202893. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vízzel hígítható, amingyantát tartalmazó, hőre keményedő gyantarendszerek térhálósítására
1 HU 202 893 B 2 A találmány tárgya, eljárás vízzel hígítható, amingyantát tartalmazó, hőre keményedő gyantarendszerek térhálósítására fémkomplexek alkalmazásával. Az így nyert gyantarendszer javított tárolási és bevonati tulajdonságokkal rendelkezik. A vízzel hígítható, hőre keményedő ipari festékek iránti érdeklődés egyre növekszik, mivel azok a környezetet nem károsítják. Az ilyen típusú festékek bevonatával szemben magas műszaki követelményeket támasztanak a felhasználók, sőt igénylik a beégetéssel kapcsolatos technológiai idő, illetve hőmérséklet csökkentését is. A megfelelő vízzel való hígíthatóság miatt a főleg karboxil- és hidroxilcsoportokat tartalmazó filmképzők (pl. alkidgyanták, akrilgyanták) térhálósítására leggyakrabban metilezett melamin-formaldehidgyantákat használnak, de karbamid és benzognanamin-alapú gyanták is forgalomban vannak. Ezeket a továbbiakban röviden összefoglaló néven amingyantaként említjük. A gyakorlatban az amingyanták reaktív csoportjainak a térhálósodási reakcióban mutatott eltérő viselkedése kínál lehetőséget a fent említett szempontok figyelembevételére. A vízzel hígítható, hőre keményedő gyanták térhálósításához elterjedten használják a teljesen alkilezett monomer jellegű hexametoxi-metil-melamint (HMMM). A metoxi-metil-csoport csak 120 °C felett képes reagálni és elsősorban a nagy savszámmal jellemezhető fílmképző karboxil-csoportjával. Hidroxilcsoportokkal csak a karboxil-csoportok, de méginkább külön a rendszerhez katalizátorként adott szervetlen és szerves savak hatására reagál megfelelő sebességgel. A HMMM - önkondenzációra való kis hajlama miatt- főleg a filmképzővel reagál és rugalmas, jó bevonati tulajdonságokat biztosít a kikeményedő bevonatnak. A metoxi-metil-csoportra jellemző reaktivitási tulajdonságok miatt ugyanakkor külső katalizátor távollétében általában jó tárolási stabilitást mutatnak a HMMM-t tartalmazó rendszerek. A nem teljesen éterezett polimer jellegű amingyanták metoxi-metil-csoportokat is tartalmaznak. Ezek a metilcsoportok külső katalizátor nélkül is képesek a metoxi-metil-csoportoknál nagyobb sebességgel a térhálósodási reakcióban résztvenni. A meghatározó reakció azonban ebben az esetben egyfajta önkondenzációt eredményez, aminek következményeként a HMMM-t tartalmazó rendszerekhez képest ridegebb bevonatok keletkeznek és a termékek tárolási stabilitása is kisebb. A gyorsabban kikeményedő gyanta térhálós szerkezetében visszamaradhatnak ugyanakkor a további reakció számára térbelileg gátolt, reagálatlan funkciócsoportok, melyek hatására a bevonat rosszabb víz- és vegyszerállósággal rendelkezik. Ilyen típusú gyanták előállítását ismerteti a 990.610 angol és a 4.101.520 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás. A beégetési idő, ileltve hőmérséklet csökkentésére- a nem teljesen éterezett amingyanták használatakor- a másik elterjedt módszer a katalizátorok alkalmazása, főleg a HMMM, illetve benzognan-amin-típusú térhálósítót tartalmazó rendszereknél. Ezek a katalizátorok szervetlen, illetve szerves savak lehetnek. A szervetlen sav, pl. sósav, alkalmazásának fő hátránya az, hogy a beégetés alatt elpárolog és emiatt komoly koróziót okozhat a beégető berendezésekben. Szerves sav katalizátorként leggyakrabban a para-toluol-szulfonsavat használják. Alkalmazása történhet úgy, hogy a belőle készült oldatot közvetlen felhasználás előtt adják a rendszerhez. Amennyiben már a lákk, illetve a festékgyásztás során történik a para-toluol-szulfonsav beadagolása, úgy a megfelelő tárolási stabilitás biztosítására a para-toluol-szulfonsavnak egy aminnal pl. trietil-aminnal, 2-amino-2-metil-propanollal képzett sóját adják a rendszerhez, úgynevezett blokkolt vegyület formájában. Ebben az esetben fontos az amin megválasztása, mivel a blokkoló hatás megszűntének a kívánt beégetési hőmérsékletnél alacsonyabb hőmérsékleten kell megtörténnie úgy, hogy ez ne befolyásolja károsan a tárolási stabilitást. A para-toluol-szulfonsavas katalizátor hátrányaként lehet megemlíteni, hogy hatására nem kívánt mértékben felgyorsul az amingyanta önkondenzációja is, ami a bevonati tulajdonságok, főleg a rugalmasság romlását idézi elő. Ennek a jelenségnek a kiküszöbölésére ismertetnek megoldást a 3.979.478 és a 4.075.176 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások. Ezek a sajátos szerkezetű dinonil-naftalin-szulfonsav, illetve a dinonil-naftalin-diszulfonsav katalizátor előállítására és alkalmazására vonatkoznak. Az ilyen katalizátorok elősegítik a filmképző és a térhálósító közti kondenzációt és javított bevonati tulajdonságok kialakulását. Meg kell jegyezni ugyanakkor, hogy ezek a savak, illetve ezeknek aminnal blokkolt vegyületei csak magasabb hőmérsékleten fejtik ki hatásukat a para-toluolszulfonsavhoz, illetve ennek azonos aminnal blokkolt vegyületeihez képest. A savas katalizátorok alkalmazásánál - a tárolási stabilitási, nehézségein túl - egyértelmű hátrányként jelenkezik az, hogy a bevonatban visszamaradó katalizátomyomok rontják a bevonat víz-, detergens- és egyéb vegyszerekkel szembeni ellenállóképességét. A fenti problémák, illetve hátrányok kiküszöbölésére irányuló vizsgálataink során arra a meglepő eredményre jutottunk, hogy a részlegesen éterezett amingyantákat tartalmazó hőre keményedő kompozícióknál az elterjedten használt szárítóknak, valamint az ezekben előforduló fémek szervetlen sóinak N-metil-pirolidonnal képzett komplexeit alkalmazva előnyösen befolyásolhatók a tárolási, stabilitási viszonyok, valamint a térhálósított bevonat víz- és vegyszerállósági tulajdonságai. Ugyanakkor lehetővé teszik a beégetési idő, illetve - hőmérséklet egyidejű csökkentését is. Az eljárásban javasolt részlegesen éterezett amingyanta (fémkomplex kompozíció számos olyan festékipari bevonóanyagnál alkalmazható, ahol hő hatására történik a bevonat kikeményedé se. Ennek során feltehetőleg az N-metil-pirrolidon ligandumu fémkomplex megbomlik és a többértékű fém új típusú fémkomplexet, illetve fémkoordinációs kötéseket képez a filmképző gyanták funkciós csoportjaival. Ennek eredményeként a részlegesen éterezett amingyantákat tartal5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
