202902. lajstromszámú szabadalom • Eljárás polivinilklorid homo és/vagy vinilklorid kopolimer tartalmú folyékony készítmény előállítására, főleg kemény PVC és hőálló PVC csövek, idomok ragasztására
1 HU 202902 A 2 A találmány tárgya eljárás polivinilklorid homo és/vagy vinilklorid kopolimer tartalmú folyékony készítmény előállítására, amellyel kemény PVC és hőálló PVC formadarabok, csövek, idomok nagy mechanikai szilárdságot adó és tartós ragasztása valósítható meg. A vinil-klorid polimerizációjával igen sokféle, gazdaságosan és kedvező műszaki eredménnyel felhasználható terméket állítanak elő. A tisztán vinil-klorid monomerből nyert polimerizátumok mellett növekvő gyakorlati jelentősége van az egyéb, etilén-szení monomerekkel, pl. vinilidén-kloriddal, vinil-acetáttal készült kopolimereknek, vagy a vinil-klorid homopolimer utólagos klórozásával nyerhető ún. hőálló PVC- nek. Mindezeket a termékeket legalább 50% vinil-klorid tartalom esetén PVC-nek szokás nevezni. A PVC-ből lágyító nélkül készült termékeket kemény PVC-nek ismerik, és főleg csöveket, idomokat, lemezeket, fóliát, ereszcsatornát, a fa pótlására szolgáló nyílászárót, falburkolatot készítenek belőle. A kemény PVC tárgyak szerelése, csatlakoztatása során igen gyakran kell megfelelő terhe lhetőségű és időben megbízhatóan tartós ragasztást alkalmazni. így pl. kemény PVC csőből készült, vagy az egyre nagyobb gyakorlati jelentőségű, melegvíz vezetésére is alkalmas hőálló PVC csőből készült csővezetékek illesztéseit, szerelvényeit ragasztással rögzítik, és a ragasztásnak legalább olyan tartósságának kell lennie, mint az alkalmazott kemény PVC formadarabnak. Ismeretes, hogy a kemény PVC ragasztására általában olyan PVC polimer-oldat alkalmas, amelynek oldott anyaga azonos vagy hasonló a ragasztandó formadarab szerkezeti anyagával. Az oldószer elpárolgása után visszamaradó szárazanyag többé-kevésbé tapad a ragasztandó felületekhez, és ha elég nagy volt a ragasztó oldat szárazanyag tartalma, akkor az oldószer eltávozása után még elég anyag marad vissza az illesztések tömítéséhez. A PVC porok oldhatósága nagymértékben függ a polimer összetételétől és a molekulák lánchosszúságától. A vinil-klorid homopolimer, amelynek a klórtartalma 56,8 t%, a legnehezebb oldódó polimer. Az utólagos klórozással nyerhető, ún. utánklórozott vagy hőálló PVC, amelynek klórtartalma 60-68 t%, könynyebben oldható, hasonlóan jobb az oldhatósága a vinil-acetát és egyéb etilén-típusú monomer egységeket is tartalmazó kopolimereknek. A PVC porok oldására legalkalmasabb oldószer a tetrahidrofurán, amely 18- 25 t% szárazanyagtartalmú, hosszabb ideig gélesedés nélkül eltartható oldat készítését teszi lehetővé. Társoldószerként számításba jöhet a ciklohexanon, a xilol, egyes észterek és ketonok. Az eddig ismert kemény PVC ragasztók tetrahidrofuránt és esetenként társoldószereket is tartalmazó PVC vagy utánklórozott PVC polimert tartalmazó oldatok, amelyekben esetenként töltőanyagot és színezőanyagot is alkalmaznak. így pl. az 1 032 869 számú NSZK-beli szabadalmi leírás polivinil-kloridból, tetrahidrofuránból, dimetilformamidból és töltőanyagból álló készítményt ismertet. A 194 290 számú magyar szabadalmi leírás leírja a töltőanyagként alkalmazott amorf struktúrájú, 25-200 m2/g fajlagos felületű szilícium-dioxid előnyös hatását a ragasztás szilárdságára. Az eddig ismertté vált készítmények alkalmazhatóságát esetenként korlátozta, hogy a ragasztás után visszamaradó kötőanyag olyannyira rideggé vált a teljes száradás után, hogy a használat során fellépő mechanikai igénybevételt nem volt képes elviselni. A ragasztóanyag rideggé válásának problémáját az ismert lágyítószerek bevitelével nem sikerült jól megoldani, ugyanis a lágyítószer jelenléte erősen csökkenti a ragasztás hőállóságát és mechanikai terhelhetőségét. így pl. a kemény PVC kopolimerből készült vízvezető nyomócső csak hidegvíz vezetésére alkalmas lévén sikeresen csatlakoztatható ragasztással az eddig ismert készítményekkel, a melegvíz vezetésére is alkalmas hőálló PVC cső illesztéseinek ragasztásos kötésére az ilyen készítmény általában nem alkalmas. Különösen kritikus ebben a tekintetben a hosszú időtartamú, hőterhelés alatti vizsgálat, amely a ragasztásos csőkötés ragasztóanyagának folyási tulajdonságára ad vizsgálati eredményt az emelkedő hőmérséklet függvényében. Az a hőmérséklet, amelyen a nyomás alatti csővezeték csőkötése adott vizsgálati időtartam alatt már szétcsúszik, jól jellemzi a vizsgált ragasztó hőterhelhetőségét. A kemény PVC ragasztására alkalmas, ridegedésre nem hajlamos és hőterhelést elviselő ragasztó előállítását célzó kísérleteink során azt találtuk, hogy az eddig ismert készítményeknél megbízhatóbb, nagyobb szilárdságú és 75 °C-on is tartósan terhelhető ragasztás készíthető oly módon, hogy ragasztó készítményként az össztömegre számított 16-22% vinil-klorid homo és/vagy kopolimert alkalmazunk az önmagában ismert módon feloldva tetrahidrofurán főoldószerben és az oldatra számított 0,1-1,0 t% mennyiségben az ortotitánsav 1-4 szénatomszámú alifás alkohollal készült észterét adjuk az oldathoz. Az ortotitánsav kisszénatomszámú alifás alkoholokkal képezett észterei, mint ismeretes, nedvességre érzékeny folyadékok, amelyeket TiCU és a megfelelő alkohol reagáltatásával lehet előállítani. Az ortotitánsav-észter víz hatására fokozatosan hidrolizál az alábbi reakcióegyenlet szerint, OR pR RO-TÍ-OR+H2O—»RO-Ti-OH+R-OH OR OR ahol R 1-4 szénatomszámú alkilcsoportot jelöl. A képződő savanyú észter igen reakcióképes, és titanoxánkötés kialakulásával kondenzál dititanoxán vegyületté: 2(RO)3Ti-OH—>(R0)3Ti-0-Ti(0R)3; Tekintettel arra, hogy a főoldószerként alkalmazott tetrahidrofurán a gyakorlatban mindig tartalmaz kevés vizet, az ortotitánsav-észter részleges hidrolízise és kondenzációja elkerülhetetlen. így az oldatban jelen lévő titánvegyület a (RO)3Ti-OR általános képlettel jellemezhető, ahol R 1-4 szénatomszámú alifás szénhidrogén-csoportot jelöl. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
