Tento vynález se týká kapalných esterových prostředků. Konkrétněji se tento vynález týká směsí esterů odvozených od určitých aromatických monokarboxylových kyselin a zvláštních kombinací oligomerních a případně monomemích ethylenglykolů. Při teplotách pod teplotou tání jednotlivých esterů jsou tyto směsi kapalinami.
Dosavadní stav techniky
Estery odvozené od 1) benzoové či toluylové kyseliny a 2) alifatického glykolu či jeho oligomeru spolu se způsoby přípravy těchto esterů se popisují v dosavadním stavu techniky.
Některé z těchto esterů, zejména estery odvozené od glykolů obsahujících 2 až zhruba 9 atomů uhlíku tvoří preferovanou skupinu plastifikátorů pro polyvinylchlorid a další původně tuhé organické polymery vzhledem ke schopnosti těchto esterů zlepšovat zpracovatelnost tuhých polymerů bez nepříznivého ovlivnění jejich žádaných fyzikálních vlastností.
Patent US 4 656 214 vydaný Wicksonovi 7. dubna 1987 popisuje diestery 1) lineárních glykolů obsahujících od 2 do 8 atomů uhlíku, 2) první karboxylovou kyselinu obecného vzorce R'R2R3C(O)OH a 3) druhou karboxylovou kyselinu obecného vzorce R5C(O)OH, kde R1 a R2 jsou jednotlivě zvoleny z alkylových skupin obsahujících 1 až 4 atomy uhlíku, R3 je atom vodíku nebo alkylová skupina o 1 až 6 atomech uhlíku, R5 je zvolen ze skupin zahrnujících mono-, dia trialkyl-substituovanou fenylovou skupinu o 9 až 12 atomech uhlíku a -(CH2)nPh, kde Ph je fenylová skupina a n je od 1 do 6 včetně. Estery obsahují 16 až 19 atomů uhlíku ajsou použitelné jako plastifikátory polyvinylchloridu nevytvářející skvrny.
Použití esterů odvozených od kyseliny benzoové a vícemocného (dále též polyhydrického) alkoholu jako plastifikátorů se popisuje ve zveřejněné japonské patentové přihlášce 54/18859 publikované 13. února 1979.
Publikovaná evropská patentová přihláška 244 107 vydaná 4. listopadu 1987 popisuje plastifikační prostředky pro elastomery zahrnující I) trimellitatový ester, II) nasycený lineární dikarboxylatový ester obdržený reakcí 1) dikarboxylové kyseliny s alespoň jedním jednomocným (dále též monohydrickým) alkoholem nebo 2) alifatické monokarboxylové kyseliny s alespoň jedním glykolem ze skupiny zahrnující diethylenglykol, triethylenglykol a tetraethylenglykol a III) di40 alkylester thiodikarboxylové kyseliny.
Patent US 4 444 933 J. Andersona a P. Columbuse popisuje kyanakrylatová adheziva obsahující plastifikátor, který se zvolí z látek dipropylenglykoldibenzoat, diethylenglykoldibenzoat, směs těchto dvou sloučenin, butylbenzylftalat, dibutylfitalat nebo benzoatový ester di- nebo poly45 hydroxy- rozvětvených alifatických sloučenin.
Výzkumná zpráva č. 17943 publikovaná 10. března 1979 popisuje plastifikované nátěrové prostředky pro značení silnic obsahující 10 až 50 hmotnostních procent plastifikátorů popisovaného jako ester kyseliny benzoové, který se uvádí na příkladech glyceryltribenzoat, neopentyldi50 benzoat, triethylenglykoldibenzoat a trimethylolethantribenzoat nebo polyester.
Estery obdržené od kyseliny benzoové a buď di-, nebo triethylenglykolu jsou zvláště žádané díky jejich širší dostupnosti a nižší ceně ve srovnání s odpovídajícími propylenglykoly. Jednou z nevýhod použití esterů benzoové či toluylové kyseliny s ethylenglykolem a di- a triethylenglykolem jako plastifikátorů je skutečnost, že jsou při teplotě 25 °C v tuhém stavu. Polymemí prostředky
-1 CZ 299401 B6 obsahující tyto estery jako přísady obvykle vyžadují zahřívání alespoň na teplotu tuhnutí aditiva pro dosažení jednotného promísení aditiva s prostředkem.
Podstata vynálezu
Tento vynález se zakládá na objevu, že směsi obsahující di- a triethylenglykolové estery benzoové a toluylové kyseliny (methylbenzoové) jsou v širokém rozmezí poměrů kapalinami pod teplotou tuhnutí jednotlivých esterů, které jsou složkami směsi.
Při použití těchto směsí jako plastifikátorů mohou tyto směsi případně zahrnovat alespoň jeden další ester, který je kapalný při teplotě 25 °C a užívá se konvenčně jako plastifikátor pro organické polymery. Další kapalný ester (estery) zvyšuje (zvyšují) relativní koncentraci triethylenglykolového esteru oproti diethylenglykolovému esteru, který může být přítomný ve směsi, která je kapalná pod hodnotami teploty tání obou glykolových esterů.
Následuje podrobný popis vynálezu.
Tento vynález poskytuje kapalné esterové prostředky obsahující
1) první diester obecného vzorce ArC(O) (OCH2CH2)2O(O)CAr a
2) druhý diester obecného vzorce ArC(O) (OCH2CH2)3O(O)CAr, ve kterém Ar představuje fenylovou nebo methylfenylovou skupinu a teplota tání těchto prostředků je pod teplotami tání prvního a druhého diesteru.
Hmotnostní poměr tohoto prvního diesteru k tomuto druhému diesteru je přednostně od 1.22:1 do 9:1.
V preferovaných ztělesněních tvoří první a druhý diester přednostně alespoň 50 hmotnostních procent kapalné esterové směsi. Zbývající složky těchto preferovaných ztělesnění jsou estery vykazující teplotu tání nižší než 25 °C. Tyto přídavné estery se odvozují od mono- nebo polyhydrických alkoholů a aromatických či alifatických mono- a/nebo dikarboxylových kyselin.
Přítomnost těchto přídavných kapalných esterů zvyšuje koncentraci triethylenglykolového diesteru vzhledem k diethylenglykolovému diesteru, který může být přítomen ve směsích, které jsou kapalné pod teplotou tání těchto glykolových diesterů.
Příklady dalších kapalných esterů, které mohou být přítomné v esterových směsích podle tohoto vynálezu, zahrnují, avšak bez omezení na tyto případy 1) diestery odvozené od benzoové kyseliny a diolů obsahujících 3 až 10 atomů uhlíku, 2) estery odvozené od benzoové kyseliny a monohydrických alkoholů obsahujících od 8 do 12 atomů uhlíku, 3) alifatické estery obecného vzorce R’O(O)C(CH2)mC(O)OR2 a 4) estery odvozené od fitalové kyseliny a alkoholů obsahujících od 4 do 12 atomů uhlíku. V předcházejícím vzorci je R1 skupina zvolená jednotlivě z případů alkylo45 vých a arylových skupin obsahujících od 4 do 12 atomů uhlíku a m je celé číslo od 2 do 8. Celková hmotnost těchto přídavných plastifikátorů může tvořit až 50 a přednostně od 10 do 35 hmotnostních procent kapalného esterového prostředku. Je třeba si uvědomit, že vhodné dioly mohou obsahovat heteroatomy, jako je atom kyslíku, v uhlovodíkovém řetězci.
Specifické příklady přídavných kapalných esterů, které mohou být přítomné v esterových prostředcích podle tohoto vynálezu, zahrnují, avšak bez omezení na tyto případy, propylenglykola dipropylenglykoldibenzoaty, neopentylglykoldibenzoat, dialkyladipaty, glutaraty, azelaty a sebakaty, isodecylbenzoat a butylbenzylftalat.
-2CZ 299401 B6
Tyto přídavné kapalné estery popsané v předchozích odstavcích mohou tvořit až 50 hmotnostních procent daného kapalného esterového přípravku. Přítomnost těchto případně přidávaných kapalných esterů snižuje hmotnostní poměr přítomného diethylenglykolbenzoatu nebo diethylenglykoltoluylatu k triethylenglykolbenzoatu nebo triethylenglykoltoluylatu požadovaný pro obdr5 žení kapalného esterového prostředku při 28 °C na zhruba 0,5:1.
Tento vynález též poskytuje prostředky obsahující 1) organický polymer, jako je polyvinylchlorid a 2) až zhruba 60 hmotnostních procent popisovaných kapalných esterových prostředků jako plastifíkátorů. Esterové prostředky mohou být též zahrnuty jako plastifikátory v kapalných ío prostředcích, jako jsou oleje a maziva.
Novost těchto esterových prostředků spočívá v jejich nižší teplotě tuhnutí vzhledem k teplotám tuhnutí obou požadovaných diesterů, které tvoří alespoň 50 hmotnostních procent těchto prostředků. Například diethylenglykoldibenzoat tuhne od 28 do 29 °C a triethylenglykoldibenzoat tuhne od 46 do 48 °C. Všechny uvažované esterové prostředky jsou neočekávaně kapalinami pod teplotou 28 °C. Skutečná teplota tuhnutí kteréhokoliv konkrétního esterového prostředku bude vyplývat z relativních koncentrací esterů tvořících jeho složky.
Aromatická karboxylová kyselina
Aromatické karboxylové kyseliny vhodné pro přípravu těchto kapalných esterových prostředků lze znázornit obecným vzorcem ArC(O)OH, ve kterém Ar představuje fenylovou či methylfenylovou skupinu. Tato třída karboxylových kyselin zahrnuje kyselinu benzoovou a izomemí toluylové kyseliny. Ten, kdo má zkušenost v oboru, si uvědomí, že místo karboxylových kyselin lze použít odpovídající anhydridy a acylhalidy.
Směs glykolů
Alkoholové části tuhých esterů popisovaných prostředků se odvozují od diethylenglykolu a tri30 ethylenglykolu.
Relativní koncentrace esterů odvozených od každého z obou požadovaných oligomemích ethylenglykolů použité pro přípravu těchto prostředků je kritická pro obdržení prostředků, které jsou kapalné pod teplotou 28 °C. Ester odvozený od diethylenglykolu obsahuje od 55 do
90 hmotnostních procent, přednostně od 55 do 65 hmotnostních procent směsi esterů odvozených od di- a triethylenglykolu.
Tyto esterové prostředky lze obdržet tak, že se nejprve připraví každý z esterů jednotlivě s použitím kteréhokoliv ze známých způsobů pro přípravu této skupiny sloučenin. Po vyčištění se estery roztaví před nebo po spojení v požadovaných poměrech.
V souladu s preferovaným způsobem se tyto esterové prostředky připraví in šitu reakcí kyseliny benzoové nebo jedné z izomemích toluylových kyselin se směsí diethylenglykolu a triethylenglykolu. Relativní koncentrace každého glykolu se vypočítává pro obdržení esterového prostřed45 ku v rámci tohoto vynálezu za předpokladu, že v podstatě veškeré množství glykolů reaguje s kyselinou.
Ve směsi mohou být zahrnuty jiné glykoly, jako je ethylenglykol, propylenglykol a dipropylenglykol pro přípravu těchto esterových prostředků, pokud přítomnost těchto přídavných glykolů neruší záměry tohoto vynálezu.
Reakční podmínky a aparatura požadované pro přípravu esterů z odpovídající karboxylové kyseliny (karboxylových kyselin) a mono- nebo polyhydrického alkoholu (alkoholů) se dostatečně popisují v oboru, takže podrobný popis v této specifikaci není nutný. Jak se zdůrazňuje výše, lze
-3 CZ 299401 B6 místo kyselin použít odpovídající acylhalidy nebo anhydridy. Reakce s použitím těchto alternativních reakčních složek jsou známy z dřívějších popisů v oboru.
Pro urychlení tvorby těchto esterových prostředků se přednostně reakční směs obsahující benzoovou kyselinu či toluylovou kyselinu a směs glykolu zahřívá k teplotě varu a voda, která se přitom vytváří jako vedlejší produkt, se nepřetržitě odstraňuje destilací z této reakční směsi. V reakční směsi mohou být přítomny katalyzátory, jako jsou minerální kyseliny a alkyltitanaty a může být přítomen též uhlovodík o nízké teplotě varu, jako je hexan, pro usnadnění odstřeďování vody.
Estery lze vyčistit neutralizací kyselých katalyzátorů a/nebo odstraněním těkavých nečistot za sníženého tlaku.
Použití popisovaných kapalných esterových přípravků a plastifikátorů pro organické polymery
Kapalné esterové přípravky podle tohoto vynálezu jsou zvláště užitečné jako plastifikátory pro zlepšení zpracovatelnosti a fyzikálních vlastností tuhých i netuhých organických polymerů.
Polymery preferované pro použití v popisovaném esterovém prostředku zahrnují polyvinyl20 chlorid a kopolymery odvozené od vinylchloridu a alespoň jednu z dalších kopolymerizovatelných mono- nebo diolefmicky nenasycených sloučenin včetně, avšak bez omezení na tyto látky, vinylidenchloridu, vinylesterů karboxylových kyselin, jako je vinylacetat a vinylpropionat, esterů ethylenicky nenasycených kyselin, jako jsou alkylakrylaty a alkylmethakrylaty. Přednostně se používá alespoň 70 % opakovaných jednotek těchto kopolymerů odvozených od vinylchloridu.
Při použití jako plastifikátorů lze esterové prostředky podle tohoto vynálezu používat samotné nebo v kombinaci s jedním či více plastifikátory známými tomu, kdo má zkušenost v oboru, pro obdržení žádané kombinace zpracovatelnosti a vlastností konečného polymeru.
Koncentrace plastifikátorů (plastifikátorů) v jakémkoliv polymeru se může v širokých mezích měnit vzhledem k žádaným vlastnostem a zamýšlenému způsobu použití produktu. Udávají se koncentrace plastifikátorů od 1 do 200 dílů na sto hmotnostních dílů pryskyřice, avšak přednostně je toto rozmezí od 10 do 100 hmotnostních dílů.
Typy polymerů, do kterých lze zahrnovat kapalné esterové přípravky podle tohoto vynálezu jako aditiva, zahrnují, avšak bez omezení na tyto případy, vinylové podlažní lamináty, latexové těsnicí materiály, adheziva, nátěrové prostředky nanášené jako kapaliny nebo jemně rozptýlené tuhé látky a barvy.
Esterové prostředky podle tohoto vynálezu lze též použít jako aditiva pro nabobtnání těsnění pro oleje a maziva.
Příprava a použití kapalných esterových prostředků podle tohoto vynálezu se podrobně popisuje v následujících příkladech, které by se neměly považovat za omezení rozsahu tohoto vynálezu popisovaného v doprovázejících nárocích.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Esterové přípravky se připraví smísením pevného diethylenglykolbenzoatu (DEGB) a triethylenglykolbenzoatu (TEGB) ve skleněných nádobách v poměrech popisovaných v tabulce 1. Každá
-4CZ 299401 B6 z výsledných směsí vážících 10 g se zahřívá v sušárně při teplotě 80 °C po dobu dostatečnou pro vytvoření kapaliny. Každý kapalný prostředek se poté umístí na dobu 24 h do mrazničky udržované na teplotě -12 °C. Po 24 h se nádobky prozkoumají ohledně průkazu krystalizace. Složení každého vzorku a výsledky vyšetření se zaznamenají v tabulce 1.
Tabulka 1
Hmotnostních procent
DEGB |
TEGB |
Skupenský stav při -12 °C |
100 |
0 |
tuhá látka (c) |
0 |
100 |
tuhá látka (c) |
75 |
25 |
kapalná látka |
65 |
35 |
kapalná látka |
55 |
45 |
kapalná látka |
90 |
10 |
kapalná látka |
c = srovnávací vzorek
DEGB = diethylenglykolbenzoat
TEGB = triethylenglykolbenzoat |
|
Příklad 2
Polyvinylchloridový odrazivý podlahový materiál
Tento příklad ukazuje použití popisovaných esterových přípravků jako plastifikátorů pro odrazivé podlahové materiály. Odrazivé podlahové materiály se obecně skládají alespoň z vrstvy vinylového polymemího plastisolu na rozměrově stabilním podkladu. Plastisol používaný jako vrchní vrstva je čirý a zajišťuje odolnost vůči oděru. Další vrstva je vinylová pěna připravená s použitím plastisolu obsahujícího chemické nadouvadlo. Používané plastifikátory musí být účinné, stabilní, musí zajišťovat odolnost vůči tvorbě skvrn a zpracovatelnost.
Směs diethylenglykoldibenzoatu, triethylenglykoldibenzoatu a di-2-ethylhexyladipatu o hmotnostním poměru 1,0:0,55:0,27, níže označená jako směs A, se testuje v odrazivých podlahových laminátech.
Tabulky 2 až 4 shrnují hodnocené prostředky. Tyto prostředky se připraví smísením složek na nízkorychlostním vysokoúčinném míchacím a odplyňovacím zařízení. Vrstva pěny se nanáší na keramickou plstěnou výplň a gelatinizuje při 130 °C po dobu 1 min v Mathusově pícce. Nanese se vrchní vrstva a přípravek se taví při teplotě 190 °C po dobu 1,5 min. Tabulky 4 až 8 uvádějí údaje o vlastnostech obdržených ze zhotovených přípravků.
-5CZ 299401 B6
Tabulka 2
Přípravek pro vrchní nátěr
Složka Identifikace výrobce Hmotnost. dílů
GEON 173 |
Disperzní pryskyřice
PVC |
GEON |
100 |
Plastifikátor |
Směs A |
Podle tohoto vynálezu |
36 |
Ředidlo plastifikátoru |
Isodecylbenzoat |
Velsicol |
12 |
Monolaurat
PEG 400 |
Monolaurat polyethylenglykolu o molekulové hmotnosti 400 |
Stepán |
1,4 |
Therm-Chek
1776 |
Směsný kovový stabilizátor |
Ferro |
3,0 |
Stabilizátor |
Epoxidovaný sojový olej |
Velsicol |
2,0 |
-6CZ 299401 B6
Tabulka 3
Přípravek pro pěnovou vrstvu
Složka Identifikace výrobce Hmotnost. dílů
GBON 121 A |
Disperzní pryskyřice
PVC |
GEON |
68,8 |
GEON 217 |
Směsná pryskyřice PVC |
GEON |
31,2 |
Plastifikátor |
Směs A |
|
24,3 |
Ředidlo plas- |
tifikátoru |
Isodecylbenzoat |
Velsicol |
19,4 |
Disperze AZO
(tabulka 3) |
Azodikarbonamidová disperze |
|
12,8 |
Monolaurat
PEG 400 |
Monolaurat polyethylenglykolu o |
Stepán |
1,5 |
Atomite |
molekulové hmotnosti
400
Uhličitan vápenatý |
E.C.C. |
14,8 |
-7CZ 299401 B6
Tabulka 4
Přípravek disperze AZO (Pro použití v tabulce 3)
Složka |
Identifikace |
Výrobce |
Hmotnost
dílů |
Plastifikátor |
Směs A |
|
36,4 |
|
Ředidlo plastifikátoru |
Isodecylbenzoát |
Velsicol |
12 |
Monolaurat
PEG 400 |
Monolaurat polyethylenglykolu o
molekulové hmotnosti
400 |
Stepán |
1,0 |
CELLOGEN AZ,
3990,
azodikarbon-
amid |
Nadouvadlo |
Uniroyal
Chemical |
13,2 |
Asaco AZO
77S, oxid zinečnatý |
Aktivátor |
Asaco |
3,2 |
TiPure R-900
oxid titáni- |
Pigment |
Dupont |
26 |
čitý
-8CZ 299401 B6
Tabulka 5
Údaje pro odrazivé podlažní desky Vrchní nátěr Plastisol
Zkušební parametr
Nízkosmyková viskozita RVT podle Brookfielda, 23 °C, ASTM D-1824
Počáteční a po 2 h, Pa.s
2,5 min-1 20 min-1 h, Pa.s
2,5 min-1 20 min-1 d, Pa.s
2,5 min-1 20 min-1
Poměr viskozit 3 d/počáteční
2,5 min-1 20 min-1
Vysokosmyková viskozita, Pa.s 68,95 kPa
275,8 kPa
482,65 kPa
689,5 kPa
5,3
3.7
6.5
4.5
9.6 6,2
1.8
1.7
ASTM D-1823, 23 °C
5,2
12,6
17.6
20.7
-9CZ 299401 B6
Tabulka 6
Údaje pro odrazivou podlahovou desku Vrstva pěny Plastisol
Zkušební parametr
Nízkosmyková viskozita RVT podle Brookfielda, 23 °C, ASTM
D-1824
Počáteční a po 2 h, Pa.s
2,5 min-1 8,8 minx 5,4 h, Pa.s
2,5 min-1 9,8 min-1 5,8 d, Pa.s
2,5 min-1 16,3 min-1 7,1
Poměr viskozit 3 d/počáteční
2,5 min-1 1,9 min'x 1,3
Vysokosmyková viskozita, Pa.s, ASTM D-1823, 23 °C
68,95 kPa 4,9
275,8 kPa 10,5
482,65 kPa 13,8
689,5 kPa 15,3
Poměr nafouknutí pěny (konečná tlouštka k počáteční tloušťce před tavením) 3,8/1
Kvalita nadouvání pěny, vizuální hodnocení dobrá
- 10CZ 299401 B6
Tabulka 7
Údaje o přípravku odrazivé podlahové plochy (Vrchní vrstva pěny)
Zkušební parametr
Odolnost proti tvorbě skvrn, vizuální a přístrojové čtení
Olejověhnědá barva, 1% roztok |
(0 = nej lepší a 10 = nej horší) |
5 |
Počáteční hodnocení, delta E |
9,9 |
Stárnutí při 70 °C |
l týden, delta E |
4(8,5) |
2 týdny, delta E |
5(7,4) |
3 týdny, delta E |
3(5,8) |
4 týdny, delta E |
2(3,6) |
Hnědá lesklá, (B) |
6(55,2) |
Hořčičná žluč |
0 |
Černá, (delta E) |
6(25) |
Tepelná stabilita vinylu, 200 °C, |
vizuální hodnocení |
celkového odbarvení, % |
Hodnocení po 2,5 min |
5 |
Hodnocení po 5 min |
15 |
Hodnocení po 7,5 min |
30 |
Hodnocení po 10 min |
60 |
Hodnocení po 12,5 min |
100 |
- 11 CZ 299401 B6
Tabulka 8
Údaje pro odrazivou podlahovou plochu Laminát (Vrchní pěna)
Zkušební parametr
Tepelná odolnost, 70 °C, Int. delta E (Proti standardní bílé destičce) 12,2 delta E, 1 týden 25,8 delta E, 2 týdny 30,9 delta E, 3 týdny 33,9
Odolnost proti ultrafialovému světlu (Komora UV Atlas) delta E po expozici, počáteční (Proti standardní bílé destičce) 18,3
100 h 12,2
200 h 12,3
300 h 11,5
400 h 15,2
500 h 17,0 ío Údaje v předchozích tabulkách ukazují, že směs A je úěinným plastifikátorem pro odrazivé podlažní materiály.
Příklad 3
Tento příklad ukazuje použitelnost popisovaných kapalných esterových přípravků ve výrobcích používaných jako těsnicí hmoty. Tento typ těsnicích hmot se používá pro utěsnění trhlin a zaplnění mezer v nových a stávajících obytných a komerčních budovách. Těsnicí hmota v podstatě obsahuje polymemí pojivá a plnidla. Pro těsnicí hmoty se používají kompatibilní plastifiká20 toiy pro zlepšení tuhých polymerů a ohebnosti, zlepšení adheze a chování při nízké teplotě bez nepříznivého ovlivnění stability při ukládání nebo aplikačních vlastností prostředku. Kapalný esterový prostředek podle tohoto vynálezu obsahující diethylenglykoldibenzoat, triethylenglykoldibenzoat a dipropylenglykoldibenzoat v hmotnostním poměru 1:0,5:0,5, který se zde označuje jako směs B, se přidá do latexového prostředku pro zjištění použitelnosti těchto esterových přípravků pro tento účel.
Pro dosažení své správné funkce musí být plastifikátor kompatibilní se základním polymerem. Pro stanovení kompatibility směsi B s konvenčním těsnicím polymerem slouží směs emulze těsnicího polymeru a směsi B připravená s použitím typů a množství složek uvedených v tabulce
9.
Kompatibilní plastifikátor by měl zvyšovat viskozitu emulze. Údaje v tabulce 10 ukazují, že směs B zvyšuje viskozitu základní emulze. Pro další vyhodnocení kompatibility směsi B s těsnicím polymerem se aplikuje film o tloušťce 0,152 mm na skleněnou destičku pomocí tažené tyčky
- 12 CZ 299401 B6 a ponechá se zaschnout po dobu 24 h. Údaje v tabulce 11 ukazují, že film je čirý a lepivý, což ukazuje kompatibilitu mezi těsnicím přípravkem a plastifikátorem.
Směs B se přidá do typického latexového těsnicího přípravku. Složky uvedené v tabulce 12 se 5 mísí v nízkorychlostním vysokovýkonném mísícím zařízení. Stanoví se stabilita, adheze, pevnost v tahu a tvrdost těsnicího přípravku. Výsledky se uvádějí v tabulkách 13 a 14. Tyto údaje ukazují, že směs B, kapalný esterový přípravek podle tohoto vynálezu, se dobře uplatňuje jako plastifikátor pro latexové těsnicí hmoty.
o
Tabulka 9
Údaje o kompatibilitě těsnicího polymeru a plastifikátoru
Složka Hmotnostní díly Hmotnostní díly za vlhka za sucha
Emulze těsnící hmoty |
100 |
100 |
Triton X-405 |
27,5 |
50,1 |
Směs B |
|
|
{plastifikátor) |
1,7 |
3,1 |
Tabulka 10
Údaje o kompatibilitě směsi B s Rhoplex (R) 1785
Kompatibilita
Skladování při teplotě místnosti Počáteční 1 d
vzhled |
čirý |
lepkavost |
vysoká |
vzhled |
čirý |
lepkavost |
vysoká |
vzhled |
čirý |
lepkavost |
vysoká |
Uložení při 50 °C 1 d vzhled čirý
- 13 CZ 299401 B6
lepkavost |
vysoká |
vzhled |
čirý |
lepkavost |
vysoká |
vzhled |
čirý |
lepkavost |
vysoká |
Poznámka: Plastifikátor se přidává k základní emulzi v množství 27,5 dílů na 100 dílů vlhké emulze s 1,65 díly Triton X^105. Podíl plastifikátoru v tuhé pryskyřici je 50 %.
Tabulka 11
Údaje o viskozitě těsnicí emulze získané na přístroji Rhoplex 1785
Viskozita RVT podle Brookfielda při teplotě místnosti, Pa.s
Počáteční
2,5 min-1 |
20 |
20 min-1 |
7 |
2,5 min-1 |
26 |
20 min-1 |
8 |
2,5 min-1 |
29 |
20 min-1 |
8 |
2,5 min-1 |
44 |
20 min-1 |
12 |
2,5 min-1 |
34 |
20 min-1 |
10 |
Poznámka: Viskozita čisté emulze je 0,6 Pa.s při frekvenci otáčení 2,5 min 1 a 0,3 Pa.s při frekvenci otáčení 20 min“1. Pro X-405 je tato hodnota 1 Pa.s při 2,5 min 1 a 3 Pa.s při 20 min“1.
- 14CZ 299401 B6
Tabulka 12
Latexový těsnicí prostředek
Surovina |
Výrobce |
kg |
litry |
RHOPLEX 1785 |
Rohm a Haas |
190,2 |
176,87 |
Voda |
|
12,3 |
12,22 |
Triton X-405 |
Rohm a Haas |
4,2 |
3,78 |
Ethylenglykol |
Union Carbide |
5,7 |
5,11 |
Tamol 850 |
Rohm a Haas |
0,55 |
0,45 |
Zahuščovací prostředek Natrosol(R) 250
MXR |
Hercules |
0,456 |
0,34 |
Dispergační prostředek, KTPP |
Calgon |
0,456 |
0,19 |
Směs B |
Podle tohoto
vynálezu |
52,3 |
52,30 |
Lakové benziny,
Varsol(R) 1 |
Exxon |
9,12 |
11,54 |
Prostředek pro podporu adheze, Silane
Z-6040 |
Dow Corning |
0,26 |
0,23 |
Nastavovadlo, uhličitan vápenatý, Drikilite(R) |
E.C.C. |
335 |
123,4 |
Pigment, oxid titaničitý, TiPure R-901 |
Dupont |
4,56 |
0,13 |
Hydroxid amonný, 28% |
Pisher |
1,6 |
1,48 |
Celkem |
|
616,86 |
46,87 |
Poznámka: Používá se prostředek Rohm a Haas AS-85-1.
- 15CZ 299401 B6
Tabulka 13
Celkové údaje o stabilitě a viskozitě těsnicí hmoty
Zkušební parametr Počáteční viskozita podle Brookfielda HAT,
Helipath, při teplotě místnosti, Pa.s d 2300 d 2700
Schopnost vstřikování, ASTM C-731 d, g/s, tepl. místn. 6,7 d, g/s, tepl. místn. 5,5 d, g/s, tepl. místn. 2,4
Po 28 d při 50 °C 2,6
Po 5 cyklech F/T 3,1
Tabulka 14 |
|
Fyzikální vlastnosti těsnicí hmoty |
|
Vlastnost |
|
Nízkoteplotní flex., mandrel 1 |
|
při -24 °C |
splňuje |
Shore A, 3 týdny při tepl. místn. |
|
počáteční, 1 s |
23 |
10 s |
13 |
Tažnost, ASTM D-638
- 16CZ 299401 B6
Maximální namáhání, kPa Prodloužení, %
Adheze povrchového filmu, 180°, Hliník kg/m
Režim selhání Dřevo, žlutá borovice kg/m
Režim selhání Kanálová trhlinka dřeva Doba zaschnutí na dotyk, min Dokončení vytvrzení, dny
296 (6,89)
680 specifikační test US 230
116,7 (28,7)
CP/C
181,3 (43,1)
A/C žádná
Příklad 4
Aplikace latexových adheziv
Latexové adhezivum se používá pro přilnutí porézního podkladu k jinému poréznímu či neporéznímu podkladu. Latexová adheziva se používají ve velké šířce aplikací od papíru a kartónových ío obalů k použití při lepení dřevěného nábytku. Latexové adhezivum může obsahovat pouze polymemí pojivo, avšak ve většině případů se používají další modifikátory polymerů pro přípravu adheziva pro konkrétní účel. Ve většině případů se používá plastifikátor pro vytvoření adheziva na bázi homopolymerů, jako je polyvinylacetat, avšak často se plastifikátory používají i pro modifikaci adheziv na bázi kopolymerů. Účinný kompatibilní plastifikátor se používá v latexo15 vém adhezivu pro zahuštění základní emulze (viskozitní odpověď), pro zvýšení flexibility, pro snížení teploty skelného přechodu, zlepšení adheze a chování při nízkých teplotách, prodloužení použitelnosti po otevření, zkrácení času vytvrzení a snížení teploty těsnění za horka. Směs diethylenglykoldibenzoatu, triethylenglykoldibenzoatu a dipropylenglykoldibenzoatu v hmotnostním poměru 1:0,5:0,5 (směs C) se přidává do latexových adhezivních přípravků na základě homopolymerních i kopolymemích emulzí pro získání použitelnosti plastifikátorů obsahujících popisované kapalné esterové směsi pro tuto aplikaci.
Pro svou správnou funkci musí být plastifikátor kompatibilní se základním polymerem. Pro stanovení kompatibility směsi C s adhezivními polymery se připraví adheziva na bázi polyvinyl25 acetatového homopolymerů a kopolymeru vinylacetat/ethylen. Složení přípravků se uvádí v tabulce 15 a adheziva se připravují mícháním plastifikátorů se základní emulzí. Pro testování kompatibility plastifikátorů se připraví film o tloušťce 0,025 mm každého adheziva na skleněné destičce s použitím tažné tyčky a suší se po dobu 24 h. Všechny filmy jsou průhlednější než základní emulze a nevykazují žádné vylučování plastifikátorů, což ukazuje na kompatibilitu na úrovni testovaného plastifikátorů.
Údaje o chování adheziva uvádí též tabulka 15.
Viskozitní odpověď emulze, životnost po otevření, doba vytvrzení a údaje o těsnicích vlastnos35 těch ukazují, že směs C podle tohoto vynálezu vykazuje dobré působení jako plastifikátor adheziv.
-17CZ 299401 B6
Tabulka 15
Složka
prostředku |
1 |
2 |
3 |
4 |
Vinac(R)XX-230 |
|
|
|
|
(Homopolymer)
Airflex(R) 300 |
100 |
89,5 |
|
|
(Kopolymer) |
|
|
100 |
89,5 |
Směs C |
|
10,5 |
|
10,5 |
Údaje o kompatibilitě plastifikátoru |
|
|
|
|
Vzhled suchého filmu |
Velmi |
Velmi |
Velmi |
Velmi |
Vinac(R) XX-230 po 24 h |
zaml- |
slabě |
zaml- |
slabě |
žený |
zaml- |
žený |
zaml- |
žený Žený
Viskozitní odpověď plastifikátoru
Viskozita 1 h po přípravě |
(ASTM D-1824) |
|
|
|
|
2,5 min-1, Pa.s |
4 |
5,8 |
4 |
19 |
20 min-1, Pa.s |
2,6 |
3,8 |
2 |
10 |
Viskozita po 24 h |
|
|
|
|
2,5 min1, Pa.s |
4 |
5 |
4 |
20 |
20 min-1, Pa.s |
2,6 |
3,3 |
2 |
11 |
Doba vytvrzení, s |
15 |
10 |
13 |
8 |
Životnost otevřeného adheziva, s menší |
než 10 |
33 |
8 |
23 |
Adheze, vizuální hodnocení s použitím 0=žádná a 10= =úplné spojení s papírem potaženým: |
|
|
|
|
X-300 |
0 |
0 |
_ |
|
Nomar(R) 70 |
5 |
9 |
— |
— |
Příklad 5
Směsi diethylenglykoldibenzoatu, triethylenglykoldibenzoatu a třetího plastifikátoru se připraví a zkouší následujícím způsobem. Skleněná lahvička se naplní 10 g zkoušené látky a umístí do ío mrazničky při -12 °C na dobu 24 h. Po 24 h se zjišťují známky krystalizace. Výsledky uvádí tabulka 16. Vzorky se hodnotí jako „splňuje“, pokud nevykazují žádné známky krystalizace.
-18CZ 299401 B6
Tabulka 166
Hmotnostní procenta ve směsi Hodnocení
DOA* 1 |
DOP2 |
DPGDB3 4 |
DEGDB* |
TEGDB’ |
0 |
0 |
50 |
25 |
25 |
splňuje |
0 |
50 |
0 |
25 |
25 |
splňuje |
50 |
0 |
0 |
25 |
25 |
splňuje |
1) DOA je di-2-ethylhexyladipat 5 2) DOP je di-2-ethylhexylftalat
3) DPGDB je dipropylenglykoldibenzoat
4) DEGDB je diethylenglykoldibenzoat
5) TEGDB je triethylenglykoldibenzoat ío Třetí plastifikátor působí jako prostředek pro snížení teploty tuhnutí pro dva tuhé estery a rozšiřuje použitelné rozmezí popisovaných prostředků.