202563. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliizocianáttal módosított polisziloxán-poliészter-koncentrátum oldatok előállítására
HU202563B A találmány tárgya, eljárás poliizocianáttal módosított polisziloxán-poliészter-kondenzátum oldatok előállítására. Ezek az oldatok elsősorban lakkfestékipari bevonóanyagok kötőanyagaként használhatók. A találmány szerinti eljárás során a hidroxil-csoportokat tartalmazó polisziloxán-poliészter-kondenzátumot meghatározott reakciófeltételek között, tercieramin katalizátor adagolásával reagáltatjuk poliizocianáttal és a kapott terméket oldószeres oldat formájában használjuk fel. A szilikongyantákat önmagukban és más gyantákkal kombinálva széles körben használja a festékipar, és erről áttekintést ad a szakirodalom (Walter Noll: Chemie und Technologie der Silicone, Verlag Chemie, Weinheim 1968; William A. Finzel: Journal of Coatinge Technology Vol. 52. No. 660.1980. 55-61.0.: Lakk és Festék Zsebkönyv, Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1982 270-272. o., 528-531. o.) Gazdaságossági és technikai okokból a szilikongyantákat más gyantákkal kombinálják, szokásosan fizikai keveréssel vagy kémiai reagál tatással. A fizikai keverést elsősorban egyszerűsége miatt használják (Plaste und Kautschuk 1978 666.0., 194294 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás), de a szakirodalom mellett a kémiai összekapcsolás jobb eredményt ad. (H.L. Calm: Paint Industry Mag. 76.No. 4.8.1961; R.C. Hedlund and C.R.01son: Paint Warwish Production 55 No. 5.40.1961). A legtöbb polisziloxánból és poliészterből előállított kombinációs gyanta tartalmaz a szénlánchoz kapcsolt szabad hidroxilcsoportokat, amelyek többek között izocianáttal reagálhatnak. A reakciópartnerek átlagos funkcionalitásától függően sziloxán-uretán kopolimerként (Walter Noll; Chemie und Technologie der SUicone 325,355. o.), vagy kétkomponensű bevonóanyag formájában használhatók fel. Az 1 225 229 számú francia szabadalmi leírás szerinti eljárás során alkoxi-sziloxánból és dióiból olyan szerves szilícium vegyületet állítanak elő, amely molekulánként 0,05-0,5 szabad hidroxilcsoportot tartalmaz, majd ezt reagáltatják tovább poliizocianáttal, általában diizocianáttal. A kompozícióból kialakított bevonat hő és időjárásálló, fényes, különféle felületekre, pl. alumíniumra is jól tapad. Az 1 077 714 számú francia szabadalmi leírás szerint hidroxilfunkciós szilikonvegyületből, valamint poliészter nyersanyagokból, többek között dikarbonsavakból alakítanak ki hidroxilfunkciós szerves szilikonvegyületet, amelyet tovább reagáltalak diizocianáttal. A gyanta hidegen és melegen is kikeményedik, a belőle nyert bevonat egyesíti a szilikonok és a poliuretánok előnyös tulajdonságait. Kétkomponensű rendszerek előállítását ismertet a 2 931 786 számú amerikai és a 960 488 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás. Az utóbbi eljárással 150 'C feletti hőállóság mellett jó rugalmassággal és tapadással rendelkező bevonat alakítható ki. Az izocianáttal történő két alapvető módosítási lehetőséget összehasonlítva a vegyszer- és oldósze1 rállóságot és a termoplaszticitást tekintve egyértelműen a kétkomponensű, térhálósított kötőanyag alkalmazása ad jobb eredményt. Ugyanakkor az egykomponensű kötőanyag oldat felhasználása alkalmazástechnikaüag kedvezőbb, a bevonóanyag számos vonatkozásban, így pl. a felületi keménységet, rugalmasságot, tapadó képességet tekintve is igen jó eredményt ad. Az irodalmi hivatkozásokból is látható az a tény, hogy az izocianáttal történő reagáltatás ne eredményezzen térhálósodást és ezáltal oldhatatlan termék keletkezését, a reakciópartnerek átlagos funkcionalitását kell kis értéken tartani. Ez az eljárás széles körű és általános alkalmazásának erős korlátot szab. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy ha a szokásosan használt hidroxilcsoportokat tartalmazó poliszüoxán-poliészter kondenzátumokat poliizocianátokkal reagáltatjuk akár szobahőmérsékleten, akár 100-150 °C hőmérsékleten, gyorsan térhálósodó, gélesedő terméket kapunk. Azokat a feltételeket kellett megtalálni, amelyek mellett reagálta tva a komponenseket, még oldható gyantaoldatot kapunk. Arra a meglepő felismerésre jutottunk, hogy ha a reakciópartnereket, vagyis a reakcióképes polisziloxán-poliészter kondenzátumot és a poliizocianátot 20-160 °C, előnyösen 80-130 ”C hőmérséklet intervallumban, 40-65 tömeg%-os oldószeres, előnyösen xilolos és vagy etilén-glikol-acetátos oldat formájában, a szilárd anyagra számolva 1-4 tömeg% (t%) tercier-amin jelenlétében 30-120 percig reagáltatjuk, majd az elegyhez 2-5 t% alifás alkoholt adagolunk, akkor jól tárolható, festékipari bevonóanyag előállítására használható gyantaoldatot kapunk. Az ebből kialakított bevonat jó hőállósága mellett kitűnik megnövelt mechanikai tulajdonságaival, elsősorban rugalmasságával. A tercier-amin mennyisége rendkívül meghatározó. A találmány szerinti intervallum alatti menynyiség alkalmazása esetén a reagáltatás során gélesedés következik be, a felső határértéknél nagyobb mennyiségek alkalmazása során pedig a kompozíció tárolhatósága erősen megrövidül, csak néhány nap, esetleg egy hét lesz. Relatíve kis izocianát mennyiségek alkalmazása esetén pedig tercier-amin használata nélkül nincs gélesedés, és az így kapott terméknem mutatja a találmány szerinti módosítás előnyeit. A találmány tárgya tehát eljárás poliizocianáttal módosított polisziloxán- vagy polisziloxán-poliészter-kondenzátum oldat előállítására. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a 25-55 tömegrész 0,8-3,51% hidroxilcsoport tartalmú polisziloxán-poliészterkondenzátumot 30- 60 tömegrész oldószerben, előnyösen xilolban és/vagy etilglikol-acetátban oldva 40-65 t%-os oldat formájában, valamint 1-30 tömegrész 3,0- 18,0 t% izocianát tartalmú poliizocianátot, amely oldószermentesen 7000-9000 mPas, 70-80 tömeg%-os oldószeres, előnyösen etilglikolacetátos, oldatban 150-350 mPas viszkozitású, 0,4-2,2 tömegrész tercier-amin, így trietil-amin, jelenlétében 20-160 °C-on, előnyösen 100-130 °C-on, 30- 600 percig, előnyösen 30-120 percig reagáltatjuk, majd 2,5-5,0 tömegrész alifás egyértékű alkohollal, 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
