184477. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy reaktivitású, észterezett melamin-formaldehid gyanták előállítására
1 184 477 2 A találmány nagy reaktivitású, éterezett melamin-formaldehid gyanták előállítására vonatkozik, amelyek butilalkohol, melamin és formaldehid kiindulási anyagokból, szerves savakkal, majd szerves bázisokkal beállított pH = 3,5 -5,5 majd pH = 4,5 - 6,5 érték mellett egyidejűleg végbemenő addíciós, kondenzációs és éterezési reakciókkal képződnek. Ismeretes az, hogy a lakk- és festékipar a korszerű beégetős festékekben elsősorban az éterezett melamin-formaldehid gyantákat alkalmazza, mivel ezeknek az éterezett karbamid-formaldehid gyantákhoz képest kisebb a vízérzékenységgel dolgozó szaiagrendszerü, alagútban végzett felületkezelés elterjedése következtében megnövekedelt az igény a kifejezetten nagy reaktivitású, rövid idő alatt és alacsony hőmérsékleten beégethető gyantakeverékekhez alkalmazott éterezett melamin-formaldehidgyanták iránt. Az ismert eljárásokban a gyanták reaktivitását az alkotó komponens, így a melamin, a formaldehid es az alkohol mennyiségi arányának változtatásával szabályozzák. Az aktivitás szabályozásával azonban egyúttal alapvetően változnak a gyanta egyéb fontos jellemző tulajdonságai, mint például az oldhatóság, az összeférhetőség más gyantákkal, a bevonatok kémiai tulajdonságai stb. Fontos célkitűzés lehet az, ha a kiindulási anyagkomponensek arányainak változatlanul hagyása mellett sikerülne a gyanták aktivitását szabályozni. A szakirodalom szerint az izo-butiiaikoholial éterezett melamin gyanták műszakilag egyenértékűek a normál butilalkoholla! éterezett melamin gyantákkal, reakcióképességüket tekintve azonban használatuk előnyösebb (Albert Bachmann és Tassilo Bertz: Aminoplaste 126. old.). Az izo-butilalkohol alkalmazását indokolja a műszaki szempontokon túlmenően az is, hogy ára lényegesen kedvezőbb mint a normál-butanolé, ennek következtében a tennék alkalmazása gazdaságos. Az éterezett mélám in--form aldehid gyanták kémiájával részletesen foglalkozik a szakirodalom, többek között: Houben-Weyl: ..Methoden der Organischen Chemie”, (Band XIV/2); Makromolekulare Stoffe (Teil 2. 319-361. oldal); H. Wagner és H. F. Sarx- Lackkunstharze 61-77. oldal; Dr. Kovács Lajos: Lakkműgyanták I. (Mérnöki Továbbképző intézet, 50 — 56. oldal). A szakirodalomban ismertetett eljárások többnyire a következő műveletek sorozatából tevődnek össze: a melamin előkondenzációja formaldehiddel (metüol-melaminok képződése) általában gyengén lúgos közegben, a mctiioi-melaminok kondenzációja, majd az előkondenzátum éterezése savas közegben. A vizes formaldehid használatakor nagymennyiségű víz eltávolítása szükséges. Ez elkerülhető, ha paraformaldehidet (150 972. számú magyar szabadalmi leírás) illetve alkoholos formaldehid oldatot (174 110. számú magyar szabadalmi leírás) alkalmaznak. Attól függetlenül, hogy normál-butilalkoholla! vagy izo-butilalkohollal végzik az éterezett melamin-formaldehid gyanták előállítását, mind a gyártási idő, mind az energiaszükséglet szempontjából gazdaságos lenne egy olyan eljárás, amelyben a fentebb említett, részben exoterm folyamatok, térben és időben együtt zajlanak le. A szabadalmi irodalom szerint tisztán izo-butilalkohollal éterezett melamin gyanták esetében általában a legkorszerűbb, paraformaldehidből kiinduló eljárásoknál megfelelő minőségű termék előállításához jelentős mennyiségű vizet és metilalkoholt kell adagolni. Ez technológiai szempontból nyilvánvalóan hátrányos a víz illetve a metilalkohol eltávolításának szükségessége miatt. Reprodukciós kísérletekben azt tapasztaltuk, hogy a hivatkozott magyar szabadalmi leírásokban ismertetett eljárások akkor vezetnek eredményre, ha normál-butanolt legalább 25 ?-6-nyi mennyiségben alkalmazunk izo-butilalkohol mellett. Az 1 595 224. számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás ismertet egy olyan eljárást, amely szerint kizárólag izo-butilalkohollal éterezett melamin-formaldehid gyanták gyenge savas közegben állíthatók elő. Az eljárás azonban legfeljebb 5 : 1 formaldehid-melamin mólarány mellett valósítható meg. Ez a mólarány a gyanta polifunkciós tulajdonságait rontja, gyengébb a gyanta térhálósító képessége, emiatt felhasználhatósága is korlátozott. A lakkfestékiparban általában használt, ennél nagyobb formaldehid-melamin mólarányok alkalmazása mellett a gyártás éppen a gyanta megnövekedett polifunkciós tulajdonsága miatt válik kritikussá. Kutatásaink olyan eljárás kidolgozására irányultak, amely egyszerű, anyag- és energiatakarékos, az ismert eljárások hátrányait kiküszöböli és biztosítja kizárólag izo-butilalkohol alkalmazását is. Célunk volt továbbá reprodukálhatóan előállítható és jó! szabályozható aktivitású, célszerűen nagy reaktivitású éterezett melamin-formaldehid gyanta technológia kidolgozása. A találmány tárgya eljárás lakk- és festékipari bevonóanyagokban használható éterezelt, nagy reaktivitású melamin-formaldehid gyanták előállítására oly módon, hogy 1 mól melamint és 5.0 -8,0 mól formaldehidet vagy paraformaldehidet, 5,0-7,0 mól négyszénalomos alifás alkoholt - a melamin-formaldehid együttes mennyiségére számítva - 1,4— 1,2 s% szerves polikariaonsavanhidrid jelenlétében 3.5 —5.6 pH-iarlományban forrásponton reagáltiUunk. majd az elegy kitisztítása után a reagáltatást - a melamin és formaldehid együttes mennyiségére számítva - 0.5 — 2 $% szerves bázis jelenlétében 4,5 —6.5 pH-érlék mellett folytatjuk. Formaldehidként részben használhatunk gyártásból származó, alkoholos formakiehidoldalol. A polikarbonsavanhidrid flálsavanhidrid és/vagy maieinsavanhidrid vagy kopolimerizált maleinsavanhidrid. A szerves bázis tercier vagy szekunder amin, előnyösen trielil-amin vagy diizopropil-amin vagy ezek elegye. Az új eljárás szerint előállított, tisztán izo-butilalkohollal éterezett melamin-formaldehid gyanták is kristályosán tiszták, tulajdonságaik azonos kiin-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
