187122. lajstromszámú szabadalom • Munkaegészségügyi szempontból javított tulajdonságú hígító cellulóz nitrát alapú lakkokhoz és festékhez
1 187 122 2 A találmány cellulóz-nitrát alapú festékek és lakkok hígítására alkalmas, munkaegészségügyi szempontból kedvező tulajdonságú hígítókra vonatkozik. Jelenleg sok festék és lakk hígítására szolgáló kompozíció nagy mennyiségű aromás oldószer öszszetevőt tartalmaz, melyek közül elsősorban a toluol és a xilol a legkárosabb az emberi szervezetre. Éppen ezért a munkaegészségügyi szakemberek egyik legfőbb törekvése, hogy az aromás szénhidrogén-oldószerek mennyiségét a lehető legkisebbre csökkentsék, a nyitott technológiák alkalmazása esetén. Ezek közül gyakoriságuk miatt elsősorban említenénk a felületkezelési és festési munkafolyamatokat. A találmány célja olyan új festékhígítók és nitrolakk hígítók kidolgozása, amelyek a műszaki követelmények kielégítése mellett az egészségre kevésbé ártalmas komponensekből állnak és legfeljebb minimális mennyiségben tartalmaznak az emberi szervezetre károsan ható aromás szénhidrogéneket. A gyakorlatban jelenleg alkalmazott nitrohígítók például, mintegy 601% toluolt tartalmaznak. Más festékhígítókban is hasonlóan nagy az aromás oldószerek aránya a teljes oldószermennyiséghez viszonyítva. Ezt a mértéket is meghaladja a 155. 518. számú magyar szabadalom példáiban az úgynevezett általános festékhígítók aromás oldószertartalma, mely mintegy 801% körüli is lehet. Ahhoz, hogy a találmány lényege egyértelműen világos legyen, szükség van arra, hogy megismeijük a nitrohígitók felépítését, ezen belül különös hangsúllyal kell bemutatnunk a vágószerek (hígítószerek) szerepét. A nitrohígitók 3 komponensből állnak: 1. az aktív oldószerek, 2. a latens oldószerek, 3. a hígítószerek. Az aktív oldószerek általában szerves észterek, vagy ketonok ezek a cellulóz-nitrát gyapotot, megfelelő mennyiségben alkalmazva, maradéktalanul feloldják. Ahhoz, hogy a száradó lakkok, festékek minőségi követelményeit maradéktalanul ki lehessen elégíteni, szükséges, hogy a különböző - alacsonyabb és magasabb forráspontú - igazi oldószereket használjunk. A latens oldószerek maguk a cellulóz-nitrát gyapotot nem oldják, viszont az igazi oldószerekhez keverve, növelik az adott oldószermennyiségben feloldható lakkgyapotot. A latens oldószerek leggyakoribb képviselője az izo-propilalkohol és az izo-butilalkohol. A hígítószerek a lakkgyapotot egyáltalában nem oldják, de annak igazi és latens oldószerrel előállított oldatának viszkozitását csökkentik. így kevesebb értékes oldószer használatával is beállítható, segítségükkel az olyan konzisztencia, mely a szórás műveletét is lehetővé teszi. Vágószerként elsősorban olyan aromás oldószereket alkalmaznak, melyek a száradó filmből elsőként párolognak el. Erre azért van szükség, mert amennyiben ez a tulajdonság hiányzik, a lakk oldódása romlik. A gyakorlatban eddig a leggyakrabban, az emberi szervezetre - amint azt már fentebb is említettük - toxikus toluolt és xilolt használták. A találmány célja, hogy olyan nitrát-cellulóz alapú festék és lakkhígítókat dolgozzunk ki, melyek ezeket a nagyon ártalmas aromás szénhidrogéneket egyáltalán nem tartalmazzák. Közismert az a tény, hogy az aromás szénhidrogénekkel szemben az alifás szénhidrogének már kis mennyiségben is kicsapják a lakkot, így az igazi oldószerek mennyiségének megnövelése nélkül az aromás szénhidrogéneknek csak töredéke helyettesíthető alifás komponenssel. Ilyen csekély mennyiség használata azonban a hígító mérgező hatását lényegében nem csökkenti. Ismeretes az, hogy az aromás és alifás szénhidrogének általában alkalmasak lakkok és festékek hígítására, (Drinberg: A filmképző anyagok technológiája, Tankönyvkiadó Bp. 1951. 59-66. oldal, Lakk és Festék Zsebkönyv, Műszaki Könyvkiadó. Bp. 1972, 29, 44, 268, 271, 273-274. o.) azonban a nitrát-cellulóz lakkok különösen érzékenyek az alifás szénhidrogénekre és így ezek hígítószereként csupán alifás szénhidrogéneket alkalmazni nem sikerült, legfeljebb az aromás szénhidrogének mellett, igen csekély százalékban. Ilyen megoldásként írja le G. Larson és H. Low (Official Digest 1859. jam, 45-58 o.) cikkében azt, hogy az alifás tűrőképesség növelésére monogliceridek felhasználhatók. Kísérleteink azt mutatták, hogy ez a módszer a cellulóz-nitrát alapú lakkok esetében nem vezet eredményre. A Shell Chemical Solvents (III. kiadás 66-69. oldal) irodalmi hely szerint az egyes hígító anyagok összetételének optimalizálására legalkalmasabb a „hígítási arány”, vagyis a hígítószer és a valódi oldószerek egymáshoz való viszonyának vizsgálata. Munkánk során megállapítottuk, hogy ezzel a módszerrel legfeljebb a toluol 20%-a helyettesíthető középbenzinnel. t Kísérleteink során arra a meglepő felismerésre jutottunk, hogy az alifás szénhidrogének cellulóznitrát gyapotot kicsapó hatása teljes mértékben megszüntethető, amennyiben etilalkohol és kétértékű alifás észterek meghatározott arányú elegyét alkalmazzuk. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a lakkok és festékek hígításához szükséges keverékek, a hagyományosan használt igazi és latens oldószerek mellett vágószerként alifás szénhidrogének (latens oldószerként), etilalkoholt és szolubilizáló adalékként kétértékű karbonsavak alifás alkoholokkal alkotott észtereit alkalmazzuk. Alifás szénhidrogénként a legmegfelelőbbnek találtuk a 60-200 °C forrpont-tartományú ásványolaj frakciókat, előnyösen a középbenzint. A kétértékű karbonsavak közül a 3-6 szénatom számúak felelnek meg a célnak, előnyösen a malonsav és a glutársav. Az észterképző alkoholok legalkalmasabbikai 1-3 szénatomot tartalmaznak. A gyakorlati kipróbálás után az észterek közűi legalkalmasabbnak bizonyult a glutársav-dimetil-észter és a malonsav-dietil-észter. A találmány szerinti hígítóban az oldószer komponensek összetétele bizonyos megszabott határok között változtatható, így etilalkohol tartalma 55-871%, 60-200 °C forrpont tartományú ásvány5 1Ó 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
