CS233095B1 - Tvrditelné kompozice na bázi nenasycených syntetických pryskyřic - Google Patents

Abstract

Tvrditelné kompozice sestávají z nenasycených syntetických pryskyřic obsahujících nenasycený polyester o molekulové hmotnosti 700 až 2 000 získaného polykondenzační reakcí , β - nenasycených dikarboxylových kyselin nebo jejich derivátů, případně ve směsi se sloučeninami ze skupiny ortho-, izo- a tereftalové kyseliny, alifatických kyselin a/nebo jejich derivátů s vícesytnými alkoholy a β , -ethylenicky nenasycenými etheralkoholy. Dále syntetické pryskyřice obsahuje oligoester o molekulové hmotnosti 400 až 2 500 na bázi akrylových a/nebo metakrylových esterů epoxidových pryskyřic bisfenolického typu, případně modifikovaných -nenasycenými dikarboxylovými kyselinami. Dále kompozice obsahuje reaktivní vinylické monomery a případně další aditiva.

Description

(54) Tvrditelné kompozice na bázi nenasycených syntetických pryskyřic

Tvrditelné kompozice sestávají z nenasycených syntetických pryskyřic obsahujících nenasycený polyester o molekulové hmotnosti 700 až 2 000 získaného polykondenzační reakcí , β - nenasycených dikarboxylových kyselin nebo jejich derivátů, případně ve směsi se sloučeninami ze skupiny ortho-, izo- a tereftalové kyseliny, alifatických kyselin a/nebo jejich derivátů s vícesytnými alkoholy a β , -ethylenicky nenasycenými etheralkoholy. Dále syntetické pryskyřice obsahuje oligoester o molekulové hmotnosti 400 až 2 500 na bázi akrylových a/nebo metakrylových esterů epoxidových pryskyřic bisfenolického typu, případně modifikovaných -nenasycenými dikarboxylovými kyselinami. Dále kompozice obsahuje reaktivní vinylické monomery a případně další aditiva.

- /233 095

Vynález se týká nových, tvrdíte Iných kompozic na bázi nenasycených synthetických pryskyřic, reaktivních monomerůa případně aditív. Aplikují se především jako nátěrové hmoty vytvrzované zářením a licí kompozice.

Příprava nenasycených polyesterových pryskyřic modifikovaných fo ,γ-ethylenicky nenasycenými etheralkoholy je známa několik desítek let· Tyto pryskyřice našly uplatnění nejdříve jako pojivo pro přípravu tzv. neinhibováných polyesterových laků, tzn. laků zasychajících i za přítomnosti vzdušného kyslíku na tvrdý, nelepivý, nerozpustný a netavitelný produkt, pro povrchovou úpravu dřevěných nábytkových dílů, zejména pak dílů vysoce profilovaných, kde broušení a leštění klasických parafinických polyesterových laků činilo značné potíže· S postupem doby byly tyto pryskyřice použity i pro další aplikace, zvláště ve stavebnictví a automobilovém průmyslu, a to pro přípravu podlahových hmot, resp. karosářských tmelů. V posledním období se tyto pryskyřice prosadily jako pojivová báze pro přípravu nátěrových hmot vytvrzovaných zářením, zejména ultrafialovým.

Také příprava oligomerň akrylových nebo methakrylových esterů epoxidových pryskyřic na bázi dianu, tzv. epoxyakrylátoyých pryskyřic, je známa řadu let. Původně byly tyto pryskyřice používány pro přípravu skelných laminátů s vyšší chemickou odolností, nyní jsou používány i jako pojivo pro přípravu nátěrových hmot vytvrzovaných zářením.

Přestože oba typy pryskyřic vykazují řadu výborných mechanických i tepelných vlastností, jsou pro řadu aplikací ne2

233 09S výhodné. Tak např· polyesterové pryskyřice na bázi β , ^-nenasycených etheralkoholů jsou vzhledem k poměrně vysokému obsahu těchto etherů značně vláčné a měkké, což má nepříznivý vliv např· na povrchovou tvrdost lakových filmů připravených na bázi těchto pryskyřic. Naproti tomu epoxyakrylátové pryskyřice vykazují vysokou tvrdost spojenou se značnou křehkostí a sklon k žloutnutí, což jsou vlastnosti nevyhovující např· požadavkům kladeným na nátěrové hmoty·

Výše uvedené nedostatky v podstatné míře odstraňuje předložený vynález, jehož předmětem jsou tvrditelné kompozice na bázi nenasycených synthetických pryskyřic, reaktivních monomerů a případně aditiv. Podstata tohoto vynálezu spočívá v tom, že tvrditelné kompozice sestávají ze 20 až 60 hmot. dílů nenasycených synthetických pryskyřic obsahujících 10 až 90 % hmot· nenasyceného polyesteru o molekulové hmotnosti 700 až 2 000 získaného polykondenzační reakcí d. , fo -nenasycených dikařboxylových kyselin nebo jejich derivátů, případně ve směsi se sloučeninami ze skupiny ortho-, izo- a tereftalové kyseliny, alifatických kyselin a/nebo jejich derivátů s vícemocnými alkoholy a β-ethylenicky nenasycenými etheralkoholy a 90 až 10 % hmot. oligoesterů o molekulové hmotnosti 400 až 2 500 na bázi akrylových a/nebo methakrylových esterů epoxidových pryskyřic bisfenolického typu s výchozím obsahem 2,5 až 5,5 mol/kg epoxidových skupin, případně modifikovaných , fi -nenasycenými dikarboxylovými kyselinami·

Dále kompozice sestává ze 40 až 80 hmot· dílů reaktivních monomerů ze skupiny zahrnující styren a jeho me thylderiváty, alkylestery kyseliny akrylové a methakrylové s počtem uhlíkových atomů v alkylové skupině 1 až 8. Případně kompozice může obsahovat až 15 hmot· dílů aditiv ze skupiny reaktivních rozpouštědel, tixotropních činidel, fotoiniciátorů, iniciátorů, urychlovačů vytvrzování a matovacích prostředků.

Výhoda předloženého vynálezu spočívá především především v jeho jednoduchosti, neboí jde v podstatě o směs dvou

233 09S nenasycených synthetických pryskyřic v poměrech 9 : 1 až 1 : 9 v závislosti na požadovaných vlastnostech. Čím více je jedné složky, tím více se výsledné vlastnosti vytvrzené kompozice blíží vlastnostem převládající složky. To se projeví hlavně v dobrých mechanických vlastnostech, zejména v pevnosti ohybu, pevnosti ohybu rázem a velmi dobré odolnosti lakových filmů proti střídání teplot· K přípravě nenasycených polyesterových pryskyřic podle vynálezu se používají jako výchozí složky především polyhydroxylové sloučeniny typu glykolů, a to zejména ethylenglykol, propylenglyko!4,2, propylenglykol-1,3, diethylenglykol, triethylenglykol, buthylenglykol-1,2, buthylenglykol-1,3, dipropylenglykol, neopentylglykol, hexandiol-1,6 a xylylenglykoly. Z nenasycených dikarboxylových kyselin jsou to zvláště anhydrid kyseliny maleinové, kyselina fumarová, citrakonová, itakonová a mesakonová.

Z nenasycených monokarboxylových kyselin lze použít zejména kyselinu akrylovou a kyselinu methakrylovou. Z modifikujících kyselin lze použít anhydrid kyseliny ftalové, kyselinu izoftalovou, adipovou, sebakovou, dále tetrahydroftalanhydrid endomethylentetrahydroftalanhydrid a z monokarboxylových kyselin pak např. kyselinu benzoovou a salicylovou.

Z /h ,£-ethylenicky nenasycených etheralkoholů možno použít monoallyl- a monomethallylethery ethylenglykolu, pro-» pyůenglykolu-1,2, buthandiolu-1,3, glycerinu, trimethylolpropanu a trimethylolethanu, pentaerythritolu, jakož i odpovídající diallyl- a dimetallylethery glycerinu, trimethylolpropanu, trimethylolethanu a pentaerythritu· Z epoxidových pryskyřic lze pak použít nízkomolekulámí epoxidové pryskyřice na bázi dianu obecného vzorce

CBL - CH CH«O

OT₃

CH ’3

OCIL· -CH-CH, l

OH

CH

CH

233 095 kde ”n'* je 0 až 4·

Z reaktivních monomerů se používá především styren, vinyltoluen, methylraethakrylát a další akrylové a methakrylové estery mono- i vícefunkčních alkoholů· Z nereaktivních rozpouštědel nachází uplatnění ethylacetát, butylacetát, izopropylalkohol a další. Potoiniciátory se používají na bázi benzoinu a jeho alkyletherů, dále na bázi benzilketalů a případně další typy· Jako peroxidický iniciátor hydroperoxidového typu lze použít např. methylcyklohexanonperoxid, cyklohexanonperoxid, methylethylketonperoxid a/nebo jejich směsi. Jako urychlovač vytvrzování lze použít kobaltoktoát nebo kobaltnaftenat s obsahem 1 až 6 hmot. % kobaltu. Z tixotropních činidel pak lze použít např. koloidní kysličník křemičitý a azbestová vlákna chrisothiolového typu a jako matovací prostředky zejména stearát zinečnatý a vápenatý. Tvrditelné kompozice podle vynálezu se připravují prostým smícháním nenasycené polyesterové pryskyřice s epoxyakrylátovým oligoesterem ve vhodném homogenizačním zařízení ve hmotových poměrech vymezených předmětem vynálezu při normální a/nebo mírně zvýšené teplotě (do 40 °C) za případného přídavku nereaktivních rozpouštědel a dalších adftiv.

Některá konkrétní provedení předmětu vynálezu jsou uvedena v následujících příkladech.

Příklad 1

K 6 hmot. dílům nenasyceného polyesteru připraveného polykondenzaČní reakcí 220 g ethylenglykolu, 270 g propylenglykolu, 250 g trimethylolpropandiallyletheru, 220 g ftalanhydridu a 550 g maleinanhydridu o čísle kyselosti 3? mg KOH/g a molekulové hmotnosti 850 se přidají 4 hmot. díly styrenu. Dále se přidá 54 hmot. dílů epoxyakrylátového oligoesteru o molekulové hmotnosti 420 připraveného adiční reakcí dianové epoxidové pryskyřice a kyseliny akrylové a 36 hmot. dílů styrenu.

233 095

K této směsi se dále přidají 2 hmot. díly fotoiniciátoru a 0,5 hmot. dílu koloidního kysličníku křemičitého. Připravenou kompozici lze použít jako nátěrovou hmotu pro povrchovou úpravu dřeva. Vytvrzuje se UV-zářením (vysokotlaká výbojka o výkonu 80 W/cm) a vytvrzený nátěr vykazuje tyto vlastnosti:

mez pevnosti v ohybu	110 MPa
E-modul	3 200 MPa
pevnost v ohybu rázem	0,65 J/cm'
odolnost proti střídání teplot	25

Příklad 2

K 36 hmot. dílům nenasyceného polyesteru připraveného podle příkladu 1 se přidá 54 hmot. dílů styrenu a dále se přidají 4 hmot. díly epoxyakrylátového oligosteru podle příkladu 1 a 5 hmot. dílů styrenu a 1 hmot. díl methylmethakrylátu. Po zhomogenizování se kompozice vytvrdí 3 % hmot· methylcyklohexanonperoxidu a 0,5 % hmot. naftenátu kobaltnatého rozpuštěného v toluenu, o obsahu kovu 4 % hmot. Vytvrzená kompozice vykazuje tyto vlastnosti:

MPa 2 800 MPa 0,95 J/cm² mez pevnosti v, ohybu E-modul pevnost v ohybu rázem tvarová stálost za tepla

Příklad 3

K 10 hmot. dílům nenasyceného polyesteru na bázi trimethylolpropandiallyletheru o molekulové hmotnosti 1 850 a čísle kyselosti 25 mg KOH/g se přidá 40 hmot. dílů styrenu. Dále se přidá 10 hmot. dílů epoxyakrylátového oligoesteru o molekulové hmotnosti 2 400 připraveného reakcí dianové epoxidové pryskyřice kyselinou raethakrylovou a 35 hmot· dílů styrenu a 5 hmot. dílů ethylenglykoldiakrylátu. Dále se přidají 3 hmot.

233 095 díly fotoiniciátoru, 1 hmot. díl koloidního kysličníku křemičitého a 2 hmot. díly izopropylalkoholu. Kompozice se použije jako lesklý podkladový lak vytvrzovaný impulzním UV-zářením. Vytvržený nátěr fázuje tyto vlastnosti:

tvrdost kyvadlem/23 °C tvrdost tužkou č. odolnost proti střídání lesk %

- 55 % 7-8 teplot 25 cyklů

180

Příklad 4

K 15 hmot. dílům nenasyceného polyesteru na bázi monoallyletheru trimethylolpropanu o molekulové hmotnosti 1 200 a čísle kyselosti 30 mg KOH/g se přidá 35 hmot. dílů styrenu. Dále se přidá 15 hmot. dílů epoxyakrylátového oligoesteru 0 molekulové hmotnosti 900 připraveného polyadiční reakcí dianové epoxidové pryskyřice se směsí kyseliny akrylové a kyseliny methakrylové ve hmotovém poměru 1 : 1 a 35 hmot. dílů styrenu. Ke kompozici se dále přidají 2 % hmot. fotoiniciátoru, 10 % hmot. etylacetátu, 3 % hmot. matovacího činidla stearátu zinečnatého. Připravená kompozice se použije jako matovací lak na podkladový lak (z příkladu 3) vytvrzovaný UV-zářením. Vytvrzený nátěrový film vykazuje tyto vlastnosti:

tvrdost kyvadlem/23 °C 60 - 65 % tvrdost tužkou č. 8 lesk % 40

Ί

233 095

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (1)

1. Tvrditelné kompozice na bázi nenasycených synthetických pryskyřic _t reaktivních monomerů a připadne aditiv, vyznačující se tím, že sestávají ze 20 až 60 hmot. dílů nenasycených synthetických pryskyřic obsahujících 10 až 90 % hmot· nenasyceného polyesteru o molekulové hmotnosti 700 až 2 000 _t získaného polykondenzační reakcí o( , /2» -nenasycených dikarboxylových kyselin nebo jejich derivátů, popřípadě ve směwi ’ , i se sloučeninami ze skupiny ortho-, izo- a tereftalové kyseliny, alifatických kyselin a/nebo jejich derivátů s vícesytnými alkoholy a fo ,-ethylenicky nenasycenými etheralkoholy a 90 až 10 % hmot. oligoesterů o molekulové hmotnosti 400 až 2 500 na bázi akrylových a/nebo methakrylových esterů epoxidových pryskyřic bisfenolického typu obsahujících 2,5 až 5,5 mol/kg epoxidových skupin, případně modifikovaných , fa -nenasycenými dikarboxylovými kyselinami, dále ze 40 až 80 hmot. dílů reaktivních monomerů ze skupiny zahrnující styren a jeho methylderiváty, alkylestery kyseliny akrylové a methakrylové s počtem uhlíkových atomů v alkylové skupině 1 až 8 a případně až 15 hmot. dílů aditiv ze skupiny reak« tivních rozpouštědel, tixotropních činidel, fot©iniciátorů, iniciátorů a urychlovačů vytvrzování a matovacích prostředků·