168365. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliuretán-habfóliák előállítására
168365 7 8 b) Olyan polimertípusok alkalmazása, amelyek tapasztalat szerint magasabb koncentrációjú ionos poliuretán-diszperziók előállítását a szokásos jellemzők betartása mellett is lehetővé teszik. c) a poliuretánban levő ioncsoport-tartalom csökkentése a polimer diszpergálásához elkerülhetetlenül szükséges minimumra. A technika állásához tartozó eljárásokban az előpolimer előállításánál az alkalmazott polioltól és diizocianáttól függően meghatározott, részben nagyon különböző NCO/OH-jellemzőket tartanak be, hogy finom részecskékből álló, stabil diszperziók keletkezzenek, és ezek optimális mechanikai szilárdságú, optimális öregedésállósággal rendelkező poliuretán-filmmé száradjanak. Az előnyben részesített jellemzők még azonos poliol esetén is az aromás és alifás diizocianátoknál teljesen különbözőek, továbbá az alkalmazott poliol molekulasúlyától is függnek. így például előnyösnek bizonyult, ha 2000 átlag-molekulasúlyú OH-szám = 56) adipinsav- és ftálsavpoliészterek, poliéterek, polikaprolaktonok, polikarbonátok vagy azok keverékének és alifás diizocianátok, így 1,6-hexametilén-diizocianát, 1,11 -undekametilén-diizocianát, l-izocianáto-3,3,5-trimetil-5-izocianátometil-ciklohexán vagy OCN-(CH2 ) s -COO-(CH 2 ) 2 NCO reakciótermékén alapuló diszperziók esetén 1,7 és 2,'0 közötti NCO/OH-jellemzőt tartanak be. Ezzel szemben aromás diizocianátok, például 4,4'-diizocianáto-difenilmetán és az izomer toluilén-diizocianátök vagy azok keveréke esetén az előnyös NCO/OH-jellemző <£1,4. Ha rövidszénláncú, 800-1000 átlag-molekulasúlyú (OH-szám 140-112) poliolokat alifás diizocianátokkal reagáltatnak, az NCO/OH-jellemző előnyös tartománya 1,2—1,5. Az előpolimerhez szükséges ionos lánchosszabbító reagens mennyiségét az idézett eljárások szerint úgy választják meg, hogy az összpolimerben az ioncsoport-tartalom 100 g szárazanyagra számítva 10—20 milliegyenérték legyen. A fenti körülmények között ugyan finom részecskékből álló stabil és hígfolyású poliuretán-diszperziót kapnak, a diszperzió szárazanyag-tartalma azonban sem a hozzáadott diszpergálóviz mennyiségének csökkentésével, sem a 40%-os diszperzió hosszabb időn keresztül végzett desztillálásával a 40%-ot lényegesen meghaladó értékre nem növelhető anélkül, hogy a diszperzió tulajdonságai meg nem romlanának. Csomós, inhomogén, sőt pasztaszerű masszák keletkeznek. A diszperzió egyéb külső tulajdonságainak változatlanul maradása mellett nagyobb szárazanyag-tartalom biztonságos módon úgy érhető el, hogy az előpolimer előállítása során, a szokásos, fentiekben megadott értéknél kisebb NQO/OH-jellemzőt választunk, így alifás diizocianátokat a felsorolt, 2000 átlag-molekulasúlyú poliolokkal NCO/OH = 1,4-1,5 mólarányban, 800-1000 átlag-molekulasúlyú poliolokkal NCO/OH - 1,1-1,2 mólarányban reagáltatva kapunk koncentrált, hígfolyású, finom részecskékből álló, stabil diszperziót. Ezen arány mellett az optimális ioncsoport-tartalom 100 g össz-szárazahyagtartalomra számítva szintén 10-20 milliegyenérték, a vízmennyiséget viszont úgy tudjuk szabályozni, hogy mintegy 50%-os 'diszperzió keletkezzék, és ez a diszperzió mégis hígfolyású és részecskemérete kellően finom. A szokásos NCO/OH-jellemzőnél alacsonyabb értékre való korlátozás kényszerűséggel a diszperzió-5 ból készült fóliák és habok mechanikai tulajdonságainak csökkenésével jár, úgy hogy a homogén poliuretán-fólia meghatározott húzószilárdsága iránt támasztott követelmény nem a priori teljesíthető. A szokásosnál alacsonyabb NCO/OH-jellemző okozta szilárd-JQ ság-csökkenés ellensúlyozásának egy lehetősége, hogy az alacsony jellemző betartása mellett szabad glikolokat, például etilénglikolt, 1,4-butándiolt, 1,6-hexándiolt stb. építünk az előpolimerbe, mert az ilyen glikolok a poliuretán szilárdságát javítják. 25 Az alábbiakban példaként néhány poliuretán-diszperziót írunk le. Az egyik ilyen diszperzióból készült homogén fólia húzószilárdsága 250 kp/cm2 (C-jelzésű, 40%-os diszperzió, NCO/OH-jellemző: 1,80;a diszperzió nem habosítható kompakthabbá. Azonos kiin-20 dulási anyagból alacsonyabb NCO/OH-jellemzővel előállított, nagyobbkoncentrációjú diszperzióból készült fólia húzószilárdsága mintegy 100—150 kp/cm2 (I- és K-jelzésű, körülbelül 50%-os diszperziók, NCO/OH-jellemző: 1.4—1,5). Ha azon is kiindulási komponen-25| sekből és ugyanolyan alacsony NCO/OH-jellemző mellett előállított előpolimerbe azonban például 1,4-butándiolt építünk be, a fólia húzószilárdsága 227 kp/cm2 -re növekszik (L-jelzésű termék). A szokásosnál kisebb NCO/OH-jellemzők betartá-301 sán kívül speciális poliolok, előnyösen ftálsavpoliész-1 terek alkalmazása is lehetővé teszi a nagykoncentrációjú poliuretán-diszperziók előállítását. A ftálsavpoli, észterek átalában a szokásos jellemzők (azaz ' NCO/OH kb. 1,8; 2000 átlag-molekulasúly mellett) 35 betartásával is magasabb koncentrációjú, finom részecskékből álló, hígfolyású, jól habosított diszperziókká dolgozhatók fel. A ftálsavészter alapú termékek szilárdsága azonban csak közepes, rugalmasságuk alacsony hőmérsékleten csekély (G-jelzésű termék). 40 Az alacsony viszkozitású, finom részecskeméretük és magas szárazanyag-tartalmuk miatt jól habosítható poliuretán-diszperziók előállításának egy további lehetősége, hogy szokásos jellemzőkkel (NCO/OH = 1,8; 2000 átlag-molekulasúly mellett) előállított elő-45 polimeren alapuló diszperzió ioncsoport-tartalmát minél kisebb értékre redukálják. Ezt előnyösen nem a lánchosszabító reagens szokásos mennyiségének egyszerű csökkentésével, hanem az ionos lánchosszabbító reagens nemionos lánchosszabbítókkal való részleges 501 pótlásával érjük el, úgy hogy a lánchosszabbítók mólmennyisége azonos marad. Poliuretán-diszperzióknál a legelőnyösebb ioncsoport-tartalom 100 g szárazanyagra számítva általában 15 milliegyenértéknél magasabb, ezt az értéket azonban 10 milliegyenérték 55 alatti értékre is csökkenthetjük anélkül, hogy a diszperzió koagulálódna. Az ionos csoportok minimális szükséges mennyisége természetesen az alkalmazott poliol és diizocianát hidrofil, illetve hidrofób jellegétől is függ. A példaként leirt H-jelzésű termék-60 ben a szulfonátcsoport-tartalom az ionos lánchosszabbító (H2 N-CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 -S0 3 Na) mintegy 60%-ának nemionos aminokkal történő helyettesítése révén 100 g szárazanyag-tartalomra számítva 9,4 -SO3- milliegyenértéket tesz ki, míg a 65 máskülönben teljesen azonos C-jelzésű termék ioncso-4
