155889. lajstromszámú szabadalom • Eljárás akrilát-kopolimer alapú lakkipari műgyanták, lakkok és zománcok előállítására

3 biztosíthatók aktív oldószeres kopolimerizációval — azaz ilyen, körülmények között milyen összetétellel, katalizátor rendszerrel és reakciókörülményekkel biztosítható ' az optimális molsúly és szerkezet. 5 Ismert, hogy egy kopolimer összetétele adott kiinduló monomereknél és adott százalékos összetételnél a láncreakció és így a katalizátor függvénye is. A kopolimer összetétele gyakorlatilag független a hőmérséklettől ill. a reak- 10 eió sebességétől. A kopolimerlánc hossza a polimerizáció és a lánczáródás sebességének hányadosával egyenlő. Egy kopolimer összetétele, szerkezete rendkívül fontos és meghatározza a fizikai és kémiai 15 tulajdonságokat egy bizonyos mértékig, mert adott összetételnél ill. szerkezetnél a molsúly nagy mértékben befolyásolja a rugalmasságot, tapadást, keménységet stib. Azt találtuk, hogy a legtöbb akrilátos lakk- 20 ipari műgyantákra összetételüktől függetlenül, egy adott molsúlynál nyerhetők a legjobb lakktechnikai tulajdonságok és ez 150 000—250000 közötti intervallumban található. Természetesen az összetétel és a szerkezet rendkívül fontos a 25 tulajdonságok kialakításában — megállapításunk általános jellegű és az adott kopolimereknél az optimális molsúlyt határolja körül. Fenti intervallumban a legjobb a film tapadása, és optimális az arány a keménység, rugalmasság s© és ütésállóság között. Azt találtuk továbbá, hogy metakrilsav- és akrilsavészterek illetve ezek keverékei, melyek célszerűen poláros monomereket is tartalmazhatnak, aktív oldószerekben, aromás szulfid ill. &5 diszulfid vagy aromás oxidok és szerves peroxidokból képzett katalizátor rendszerrel, 100 C°-nál magasabb hőmérsékleten ügy kopolimerizálhatólk, hogy még 50%-os oldatban (monomer konc) is a fent említett optimális lakk- 40 technikai tulajdonságú filmet adó molsúlyú, illetve szerkezetű kopolimer nyerhető. A fenti körülmények között egy aromás oxid ill. szulfidgyök keletkezik, mely úgy az iniciálásban, mint szerkezet kialakításában és a záró 45 reakcióban részt vesz. Ezen hatásoknak együttesen köszönhető valószínűleg a fenti optimális lakktechnikai tulajdonságokat mutató kopolimer kialakítása. 50 Azt találtuk továbbá — és ez sem volt előrelátható — hogy a fenti módon kialakított kopolimer térhálósodása jobb és alacsonyabb hőmérsékleten következik be adalékanyagok hozzáadása esetén, ha a kopolimerizációnál bortri- 55 kloridot vagy bornitridet is alkalmazunk. Az eljárás lényege tehát, hogy oldószeres közegben metakrilsavakrilsavésztereket- és poláros monomereket kopolimerizálunk, aromás szulfid, diszulfid ül. oxid és szerves peroxid 60 katalizátor rendszerrel, 100 C°-nál magasabb hőmérsékleten. A metakrilsav —• akrilsavészterek — poláros monomerek aránya célszerűen 20—70—-10%, illetve 35—50—15%, illetve 55— —44—1% között változhat, az aromás szulfid 65 4 vagy diszulfid ill. oxid 0,05—1% között alkalmazható, a szerves peroxid mennyiség 0,1—1% között változhat. A kopolimerizáció befejeződése után az át nem alakult monomereket ledesztilláljuk, célszerűen 3 alkotós azeotrop elegy képzésével, majd a beégető típusok előállítása esetén amingyantákat, epoxi gyantákat, rövidolajos alkid műgyantákat vagy keverékeit alkalmazzuk adalékként, célszerűen a kopolimer mennyiségéhez viszonyítva 10—30%ban, majd célszerűen 2—50% szervés vagy szervetlen pigmentet diszpergálunk és adott esetben önmagában ismert adalékanyagot adunk hozzá. Eljárásunk eklatáns példája annak, hogy a vinilmonomerék nem konvencionális polimerizációja ill. kopolimerizációja a lakkipari műgyanták területén is milyen nagy lehetőséget jelent (Gagiord N, Hoffenberg; Adv., Petr. Chem. Eefin. 10. k, 275--313, 1965). Metakrilsavészter gyanánt célszerűen inetil-etil vagy butilmetakrilátot használunk, akrilsavészterként etil és butilakrilátot alkalmazunk azzal, hogy a metakrilátok keményebb, az akrilátok rugalmasabb és lágyabb filmet adnak, ami a továbbiakban függ még az alkalmazott alkilcsoport hosszúságától. Általában oktilig csökken a keménység ill. nő a rugalmasság és lágyság. Célszerűen a metakrüsavakrilsavészter arány 60—40-től 20—80-dg terjed. Poláros monomerként akrilsav és/vagy akril- illetve metakrilamid és származékai, metakrilsav vagy /J-hidroxi-etilakrilsav ill. -metakrilsav alkalmazhatók, célszerűen monomerekhez viszonyítva 2—15%-ban. Az oldószer aromás szénhidrogén, pl. toluol, xilol stb. Aromás szulfid-, diszulfidill. oxidként alkalmazhatók: difenilszulfid, difenildiszulfid, diibenzilszulfid, di-dibenzildiszulf id ill. difeniléter és dibenziléter, valamint ezeknek származékai, célszerűen a monomer ossz mennyiségére 0,05—0,'9% mennyiségben. Szerves peroxid gyantát alkalmazható benzoilperoxid, diklórbenzoilperoxid, metiletilketonperoxid stb. célszerűen 0,1—1% mennyiségben. Bórtriklorid ill. bórnitridből célszerűen 0,5— —3%-ot használunk. A kivitelezés elve, hogy megfelelő visszafolyó hűtővel és keverővel, beérő hőmérővel és adagolóval ellátott reaktorba beadagoljuk az oldószert, majd a katalizátort. Utána hozzáadagoljuk a monomereket és előmelegítjük kb. 90 C°-ra, amikor megindul az exoterm reakció (kb. 20 kgcal/mol). Ebben a fázisban erőteljes hűtés szükséges. Célszerű a katalizátor mennyiségének, főleg a szerves peroxid mennyiségének csak 1/3—1/2-ét a kezdeti reakcióban hozzáadni. A monomer-oldószer arány célszerűen 1/1. Az exoterm reakció lezajlása után 100 C°-nál magasabb hőmérsékleten tartjuk addig, amíg egy kivett minta szárazanyag tartalma kb. 50% (súlyállandóságig szárítva). További szerves peroxid katalizátor hozzáadása után, amikor már nincs exoterm reakció,' az át nem alakult monomereket azeotrop desztillációval eltávolítjuk. Egy másik kivitelezési mód az, hogy az oldószert 80—100 t