202890. lajstromszámú szabadalom • Eljárás javított rugalmasságú kikeményített telítetlen poliésztergyanta előállítására
1 HU 202890 B 2 A találmány tárgya, javított rugalmasságú, kikeményített telítetlen poliésztergyanta előállítására, amely önmagában vagy rideg poliésztergyantákkal keverve használható. A maleinsavanhidridből, ftálsavanhidridből (vagy egyéb aromás dikarbonsavakból) és glikolokból felépített sztirolban oldott telítetlen poliészter gyanták a térhálósság magas foka miatt rugalmatlanok. Lágy, illetve rugalmas gyantákat úgy lehet előállítani, hogy a monomer mentes poliészter molekulalánc kettős kötéseit hosszabb szénláncú alifás karbonsavak kondenzációs beépítésével egymástól eltávolítják, vagyis a kettős kötéseket felhígítják. Ennek ellenére az ütésállóság és a szakadási nyúlás nem növekszik a kívánt mértékben. Modifikáló alifás dikarbonsavként elsősorban az adipinsavat és szebacinsavat alkalmaznak, melyeknél azonban problémaként jelentkezik a poralitási viszonyok megváltozása, vagyis a sztirolban való oldhatóság csökkentése. Ilyen poliésztergyanták előállítását mutatják be a 923 392 számú német szövetségi köztársaságbeli és a 2 423 093 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban. A 850 610 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásból kitűnik, hogy hosszabb szénláncú telített glikolok beépítése a makromolekulába ugyancsak rugalmasság növelő hatású, így pl. 1,4-butilénglikol alkalmazásával a rendszer nyúlási viszonya kedvezően változik. Ebben az esetben problémák keletkeznek azonban a gyanta előállítása során az észterezési reakcióban, mivel az 1,4-glikolok furángyűrű képződésre hajlamosak, így glikoljellegüket elveszítve nem teljes mértékben vesznek részt a polikondenzációs folyamatban. A 815 542 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás szerint kétértékű alkoholok poliaminokkal való részleges vagy teljes helyettesítése révén igen elasztikus, nyújtható poliésztergyanták nyerhetők, ezek azonban rendkívül rossz sztirololdhatóságuk és magas áruk miatt a gyakorlatban nem jönnek számításba. Keresték annak a lehetőségét, hogy a poliészterlánc felépítésének meghagyása mellett a ridegség csökkentésére, a sztirolt helyettesítsék részben vagy egészben kopolimerizációra képes egyéb monomerekkel. Sztirol helyett akril-nitril alkalmazásával, pl. jó eredmények kaphatók a ridegség csökkentésére, viszont ebben az esetben a kopolimerizáció lefutása nem kellően reprodukálható. Hátránya továbbá, hogy az akril-nitril a maleinát-telítetlenség jelenlétében is hajlamos a homopolimerizációra, így ennek következtében a kikeményített termékben gyakran zavarosodás, inhomogenitás keletkezik. (Unsoturated Polyesters, Els. Púid. Comp. NY 1964.) Valószínűleg ebből következőén a poliészterek területén az akril-nitril-gyakorlati felhasználása visszaszorult és a szabadalmi irodalomban is ritkán tárgyalja ezt a lehetőséget. Kísérleteket végeztünk javított rugalmasságú telítetlen poliésztergyanta előállítására. Azt tapasztaltuk, hogy ha a gyantát legalább négy szénatomos lineáris dialkohol-éterből (glikolból) vagy ezek elegyéből és aromás telített dikarbonsavból, előnyösen ftálsavból és/vagy izoftálsavból és alifás telítetlen karbonsavanhidridből, így maleinsavanhidridből állítjuk elő úgy, hogy a glikol- sav, illetve savanhidrid mólarányt 1,1:1,0-1,2:1,0 közötti értéken és a telítetlen alifás savanhidrid-telített aromás dikarbonsav, illetve anhidrid mólarányt 1:3 és 1:4 közötti értéken tartjuk, így kedvezőbb rugalmasságú végterméket nyerünk. Azt találtuk, ha ezt az arányt a fent megadottnál alacsonyabb értéken tartjuk, a kikeményített poliésztergyanta rugalmassági tulajdonsága (szakadási nyúlás) jóval alacsonyabb érték - mint a találmány szerinti poliésztergyantánál - ugyanakkor a gyanta szakítószilárdsága viszonylag magas érték. Ha ezt az arányt a találmány szerintinél magasabbra állítjuk be, a gyanta rugalmassága (szakadási nyúlása) ugyan tovább növelhető, de keménysége, szakító szilárdsága annyira leromlik, hogy a gyanta nem használható a gyakorlatban. Megállapítottuk tehát, hogy egy kitüntetett telítetlen sav - telített sav mólarány betartása esetén a gyanta rugalmassága ugrásszerűen megnő és a szakítószilárdsági és keménységi értékek is a felhasználhatóság szempontjából megfelelő szinten vannak. Ugyanakkor kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy ha a legalább négy szénatomos glikolok helyett alacsonyabb szénatomszámú glikolt vagy ilyen glikolt tartalmazó elegyet használunk kiindulási anyagként, a kikeményített poliésztergyanta szakítási nyúlása ugyancsak nagymértékben lecsökken. Ha a reakcióelegyben izoftálsavat is alkalmazunk, a poliésztergyanta polikondenzációját két lépcsőben végezzük. Az első lépcsőben a magas olvadáspontú izoftálsavból és a glikolból történő diészterképzést folytatjuk le, legfeljebb 20 °C-on történő reagáltatással, majd a második lépcsőben beadagoljuk a maleinsavanhidridet és legfeljebb 190 °C-on végezzük a poliésztergyanta előállítását 10-30-as savszám eléréséig. Ha a kiindulási elegy izoftálsavat nem tartalmaz, egy lépcsős kondenzációt végzünk 50-190 °C-on, mivel valamennyi reaktáns ezen a hőfokon homogén elegyet képez, vagyis megömleszthető. A találmány szerint előállított terméket formatestek, leginkább nyomdaipari nyomóformák előállítására használjuk. A találmányi eljárás alifás telítetlen monokarbonsavanhidridből és aromás telített dikarbonsavból és/vagy anhidridből, valamint glikolból történő kikeményített telítetlen poliésztergyanta előállítása egy vagy két lépcsős kondenzációval, majd a gyantának - a gyantaoldat tömegére számítva - 30-40 tömeg% monomerben történő oldásával, majd kikeményítésével úgy, hogy glikolként legalább négy szénatomos lineáris dialkoholésztereket vagy ezek elegyét alkalmazzuk és ezeknek a sav és savanhidrid vagy savanhidridnek elegyéhez viszonyított mólaránya 1,1:1 és 1,2:1 közötti. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
