200614. lajstromszámú szabadalom • Eljárás polivinil-acetát alapú, alkoholt tartalmazó ragasztó előállítására
1 HU 200614 A 2 A találmány tárgya eljárás legfejlebb 35 t% szárazanyagtartalmú, legalább 100 sec-os kifolyási értékű (DIN 6-os) polivinil-acetát alapú alkoholos háztartási, iskolai és általános célú tubusba is kiszerelhető ragasztó előállítására, mely K 40 - K 15 polimerizációs fokú vinilacetát gyantát, továbbá adott esetben önmagában ismert lágyítót tartalmaz. A polivinil-acetátos ragasztóoldatokat általában 23- 33 t%-os PVAC koncentrációra állítják be és nagy viszkozitású nitrocellulózzal sűrítik. A magyarországi gyakorlatban legjobban elterjedt háztartási, iskolai és általános célú ragasztókészítmény - a Technokol Rapid - jelenleg gyártott formájában etilacetátos közegben oldószeres polimerizáció során előállított K=60 polimerizációs fokú polimert, kis mennyiségben diszperziós polimerizátumot, a konzisztencia beállítására acetonban oldott, nagy viszkozitású nitrocellulózt és kis mennyiségű egyéb gyantát, segédanyagot is tartalmaz. Ez a ragasztókészítmény kitűnő ragasztási tulajdonságokat mutat, hátránya azonban, hogy a benne lévő oldószerelegy narkotizáló hatású és emiatt az egészségre káros. A kábítóhatást gyakran - sok esetben gyerekek - ki is használják és súlyos egészségi ártalmakat szenvednek tőle. A találmány célkitűzése, hogy olyan eljárást biztosítson, amely viszonylag alacsony szárazanyagtartalmú, magas viszkozitású, oldószerként kizárólag alkoholt tartalmazó háztartási, iskolai és általános célú, tubusba is kiszerelhető polivinil-acetát alapú készítmény előállítására alkalmas, amely fenti ragasztó készítmény kiváló ragasztási tulajdonságaival rendelkezik, de narkotizáló, vagy egészségkárosító hatása nincs. Arra a meggondolásra jutottunk, hogy elérhető a kitűzött cél akkor, ha az etilacetát-aceton oldószer elegy helyett a polimert kizárólag alkoholos közegben oldjuk. Gyakorlati nehézsége a megvalósításnak, hogy a szokványos minőségű alkoholban kizárólag a PVAC-ok alacsony polimerizációs fokú típusai oldódnak, tehát azok, melyek móltömege 350,000 alatt van. így például a 7 432 936 sz. Japán Kokai olyan PVAC gyantát ír le, mely alkoholban oldódik vagyis móltömege 350,000 alatt van. Az alacsony polimerizációs fokú (kisebb móltömegű) gyanták oldószeres oldatai - így természetesen az alkoholos oldat is - híg. Ez pontosabban azt jelenti, hogy egy K=20-as PVAC gyanta mintegy kétszeres koncentrációjú oldatának sűrűsége (ez alatt Ford 60 pohárban mért kifolyási időben jellemezhető sűrűséget értve) azonos egy K=50-es (260,000 móltömegű) gyanta oldatával. A már említett Technokol Rapid háztartási ragasztókészítmény kifolyási ideje, Ford 60 pohárban mérve 150-200 sec. és egy 370,000-es móltömegű PVAC gyanta etilacetátos oldatának, valamint egy nitrocellulóz acetonos oldatának keveréke, néhány t% egyéb segédanyag mellett mindössze 30 t% körüli szárazanyagtartalommal. Fenti recepturális megfogalmazás azonban nem járható, ha organikus oldószerként kizárólag alkoholt kívánunk használni, miután az alkohol-oldható alacsony polimerizációs fokú PVAC típusok oldatai hígak, nitrocellulózzal nem sűríthetők be. Ugyanis az alkohol-oldható nitrocellulózok nem kompatibilisek a polivinil-acetáttal, sűrítőkészségük egyébként sem megfelelő. Ha egy, a fentiekben ismertetett készítménnyel azonos, kb. 30 t% szárazanyagtartalmú - de organikus oldószerként kizárólag alkoholt tartalmazó - ragasztókészítmény előállításához az alkoholban könnyen oldható 130,000-es móltömegű PVAC gyantából indulunk ki - annak kifolyási ideje Ford 60 pohárban 18-20 sec. és ha a gyanta-tartalmat közel a duplájára, pontosabban 50 t%-ra emeljük, az így kapott oldaté is csupán 130-150 sec., tehát nem éri el az elvárt és megszokott 150-200 sec. értéket. E tényből következik, hogy kb. 30 t% PVAC tartalom mellett csakis egy magasabb polimerizációs fokú, azaz magasabb móltömegű gyanta használható fel, egyrészt a nyersanyagköltség, másrészt a konzisztencia miatt. Mint azonban már említettük, e típusok nem oldhatók tökéletesen a szokványos alkoholban, csakis polárosabb oldószerben, illetőleg a poláros oldószerek viszonylag nagyobb mennyiségű jelenléte is szükséges az alkohol mellett. Különféle kísérleteink során meglepődve azt tapasztaltuk, hogy hidroxilcsoport-tartalmú vegyület jelenlétében, a magasabb polimerizációs fokú PVAC-ok, melyek egyébként önmagukban alkoholban nem oldódnak, oldhatóvá válnak. Nem kellett egyebet tenni, mint valamilyen alkalmas, hidroxilcsoport tartalmú vegyület. Propilénglikol egészen híg vizes oldatát az oldószerként használt alkoholhoz adni, és máris oldhatóvá váltak a magasabb polimerizációs fokú PVAC gyanták. A továbbiak során kitűnt az is, hogy hidroxilcsoport-tartalmú vegyületként elégséges maga a víz is az oldhatóság létrehozásához. E felismerés jelentősége, hogy - mint fentebb részleteztük - a magas polimerizációs fokú (nagy molekulatömegű) PVAC gyanták oldatai alacsony szárazanyag-tartalom mellett is viszkózusak, szükségtelenné válik a fentiek szerint előállított alkoholos oldat bármi más anyaggal való továbbsűrűsítése, mivel viszonylag alacsony szárazanyagtartalom mellett azonnal olyan sűrű oldatot kapunk, amely tubusos ragasztóként megfelel. Sőt, egészen magas polimerizációs fokú (pl. 2,500,000-es móltömegű) PVAC gyanta fenti módon nyerhető alkoholos oldata felhasználható egy 130,000-es móltömegű gyanta alkoholos oldatához sűrítőként, lehetővé téve, hogy 30 t% körüli szárazanyagtartalom mellett, sűrű, jó ragasztóképességű terméket állítsunk elő 130,000-es móltömegű gyantából is. Azt is tapasztaltuk, hogy különböző móltömegű gyanták keveréke úgy viselkedik mint egy olyan gyanta, melynek móltömege megegyezik a keverékgyanták móltömege tömeg szerint súlyozott átlagával. Kitűnt, hogy a legjobb oldószerelegy az, amely 80-85 t% alkoholt és 20-15 t% vizet illetve glikolt, célszerűen propilénglikol vizes oldatát tartalmazza. Tapasztalatunk meglepő az irodalmi adatok alapján, mert például a K. J. Roff, J. R. Scott., Fibres, films plastics and rubbers (1971) monográfia szerint a PVAC gyanták oldhatósága némi vizet tartalmazó alkoholban, 5,000-500,000 móltömeg intervallumban, a magasabb tartományban már nem teljes. A víz mennyiségének fokozása egy határpont után már csökkenti az oldhatóságot. A magasabb móltömegű egyedeknél - 370,000-től felfelé - ezzel szemben azzal a nemvárt jelenséggel találkoztunk, hogy még tovább 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
