186707. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vizes diszperziós bevonóanyag előállítására
1 186 7(T 2 A találmány tárgya: eljárás olyan vizes diszperziós bevondanyag előállítására, amely textil-, bőr és festékipari célokra egyaránt alkalmazható. A találmány szerint előállított vizes diszperziós bevonóanyag egy speciális összetételű kopolimert és adott esetben pigmenteket, töltőanyagokat és ismert polimerdiszperziókat is tartalmaz. Az utóbbi években a festékiparban — és egyéb felhasználási területeken is - a polimerek vizes diszperzióját tartalmazó bevonóanyagok alkalmazása egyre elterjedtebb. A vizes diszperziós bevonóanyagok - miután oldószerük viz - a környezetet nem szennyezik és kis viszkozitásuk mellett magas szárazanyag-tartalommal rendelkeznek. Azt tapasztaltuk az ilyen diszperziós polimer kötőanyagú kompozíciók esetében, hogy ha bizonyos határig növeljük a kötőanyag polimerizációs fokát, fokozódik a kompozícióból nyert bevonat rugalmassága, hőállósága, valamint javulnak a tapadási tulajdonságai. A felhasználók igényeinek növekedése, továbbá a speciális követelményeknek is megfelelő bevonatok előállítására való törekvés azt eredményezi, hogy a korszerű kötőanyag polimerek 3—4, sokszor 6—7 monomerből állnak. Igen gyakori, hogy vízben oldódó és vízben nem oldódó — vagyis igen eltérő polaritású — monomerekből építik fel a kötőanyag polimert. Azt is felismerték, hogy az eltérő jellegű monomerek együttes polimerizálásával olyan kopolimerek állíthatók elő, amelyeknek tulajdonságai előre tervezhetők. (Halikova F. R.: Him. Farm. Zsurn. 13. 12. 15-20, 1979.) Különböző polaritású monomerek kopolimerizálását ismerteti a 157 210. és a 164 377. számú magyar szabadalmi leírás. Az 1 794 223. számú német szövetségi köztársaságbeli nyilvánosságrahozatali irat vizes diszperziós bevonóanyag előállítását ismerteti. A bevonóanyagban kötőanyagként olyan polimert alkalmaznak, mely akrilsavészterből, szűrőiből, metakrilsavészterbó'I, N-metilol-akril-amidból és akrilsavból áll. A 2 841 046. számú német szövetségi köztársaságbeli nyilvánosságrahozatali irat pedig olyan víz jelenlétében előállított polimert ír le, mely butil-akrilátból, akrilnitrilből, sztirolból, akrilsavamidból és metakrilsavból áll. Iniciátorként a polimerizálás során azodiizobutiro-N(hidroxi-alkil)-amidint használnak. Akril-nitril homo- vagy kopolimerizációjánál ismert katalizátor a p-toluol-szulfinsav. A 3 345 350. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás és a J. Polym. Sei. Part C. No 16. 1231-45. folyóiratban megjelent cikk ilyen katalizátorok alkalmazását ismerteti. Fogászati célokra használt akrilát polimereket is ptoluol-szulfmsav és peroxid vegyület katalizátor jelenlétében állítanak elő (966 280. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás). Az így előállított vizes diszperziós bevonóanyagok stabilitása azonban sok esetben nem kielégítő. Igen gyakran tapasztalható ezeknél a kompozícióknál, hogy állás, tárolás közben szilárd lerakódás keletkezik és ezenkívül a polimer és a töltőanyagok, illetve pigmentek összeférhetősége sem mindig megfelelő. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy ha az önnagukban ismert poláros és apoláros monomereket u általunk meghatározott mennyiségi arányhatárok között elegyítjük és ezenbelül a vízben nem oldódó monomerek és a vízben oldódó monomerek egymáshoz viszonyított tömegarányát (95-75) : (5-25) közötti értéken tartjuk és a polimerizálást speciális összetételű redox katalizátor rendszer jelenlétében végezzük, olyan vizes diszperziót kapunk, amely az ismert kompozíciókhoz képest nagyobb tárolási stabilitású, ugyanakkor javul a töltőanyag összeférhetősége a pig- ‘ menttel. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy a találmány szerinti bevonóanyagnak nem csupán a tárolási stabilitása nő, hanem a belőle készült bevonat tapadószilárdsága is javul, a hasonló, korábban már ismertekhez képest. A találmány szerinti bevonóanyag kötőanyag-kopolimeijét 4—12 tömeg % akril-nitrilből, 5-40 tömeg % sztirolból, alfa-metil-sztirolból vagy vinil-toluolból, 33— 86 tömeg% akrilsav- és,/vagy metakrilsav-észterből, adott esetben 3-10 tömeg% 1-4 szénatomszámú alifás alkoholokkal képzett maleinsav-észterből, illetve N-metilolakril-amid éterszármazékából - mint vízben nem oldódó monomerekből — vízben oldódó monomerként 5-15 tömeg % akrilsavból és/vagy metakrilsavból és adott esetben 3-10 tömeg% maleinsav-monoalkil-észterből, illetve N-metilol-akri!-amidból állítjuk elő. A kopolimerizálást vizes közegben speciális összetételű redoxi katalizátor-kombináció jelenlétében végezzük. Ez a katalizátor-kombináció ismert iniciátorból, benzol-, illetve p-to!uo!-szulfmsavból, illetve ezek sójából és egy szervetlen ezüstsóból áll. Iniciátorként a redoxi katalizátorok mellett általában a következő vegyületeket alkalmazhatjuk: hidrogén-peroxidot, szervetlen perszulfátokat, perborátokat, perkarbonátokat, karbamid-peroxidot, ózont, illetve ózonidokat. Az iniciátor mennyisége a monomerek mennyiségére számítva előnyösen 0,02—1 tömeg %. A katalizátorkombináció további komponenseként benzol-, illetve p-toluol-szulfínsavat, illetve ennek sóját alkalmazzuk a monomerekre számítva 0,005-0,2 tömeg% mennyiségben, a katalizátor kombináció harmadik komponense egy szervetlen ezüst só, előnyösen ezüst-nitrát. Ez utóbbi mennyiségi aránya a monomerek teljes mennyiségére számítva 0,005-0,1 tömeg %. Az oxigén inhibitáló hatásának kiküszöbölésére a berendezést célszerű nitrogéngáz árammal átfúvatni. A redoxi rendszerben lévő ezüst só nemcsak polimerizációs katalizátorként fejt ki hatást, hanem a monomerek egyikével — az akril-nitrillel - komplex vegyületet is képez, amely a keletkezett polimer stabilitását, tapadószilárdságát jelentősen növeli. A vizes közegben emulgeátorok alkalmazása mellett polimerizálunk. Emulgeátorként ionos vagy nemionos emulgeátorokat használunk, a monomerekre számított 0,2—3 tömeg % mennyiségben. A polimerizációs közegben védőkolloidokat is alkalmazunk, a monomerekre számítva 0,1-1,5 tömeg%ban. Védőkolloidként: metil-celiulózt, oxi-etil-cellulózt, poliakrilsavat, poliakrilsav-sót, benzimidazol-származékokat, ezek sóit, zsírsav metil-taurin kondenzátumokat stb. alkalmazunk. A polimerizáció során a pH-értéket célszerűen 5,6—6,5 közé állítjuk be pufferek alkalmazásával. Kívánt esetben láncszabályzó adalékokat is alkalmaz-5 10 15 20 25 30 35 40 4b 5) 55 eo (15 2
