CZ9903194A3 - Pojivové přípravky pro laky, způsob jejich výroby a jejich použití - Google Patents

Description

zs ^: . /

Pojivové přípravky pro laky, způsob jejich výroby a jejich použití

Oblast techniky

Vynález se týká kombinací nitrátu celulosy a změkčovadla, sestávajících z 82 až 40 % hmotnostních nitrátu celulosy s obsahem dusíku méně než 12,6 % hmotnostních a 18 až 60 % hmotnostních formylovaných polyurethanů jako změkčovadla.

Dosavadní stav techniky

Nitrát celulosy je jako podstatná součást lakových systémů známý (viz například B. U. Biethan, Lacke und Lósemittel, Verlag Chemie GmbH, Veinheim, 1. vydání, 1979, str. 8)

Vzhledem k tomu, že se nitrát celulosy v suchém stavu velmi lehce nárazem nebo třením přivede k zapálení, musí být na trhu obvyklé lakařské nitráty celulosy zpúracovány buď flegmatisačním činidlem (například zvlhčovacím činidlem) v množství alespoň 25 % hmotnostních, nebo želatinisačním změkčovadlem v koncentraci alespoň 18 % hmotnostních, aby se snížilo nebezpečí při skladování, manipulaci a transportu.

Jako zvlhčovači činidla se vedle vody používají všeobecně alkoholy, jako je ethylalkohol, isopropylalkohol a butylalkohol. Při zpracování nitrát celulosy obsahujících • · ····· · ···· ··· ··· ······ ·· laků ovšem alkoholy ruší v obvyklých adsorpčních zařízeních, která jsou zařazena pro snižování emisí lakařských zařízení. Kromě toho ruší alkoholy při použití v PUR-lacích. Reagují s isokyanáty na nízkomolekulární sloučeniny, čímž se výrazně snižuje kvalita lakového filmu.

V DE-A 30 41 085 a v US 3 284 253 jsou popsané nitráty celulosy, které obsahují jako zvlhčovači činidlo inertní rozpouštědlo (například toluen) . Výroba se provádí pomocí destilativního pracovního kroku, který je výrazně nákladný a z bezpečnostně technického hlediska problematický.

U všech nitrátů celulosy, opatřených zvlhčovacími činidly, existuje dále problém odpařování zvlhčovacího činidla, popřípadě nehomogenního rozdělení v důsledku propadání při skladování v sudech.

Aby uživatelé nebyli zatěžováni volbou použitelných rozpouštědel, nabízí se nitrát celulosy také v plastifikované formě (takzvané NC-Chips). Výroba těchto NC-Chips se všeobecně provádí zapracováním změkčovadel do vodou zvlhčeného nitrátu celulosy. Tato výroba je například popsaná v DE 1 203 652 , DE 1 570 121 , DE 1 470 860 a DE 2 338 852.

Předpokladem pro výrobu NC-Chips jsou želatinisující změkčovadla v čisté formě, popřípadě taková změkčovadla, která získají přídavkem nitrát celulosy rozpouštějících organických rozpouštědel želatinisující vlastnosti. Tato organická rozpouštědla se při sušení opět odstraní. Při takovémto výrobním procesu jsou tedy nutná opatření pro ochranu životního prostředí, která by zaručila zachování zákony vyžadovaných emisních hodnot a hranic explosivity.

Vedle želatinisační schopnosti změkčovadla se zřetelem na nitrát celulosy jako základního předpokladu pro výrobu NC-Chips se vyžadují na trhu dodatečné vlastnosti změkčovadel, jako je nezávadnost pro potraviny, oddolnost vůči migraci, jakož i dobré všeobecné mechanické a chemické vlastnosti.

Je známé, že polyurethany splňují velký počet požadovaných vlastností. Vyznačují se například dobrou oddolností vůči chemikáliím, tepelnou stálností, oddolností vůči působení světla (u polyurethanů na basi alifatických isokyanátů) a velmi dobrými mechanickými vlastnostmi.

Výroba nitrátů celulosy, plastifikovaných polyurethanovými oleji, je popsaná v DOS 2 215 624. Podle tohoto vynálezu se smíchá dohromady vodná suspense plastifikačního činidla za silného míchání s vodnou suspensí vláken nitrátu celulosy a resultující produkt se odeiltruje, vymačká, kalandrováním se zformuje, vysuší a nařeže se na chipsy. Pro výrobu suspense plastifikačního činidla se použijí anionické a/nebo neionogenní emulgátory, které po výrobním procesu zůstanou v NC-Chips a zhoršují nežádoucím způsobem oddolnost vůči chemikáliím a obzvláště oddolnost vůči vodě u takto vyrobených povlaků.

Aby se vyloučily popsané nevýhody, bylo by potřebné, aby bylo možno vyrobit takové NC-Chips přímým nanesením polyurethanového změkčovadla na NC-vlákna. V důsledku chybějící želatinisační schopnosti dosud známých polyurethanových změkčovadel, popřípadě polyurethanových olejů, však toto dosud nebylo možné.

Úkolem předloženého vynálezu tedy je umožnit použitím • · ····· · ···· ··· ··· ······ ·· specielně modifikovaných polyurethanových změkčovadel přímé a tedy hospodárné nanesení na NC-vlákna a dospět tak k homogennímu a rovnoměrně proželatinovanému produktu bez toho, že by se musely zneškodňovat dodatečné pomocné látky, jako jsou organická rozpouštědla nebo emulgátory.

Podstata vynálezu

Překvapivě bylo zjištěno, že použitím formylovaných polyurethanů se může zvýšit schopnost želatinisace těchto polymerních změkčovadel vůči nitrocelulose, čímž mohl být splněn výše uvedený úkol.

Formylované polyurethany je možno získat například pod

O obchodním označením Centroplast a vyznačuji se stálosti vůči působení světla, tepelnou stálostí na nezmýdlenitelností. Dále mají FDA a BGA přípustnost. Molekulární hmotnost těchto změkčovadel je v rozmezí 900 až 2000 g/mol.

Pro výrobu směsí nitrát celulosy a změkčovadla podle předloženého vynálezu se použijí nitráty celulosy s obsahem dusíku méně než 12,6 % hmotnostních. Obzvláště výhodné jsou komerčně obvyklé nitráty celulosy různých stupňů viskosity s obsahem dusíku 10,0 až 12,6 % hmotnostních.

Výhodné přípravky nitrátu celulosy a změkčovadla typu podle předloženého vynálezu jsou takové, které sestávají z 82 až 40 % hmotnostních nitrátu celulosy a 18 až 60 % hmotnostních polymerního změkčovadla na basi formylovaných polyurethanů .

U kombinací nitrátu celulosy a změkčovadla je možnost • · · · · · · · ···· ··· ··· ·«···· ·· nahradit formylovaný polyurethan parcielně jiným, pro nitrát celulosy vhodným, změkčovadlem (viz například B. A. Kraus, Handbuch der Nitrocelluloselacke, díl 3: Veichmachungsmittel, Vilhem Pansegrau Verlag, Berlin-Vilmersdorf, 1961). Vhodná jiná změkčovadla jsou mimo jiné ftaláty, jako je například dibutylftalát nebo dioktylftalát, estery kyseliny citrónové, jako je napříkladd acetyltributylcitrát, estery kyseliny fosforečné, jako je například 2-ethylhexyl-difenylfosfát, adipáty, jako je například diisobutyladipát, sebakáty, jako je například dibutylsebakát, epoxidované nebo ethoxylované estery přírodních mastných kyselin, popřípadě triglyceridů, jako je například epoxidovaný olej ze sojových bobů (ESO) nebo ethoxylovaný ricinový olej, deriváty cukrů, jako je například sacharosaacetátisobutyrát (SAIB) , nebo deriváty glycerolu, jako je například glyceroldiacetát a glyceroltriacetát.

Výroba kombinací nitrátu celulosy a změkčovadla podle předloženého vynálezu probíhá přímým nanesením změkčovadla na vodou zvlhčený nitrát celulosy v mísiči, který nezpůsobuje zhutnění, jak je popsáno v DE 1 203 652 a v následuýjících příkladech.

Dalším předmětem předloženého vynálezu je použití nových NC-Chips jako lakařské suroviny pro potahování libovolných substrátů. Pro přizpůsobení na určité profily požadavků se při tom mohou NC-Chips podle předloženého vynálezu kombinovat s dalšími lakařskými surovinami. Příkladně je možno jmenovat použití přípravků lakových poj iv podle předloženého vynálezu v lacích na dřevo, papír, kůži, textil a folie, jakož i v tiskových barvách.

Aplikace laků se provádí pomocí metod, obvyklých v la6 • · ····· · · · · · ··· ··· ······ ·· kařské technologii, například stříkáním, poléváním, máčením nebo válečkováním.

Následující příklady provedení vynález blíže objasňují bez toho, že by jej nějak omezovaly.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Do horizontálního válcovitého mísiče o jmenovitém objemu 300 1 , opatřeného rychloběžným míchadlem a rozprašovacím agregátem, se naplní 62,55 kg vodou zvlhčeného nitrátu celulosy (typ normy A 30 podle DIN 53 179) s obsahem vody 28,1 % , takže stupeň plnění mísiče činí asi 85 % jmenovitého objemu. Za běhu míchadla se potom pomocí nastřikovacího přístroje v průběhu 10 minut nanese na von dou zvlhčený nitrát celulosy 9 kg Centroplastu FU 112 (polymerní změkčovadlo na basi formylovaného alifatického polyurethanu firmy Vianova Resins), zahřátého na teplotu 60 °C . Při tomto procesu ztrácí nitrát celulosy svoj i vláknitou strukturu a přechází na granulát, který se potom vyválcuje na rouno. Rouno se potom rozřeže na malé destičky (takzvané Chips). Tyto Chips se nakonec suší na koncový obsah vody < 2 % hmotnostní.

Příklad 2

Mísič, popsaný v příkladě 1 , který je dodatečně opatřený dvojitým pláštěm, se naplní 48,1 kg vodou zvlhčeného nitrátu celulosy (typ normy E 24 podle DIN 53 179) s obsahem vody 27,2 % hmotnostních. Potom se mísič vyhřeje • · · · • · · parou na teplotu 100 °C , načež se v průběhu 10 minut na tento vodou zvlhčený nitrát celulosy nastříká 7,7 kg na teplotu 60 °C zahřátého Centroplastu^ FU 210 (polymerní změkčovadlo na basi formylovaného alifatického polyurethanu firmy Vianova Resins). Potom se směs míchá po dobu 5 minut a produkt ve formě granulátu se dále zpracuje stejně, jako je popsáno v příkladě 1 .

Claims (3)

1. Kombinace nitrátu celulosy a změkčovadla, vyznačující se tím, že sestává z 82 až

40 % hmotnostních nitrátu celulosy s obsahem dusíku méně než 12,6 % hmotnostních a z 18 až 60 % hmotnostních formylovaného polyurethanu jako změkčovadla.

2. Kombinace nitrátu celulosy a změkčovadla podle nároku 1,vyznačující se tím, že část formylovaného polyurethanu je nahrazena o sobě známým změkčovadlem.

3. Použití kombinace nitrátu celulosy a změkčovadla podle některého z nároků 1 nebo 2 jako lakařské suroviny.