192725. lajstromszámú szabadalom • Eljárás uretánolaj-, ill. uretánalkid műgyanta kötőanyagok előállítására
3 192 725 4 alapuló alkidot állítsunk elő, amelynek izocianátos kezelése jól kézben tartható, azaz az addiciós molekulareakciók megfelelő irányítottsággal mennek végbe. E célból kínálkozott az a lehetőség, hogy a kiindulási növényi olajat részben helyettesítsük ricinusolajjal, amely amellett, hogy javítja az alkoholízis hatásfokát — OH-csoportjai révén, amelyek reaktivitása izocianátokkal szemben közismert — irányító szerepet is játszik a későbbi addiciós reakcióban. Tekintettel azonban arra, hogy az olajészterezés technológiája 250 °C feletti hőkezelést kíván, a ricinusolaj dehidratálódása feltehetően nagymértékben csökkenti az orientáló hatást. Kísérleteink során arra a nem várt eredményre jutottunk, hogy a ricinusolaj bórsavas előkondenzátuma, amikor is a ricinusolaj/bórsav mólarány 0,5—10 közötti, nemcsak katalizálja az átészterezést, gátolja a készülő olajos alkidok elszíneződését (antioxidáns hatás) — amint azt már korábbi, alkidgyanta előállítására vonatkozó szabadalmi bejelentésünkben leírtuk —. hanem színergetikusan erősíti a katalizátorként szereplő szerves ónvegyületek addiciót gyorsító hatását, és a hosszú szénláncok közötti statisztikus eloszlása révén szerepet játszik az uretán kötések létrejöttének irányításában. Megbizonyosodtunk arról, hogy az olaj hőkezelése során ,)n situ képződő bórsavas élőkön denzátum az izocianátos kezelés alatt mérhető reakciósebesség növekedést idéz elő, a gyanta főzési folyamat jól reprodukálhatóvá válik, a belőle készült bevonat víz- és oldószerállósági paraméterei egyértelmű javulást mutatnak. A találmány tehát uretánalkid-, illetve uretánolaj műgyanta kötőanyag javított előállítási eljárására vonatkozik. Az eljárást az jellemzi, hogy az alkidgyanta előállításakor A/ a növényi olaj 2,5—20 tömeg%-át, előnyösen 5—10 tömeg%-át ricinusolajjal helyettesítjük, és a növényi olajok elegyéhez 1 mól ricinusolajra számítva 0,1—2 mól bórsavat adagolunk, az elegyet 250—270 °C-on hőkezeljük legalább 15 percig, majd hozzáadjuk az átészterezéshez szükséges poliolt, az átészterezésí katalizátort, és 230—260 °C-on elvégezzük az átészterezést, ezt követően az elegyhez adott esetben polikarbonsavakat és oldószert adagolunk, és a gyantafőzést 200-250 °C-on 3-5 mg KOH|g alatti savszám eléréséig folytatjuk; B/ az így nyert alkidgyantához, illetve olajészter-elegyhez annak szárazanyagtartalmára számítva 2,5 — —15 tömeg% NCO-csoporttal egyenértékű di- vagy poliizocianátot — előnyösen toluilén-diizocianátot, hexametilén-diizocianátot, izoforon-diizocianátot, illetve ezek származékait — adagolunk, az izocianátos kezelést 20—150 °C-on, előnyösen 50—100 °C-on, adott esetben oldószer és ismert katalizátor jelenlétében, amelynek mennyisége az izocian átra számítva 0,001-1 mól%, előnyösen 0,01—0,1 mól%,az addíciós reakciót addig végezzük, míg az NCO-csoportok hányada 0,2 tömeg% alatti lesz, a maradék NCO-csoportok semlegesítését primer 1—4 szénatomszámú alkoholokkal, előnyösen n-butanollal végezzük 80— és 100 °C közötti hőfokon. A találmány szerinti eljárást az alábbi példákkal mutatjuk be. I. példa (Hagyományos, közepes kidgyanta előállítására) A/ napraforgóolaj pentaerítrit (PE) , (I. részlet) PbO pentaerítrit (II. részlet) ftálsavanhidrid B/ lakkbenzin TDI (2,4 — és 2,6 toluilén-diizocianát izomerek aránya; 80(20) dibutil-ón-dilaurát n-butanol Olajtartalom: 60 törnej OH/NCO arány: 1,0/0, Észter/uretán csoportok aránya: 1,0/0,67 Viszkozitás (Mp4): 300-400 s(KGST 1443-78 szerint). A. 60 %-os olajhosszúságú, levegőnszáradó uretánalkid előállításánál bemérünk 3004 kg napraforgóolajat és 410 kg pentaeritritet egy fűthető, keverővei, irertgáz bevezetéssel, hőmérővel és azeotrópos vízleválasztóval felszerelt reaktorba. Felfűtjük az elegyet keverés mellett 230 °C-ra, és hozzáadunk 1 kg ólom-oxidot, majd 250 °C-ra hevítjük az elegyet, és ezen a hőfokon tartjuk az alkoholízis befejezéséig. Az alkololízis előrehaladását metanolos oldhatóság-vizsgálattil követjük: 1,5 térfogatrész metanol és 1 térfogatrész gyantaminta elegye kb. 5—6 órás reakció után lesz homogén. A reakcióelegyet lehűtjük 200 °C-ra, és 1 ozzáadunk 224 kg pentaeritritet és 440 kg ftálsav; nhidridet, valamint annyi xilolt, amennyi a polikondenzáció során keletkező reakcióvíz eltávolitásához és íiz állandó reflux fenntartásához szükséges. A reakúóelegyet 230 °C-ra hevítjük, és a folyamatos vize[távolítást biztosítva, ezen a hőmérsékleten tartjuk, amig a savszám 2—3 mg KOH/g alá nem csökken. A viszkozitás 20 °C-on (KGST 1443-78 szerint) hígítás nélkül, 300400 másodperc, mérőpohár 4-en mérve. A gyártási idő 24 óra. B. Az oldókeverőbe bekészítjük az alkidgyanta hígításához szükséges mennyiségű lakkbenzint, vagyis 5000 kg-ot. Az „A szerint előállított nagy OH-számú alkidgyantát az oldószerrel melegen keverjük. Majd keverés mellett az elegy hőmérsékletét 80 °C-ra állítjuk be. Ezután 900 kg toluiléndiizocianátot adagolunk állandó keverés mellett. Ezt követően hozzáadunk 1 kg dibutil-ón-dilaurát katalizátort. Az izocianáttartalom csökkenését titrálással követjük, míg az NCO-csoport hányada mintegy 5 óra alatt lecsökken 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 olajhosszúságú uretánal-30,04 tömegrész 4,10 tömegrész 0,01 tömegrész 2,24 tömegrész 4,40 tömegrész 50,00 tömegrész 9,00 tömegrész 0,01 tömegrész 0,20 tömegrész 100,00 tömegrész 7c
