CS264919B1 - Způsob přípravy pojivá pro fyzikálně zasychající nátěrové hmoty - Google Patents

Abstract

Řeší se problém přípravy pojivá pro převážně fyzikálně zasychající nátěrové hmoty, umožňující přípravu laků a barev o zvýšeném obsahu netěkavých podílů a současně velmi dobré odolnosti proti povětrnostním vlivům, snížené termoplasticité a zlepšené adhezi k širokému spektru podkladových materiálů. Způsob přípravy pojivá spočívá v polykondenzaci 1 molu dikarboxylové aromatické kyseliny o 8 atomech uhlíku nebo jejího anhydridu či dimethylesteru nebo její směsi s dikarboxylovou alifatickou kyselinou o 6 až 10 atomech uhlíku s 1,02 až 1,2 moly pentaerythritolu a 0,1 až 1,0 moly monokarboxylové alifatické kyseliny o 6 až 20 atomech uhlíku a průměrně nejvýše 1,5 dvojných vazbách v řetězci nebo s týmž množstvím aromatické kyseliny o 7 až 11 atomech uhlíku, při 140 až 240 °C do vzniku polyesterového produktu o bodu měknutí minimálně 80 °C. Řešení může být využito ve výrobě nátěrových hmot.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy pojivá pro fyzikálně zasychající nátěrové hmoty a řeší problém pojivá, umožňujícího přípravu laků a barev o zvýšeném obsahu netěkavých podílů a současně o velmi dobré odolnosti proti povětrnostním vlivům, snížené termoplasticitě a zlepšené adhezi k podkladu.

Jsou známy způsoby přípravy pojiv pro laky a ostatní nátěrové hmoty na bázi vysychavých nebo polovysychavých olejů či mastných kyselin z nich odvozených, aromatických dikarboxylových kyselin či jejich anhydridů a alifatických polyolů, v nichž molární poměry jednotlivých složek zajišřují vysoké zastoupení reaktivních skupin, umožňujících jejich oxypolymerační zasýchání za normální teploty. Nevýhodou těchto pojiv je však malá rychlost jejich zasýchání a poměrně snadná radiačně-oxidační degradace lakového filmu díky zbytkovým reaktivním skupinám. Produkty, v nichž je obsah těchto skupin podstatně snížen, vyžadují podle známých způsobů přípravy pro své vytvrzení reakci se sírujícími přísadami, probíhající u jednokomponentních systémů za podstatně zvýšené teploty. Na druhé straně jsou známy způsoby přípravy pojiv, zasychajících při normální teplotě fyzikálním mechanismem, spočívající v polymeraci vhodných monomerů na polymerní disperze nebo v rozpouštění vhodných polymerů. Nevýhodou polymerních disperzí je, že zpravidla neposkytují dostatečně lesklé a tvrdé lakové filmy. Roztoky polymerů na druhé straně nepřipouštějí obsahy netěkavých podílů vyšší než 30 % díky své vysoké viskozitě.

Podstata způsobu přípravy pojivá pro nátěrové hmoty, který odstraňuje tyto nedostatky, je, že se 1 mol dikarboxylové aromatické kyseliny o 8 atomech uhlíku nebo jejího anhydridu či dimethylesteru nebo její směsi s dikarboxylovou alifatickou kyselinou o 6 až 10 atomech uhlíku zahřívá s 1,02 až 1,2 moly pentaerythritclu a 0,1 až 1,0 moly monokarboxylové alifatic ké kyseliny o 6 až 20 atomech uhlík'' a průměrně nejvýše 1,5 dvojných vazbách v řetězci nebo s týmž množstvím monokarboxylové aromatické kyseliny o 7 až 11 atomech uhlíku, při 140 až 240 °C do vzniku polyesterového produktu o bodu měknutí minimálně 80 °C.

Pojivá, připravená podle vynálezu, se hodí pro přípravu laků a barev širokého rozsahu aplikací od ochranných a dekorativních nátěrů dřeva přes úpravy stavebních materiálů, ochrannou a izolační povrchovou úpravu kovů až po dekorace plastů. Jsou rozpustná v alkoholických rozpouštědlech nebo v jejich směsích s aromatickými či alifatickými uhlovodíky. Mohou být v případě potřeby rozpouštěna v čistém lihu a poskytovat tak ekologicky relativně nezávadný lak.

Laky na bázi 50% roztoků těchto pojiv ve vhodném rozpouštědle zasychají při normální teplotě v tloušřce 50 ^um na libovolném podkladu do dvou hodin. Po 3 dnech po nanesení vykazují povrchovou tvrdost ekvivalentní nejméně 30% tvrdosti skla, elektrickou pevnost nejméně 100 kV/mm, ktorá nepoklesne po uložení ve vodě za 24 h více než o polovinu. Při vystavení zvýšeným teplotám až do 200 °C nenabývají jejich filmy zřetelné lepivosti a také významněji nedegradují; zejména jejich mechanická odolnost vůči přímému ohybu se neztrácí ani po 100 h při 200 °C.

Výraznou předností pojiv podle tohoto vynálezu a lakových filmů na jejich bázi je jejich přilnavost na neobvykle široké spektrum materiálů včetně tak problematických podkladů, jako jsou polyethylen, polypropylen, PVC, chrom a hliník. Jejich zvýšená odolnost vůči povětrnostním vlivům je kromě toho předurčuje k povrchové ochraně všech druhů stavebních materiálů.

Příklad 1

80,70 g (0,3 mol) mastných kyselin sojového oleje, 140,23 g (1,03 mol) pentaerythritolu a 148,13 g (1,0 mol) ftalanhydridu se společně vyhřeje na 180 °C a pak se za míchání vyhřívá takovou rychlostí, aby teplota odcházejících par nepřekročila 120 °C. Po dosažení 230 °C je teplota udržována až do poklesu čísla kyselosti produktu pod 10 mg KOH/g. Získá se 345 g pryskyřičného produktu o bodu měknutí 97 °C dle metody kroužek-kulička. Získaný produkt

CS 264 919 Bl je neomezeně rozpustný v butanolu, v lihu, stejně jako v jejich směsích s xylenem v poměru 1:1. 50% roztok produktu v butanolu zasychá v tlouštce 30 /um za 2 hodiny do stupně 2 a po 3 dnech poskytuje film o 31% tvrdosti skla podle zkoušky kyvadlem. Film po 3 dnech snáší zahřátí až do 200 °C, aniž by se stal lepivým, a zatížení teplotou 200 °C po dobu 100 h, aniž by ztratil schopnost přímého ohybu bez mechanického porušení. Jeho elektrická pevnost je 151 kV/mm, po 24 h uložení ve vodě při 20 °C 79 kV/mm.

Příklad 2

134.2 g (0,5 mol) mastných kyselin slunečnicového olejně, 145,7 g (1,07 mol) pentaerythri tolu a 166,14 g (1,0 mol) kyseliny isoftalové se zreaguje postupem, popsaným v příkladu 1. Získá se 399,5 g produktu o čísle kyselosti 6,1 mg KOH/g a bodu měknutí 82 °C. Produkt je neomezeně rozpustný v butanolu, lihu a jejich směsích s xylenem v poměru 1:1. 50% roztok produktu v butanolu zasychá v tlouštce 30 /um za 1,7 hodin do stupně 2 a po 3 dnech poskytuje film o tvrdosti ekvivalentní 33% tvrdosti skla. Film snáší zatížení teplotou 200 °C po dobu 100 h bez ztráty mechanické odolnosti vůči přímému ohybu. Jeho elektrická pevnost je 158 kV/mm, po 24 h ve vodě 81 kV/mm.

Příklad 3

143,8 g (0,5 mol) kyseliny stearové, 140,23 g (1,03 mol) pentaerythritolu, 194,12 g (1,0 mol) dimethylteref talátu a 1,0 g dibutylcíndilaurát.u se společně vyhřejí za míchání na 170 °C a při této teplotě se udržují 1 h. Pak se teplota zvyšuje vždy o 10 °C po 30 min až do 240 °C, při kteréžto úrovni se směs udržuje do dosažení čísla kyselosti 4,0 mg KOH/g. Získá se 403,5 g pryskyřicového produktu o bodu měknutí 81 °C a rozpustnosti obdobné jako v předešlých případech. 50 % roztok produktu v butanolu zasychá v tlouštce 30 ,uin za 2,5 h do stupně 2 a po 3 dnech poskytuje film tvrdosti 31,5% skla. Film snáší zatížení teplotou 200 °C po dobu 200 h bez ztráty mechanické odolnosti vůči přímému ohybu. Jeho elektrická pevnost je 156 kV/mm, po 24 h ve vodě při 20 °C poklesne na 85 kV/mm.

Příklad 4

115.2 g (0,728 mol) kyseliny pelargonové, 29,23 g (0,20 mol) kyseliny adipové,

155,35 g (0,80 mol) dimethyltereftalátu, 140,23 g (1,03 mol) pentaerythritolu a 1,0 g dibutyl cíndilaurátu se společně zreaguje podle postupu, popsaného v příkladu 3 do dosažení čísla kyselosti produktu 6,0 mg KOH/g. Získá se 366 g pryskyřičného produktu o bodu měknutí 91 °C, jehož rozpustnost je obdobná jako v předešlých případech. 50% roztok produktu v butanolu zasychá v tlouštce 30 /um za 2,2 h do stupně 2 při 20 °C a po 3 dnech poskytuje 33,2% tvrdosti skla. Snáší zatížení teplotou 200 °C po dobu 100 h bez mechanického rozrušení a ztráty odolnosti vůči přímému ohybu po ochlazení na normální teplotu.

Příklad 5

61,06 g (0,5 mol) kyseliny benzoové, 140,23 g (1,03 mol) pentaerythritolu a 194,19 g (1,0 mol) dimethyltereftalátu se společně zreaguje podle postupu dle příkladu 1 do dosažení čísla kyselosti produktu 9,0 mg KOH/g. Získá se 320 g produktu o bodu měknutí 125 °C, jehož rozpustnost je obdobná, jako u produktů v předešlých případech. 50% roztok produktu v butanolu zasychá v tlouštce 30 /um při 20 °C za 1,3 h do stupně zasychání 2 a po 3 dnech poskytne 39,8% tvrdosti skla. Snáší zatížení teplotou 200 °C po dobu 200 h bez mechanického rozrušení a ztráty mechanické odolnosti vůči přímému ohybu.

Příklad 6

61,06 g (0,5 mol) kyseliny benzoové, 145,68 g (1,07 mol) pentaerythritolu a 148,13 g (1,0 mol) ftalanhydridu se společně zreaguje podle postupu dle příkladu 1 do dosažení čísla

CS 264 919 Bl kyselosti produktu 8,0 mg KOH/g. Získá se 325 g produktu o bodu měknutí 111 °c, jehož rozpustnost je obdobná jako u produktů v předešlých případech. 50% roztok produktu v butanolu zasychá v tlouštce 30 pm při 20 °C za 1,5 h do stadia 2 a po 3 dnech poskytne 39,6% tvrdosti skla. Jeho tepelná odolnost je obdobná jako u produktu z příkladu 4.

Příklad 7

56,49 g (0,2 mol) mastných kyselin řepkového oleje, 138,38 g (1,02 mol) pentaerythritolu a 148,13 g (1,0 mol) ftalanhydridu se společně zreaguje podle postupu dle příkladu 1 do dosažení čísla kyselosti produktu 9,0 mg KOH/g. Získá se 321,4 g produktu o bodu měknutí 102 °C a rozpustnosti obdobné, jako v předešlých případech. 50% roztok produktu v butanolu zasychá v tlouštce 30 (Um při 20 °C za 2,0 h do stupně 2 a po 3 dnech poskytne 33,2% tvrdosti skla. Snáší zatížení teplotou 200 °C obdobně jako produkt v minulém příkladu.

Příklade

112,0 g (0,4 mol) mastných kyselin slunečnicového oleje, 144,32 g (1,06 mol) pentaerythri tolu a 148,13 g (1,0 mol) ftalanhydridu se společně zreagují podle postupu příkladu 1 do dosažení čísla kyselosti produktu 8,0 mg KOH/g. Získá se 377 g produktu o bodu měknutí 85 °C a rozpustnosti obdobné jako v předešlých případech. 50% roztok produktu v butanolu zasychá v tlouštce 30 (um při 20 °C za 3,2 h do stupně 2 a po 3 dnech poskytne 31,2% tvrdosti skla. Jeho tepelná odolnost je obdobná jako u produktu v předešlém případě.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob přípravy pojivá pro fyzikálně zasychající nátěrové hmoty, vyznačený tím, že se 1 mol aromatické dikarboxylové kyseliny o 8 atomech uhlíku nebo jejího anhydridů či dimethylesteru nebo její směsi s alifatickou dikarboxylovou kyselinou o 6 až 10 atomech uhlíku zahřívá s 1,02 až 1,10 molu pentaerythritolu a 0,1 až 1,0 molem alifatické monokarboxylové kyseliny o 6 až 20 atomech uhlíku a průměrně nejvýše 1,5 dvojných vazeb v řetězci nebo s týmž množstvím aromatické monokarboxylové kyseliny o 7 až 11 atomech uhlíku, při 140 až 240 °C do vzniku polyesterového produktu o bodu měknutí minimálně 80 °C.