krómsók, mint általában minden nehézfémsó, erőteljesen színezi a vele kapcsolatba kerülő anyagokat. Az erős színező hatás tovább korlátozza a felhasználását. Javított tulajdonságú poliamid előállítását ismerteti a 178 899 lajstromszámú magyar szabadalmi leirás. Az eljárás szerint a laktámok anionos polimerizációját uretán végcsoportú telogén poliéterek jelenlétében végzik. Az így előállított kopoliamid szilárdsága alacsony olvadáspontja miatt azonban magasabb hőmérsékleten nem kielégítő, noha a gépipari használat során majdnem minden esetben megkívánják, hogy az anyag még 80-100 °C-on tartósan terhelhető legyen. Hátrányos még, hogy a telogén poliéter nehezen oldható fel a forró laktám ömledékben és ennek következtében az Így előállított kopoliamidok anyagi szerkezete gyakran inhomogén. Fokozott szilárdságú és ütésállóságú kopoliamid állítható elő a JP 61-12729 (A) számú szabadalmi leirás szerint is, azonban az igy előállított poliamid szakító- és ütésszilárdsága nem kielégítő. A találmány célja, hogy a fenti hátrányok kiküszöbölésével olyan eljárást biztosítson, amely lehetővé teszi a hatnál több tagú laktámok biztonságos, reprodukálható polimerizációját. Célja még a találmánynak, hogy felhasználásával magasabb hőmérsékleten is kielégítő szilárdságú, tartósan igénybe vehető kopoliamidokat lehessen előállítani. További célja a találmánynak, hogy foganatosításakor ne kelljen mérgező, egészségre káros anyagokkal dolgozni sem a termék előállítójának, sem a felhasználójának. Azt tapasztaltuk, hogy fokozott szilárdlárdságú, ütésálló, homogén szerkezetű, 80- -100 °C-on tartósan terhelhető poliamid blokk kopolimerek állíthatók elő, ha a laktámok ömledékes, anionos polimerizációját (1) általános képletű telogén polimer jelenlétében végezzük. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott telogén polimerek olyanok, amelyek móltömege 600-1000 közöLLi és funkciós végcsoportként karbamoilcsoportot tartalmaznak. A keletkezett kopoliamid olyan ABA típusú blokkpolimer, amelyben .A" a poliamid, .B'- pedig a (I) általános képletű polimert jelenti. A B szegmens kémiai összetétele nagymértékben befolyásolja a kopoliamid ütésállóságát, tartós szilárdságát. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott telogén polimer az (I) általános képletnek felel meg. Az (I) általános képletben: Rí jelentése (II) képletű csoport m egész vagy tört szám, értéke 0,5-1,1, előnyösen 0,7. A találmány szerinti eljárást az jellemzi, hogy £-kaprolaktámot ömledékben lúgos katalizátor alkalmazása mellett polimerizáljuk a laktámok tömegére számított 0,4-1,5 tömegszázalék mennyiségű (I) általános képletű telogén polimer jelenlétében. A találmány szerinti eljárással előállított kopolimerek a hagyományos poliamidokhoz viszonyítva azonos húzószilárdsági értékek mellett, megnövelt ütő- és hajlitószilárdságúak, teljesen homogén anyagi szerkezetük van és 80-100 °C-on tartósan terhelhetők. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott (I) általános képletű telogén polimerek laktámokból állíthatók elő oly módon, hogy azokat poliizocianátokkal ismert módon reagáltatjuk a Ger.Offen 1 921 672 számú szabadalmi leírás szerint. A polimerizáció megindulása előtt különféle adalékokat, így például festékeket, csúsztatókat, grafitot, molibdén-diszulfidot, kristályosodást szabályozó szereket, kormot, báriumszulfátot, timföldet, szilicium-dioxidot, üvegszálakat és üveggömböcskéket is adagolhatunk az elegyhez. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
