HU176469B - Method for producing organic-inorganic plastic mateirals - Google Patents

Description

Ismeretes az, hogy poliizocianátokból és aktív hidrogénatomokat tartalmazó vegyületekből poliuretán- illetve polikarbamid-műanyagok állíthatók elő. Az előbbi polimer csoportba tartozó termékek tulajdonságai tág határok között változtathatók. A 5 termékek legbecsültebb tulajdonságai közé nagy szilárdságuk, rugalmasságuk és kopásállóságuk tartozik. Másfelől azonban a termékek hőstabilitása, főként 120 °C feletti tartós alaktartósságuk csupán mérsékelt. A vegyületek alkalmazását építőanyag- 10 ként és szerkezeti elemként a kedvezőtlen égési tulajdonságok korlátozzák. Lángmentesítő anyagok hozzáadásával az égési tulajdonságok ugyan javíthatók, ez utóbbi azonban a mechanikai tulajdonságokat károsan befolyásolja. 15

Ismeretes továbbá, hogy alkáliszilikátok vizes oldataiból (potenciális) savak behatására szervetlen kovasav-gél-műanyagok állíthatók elő, amelyek főként kittként, felületi bevonószerként tettek jelentőségre szert. Potenciális savak alatt olyan 20 vegyületeket értünk, melyekből víz hatására sav szabadul fel. Előállíthatók vízüvegalapú könnyű habanyagok is. Az utóbbi termékek melegen nagy alaktartósságukkal tűnnek ki és teljesen éghetetlenek. Hátrányuk elsősorban ridegségük és viszony- 25 lag alacsony szilárdságuk. Habanyagként alkalmazva csak kis mértékben terhelhetők, nyomás behatása alatt szétmorzsolódnak. Kívánatos lenne a szervetlen és szerves műanyagok kedvező tulajdonságait egymással oly módon kombinálni, hogy ezáltal a 30 műanyagok előállítására kedvezőtlen tulajdonságok mindkét műanyagterméknél visszaszoruljanak.

Számos kísérletet végeztek kombinációs műanyagok előállítására anélkül, hogy a kitűzött célt elérni sikerült volna.

Az ismert eljárásokban például poliuretánokat töltőanyagként aktív kovasavval összekevernek és végül vulkanizálnak. A nagy aktivitású korom alkalmazásához hasonlóan bizonyos erősítő hatás figyelhető meg, a húzó-szakítószilárdság és a modul növekszik, a szakadási nyúlás csökken. A kovasav bekeverése azonban a poliuretánok jellegzetességeit alapvetően nem változtatja meg.

A poliuretán-aktív kovasavból felépített termékek viszonylag durva eloszlású, heterogén kétfázisú rendszerek. A két fázis közötti kölcsönhatás mind a viszonylag alacsony határfelület, mind a két fázis különböző kémiai jellegzetességei miatt csekély.

Ha a kovasavat mikrorost alakban keverik be a poliuretánokba, akkor az erősítő hatás a speciális szerkezet következtében növekszik, másfelől az inkoherens (nem homogén) területek részaránya kényszerű módon növekszik, így a két fázis között fellépő kémiai kölcsönhatás inkább csökken és a durván heterogén kétfázisú műanyagrendszer alapvető tulajdonságai megmaradnak.

Az 1 770 384 számon közrebocsátott német szabadalmi bejelentés szerint aiifálisTiliirftnif vizes oldatait valamely kis molekulasúlyú poliizocianáttal, például 4,4’-difenilmetán-diizocianáttal reagáltatják.

Az alkalmazandó izocianátokat az alábbi módon jellemzik:

„A találmány szerinti eljárásban alkalmas poliizocianátok például a következő szerkezetű szerves diizocianátok

O=c=N-R-N=C=O ahol

R valamely kétértékű szerves csoport, például alkilén-, aralkilén- vagy arilén-csoport. A megfelelő gyökök például 2-20 szénatomot tartalmaznak.

Hasonló diizocianátokra például a következőket soroljuk fel: ρ,ρ’-difenildüzocianát, feniléndiizocianát, klórfeniléndiizocianát, toliléndiizocianát, m-xililéndiizocianát, benzidindiizocianát, naftiléndiizocianát, tetrametiléndiizocianát, pentametiléndiizocianát, hexametiléndiizocianát, dekametiléndiizocianát, és tiodipropildiizocianát.

Egyéb poliizocianátok, poliizotiocianátok és ezek származékai hasonlóképpen alkalmazhatók. Ilyenek az alábbi általános képletű zsírsav-diizocianátok:

NCO

I (CHJ_Z

I

CH₃ (CH₂ )_x -CH(CHj )_y NCO ahol x + y = 6—22, z = 0-2, például az izocianáto-sztearil-izocianát. Az előbbi vegyületek közül a gyakorlati kivitelezés során a p,p’-difenilmetildiizocianát bizonyult a legalkalmasabbnak. A toliléndiizocianát például a 2,4- és 2,6-izomerek ugyancsak könnyen előállíthatók és felhasználásra alkalmasak.

Az idézett szabadalmi bejelentésben vizes alkáliszilikát-oldatként kereskedelembeli nátriumszilikát oldatot alkalmazunk. Az alkalmazott izocianát-alkáliszilikát mennyiségi arányról az idézett szabadalmi bejelentés a következőket tartalmazza:

„Az alkáliszilikát és az izocianát relatív aránya könnyen változtatható, ezáltal — mint erre az előbbiekben hivatkoztunk - különböző fizikai tulajdonságú és feltehetően eltérő kémiai szerkezetű termékek állíthatók elő.

Rendszerint célszerű és előnyös, hogyha a szilikátot feleslegben alkalmazzuk, vagyis az alkalmazott izocianáthoz képest a sztöchiometrikusnál nagyobb mennyiséget veszünk. Másfelől lényeges az a körülmény is, hogy az izocianát mennyiségét nagyobbra válasszuk annál, hogy kielégítő reakció végbemenjen. Például p,p’-difenilmetándiizocianát (kereskedelembeli tennék koncentrációja körülbelül 85—95%, 250 molekulasúlyra számítva) és nátriumszilikát alkalmazása esetén mólaránya (NaO₂ : SiO₂ arány 2,0-2,3) a szilikát súlyaránya az izocianáthoz 1 :7,75-3 :1 között változhat.”

A fentiekben megnevezett és alkalmazott alacsony viszkozitású, főtömegében tiszta difúnkdós poliizocianátok azonosak a poliuretán hab anyagok területén alkalmazott termékekkel, amelyekkel az adott szakterületen elismerten jó eredmények érhetők el. Poliizocianát és vizes szilikát oldat alapú kombinációs műanyagok előállításához a leírt poliizocianátok ugyan könnyen előállíthatók, azonban csak korlátozott mértékben váltak be.

Ha az 1 770 384 számú közrebocsátott Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi bejelentés szerint dolgozunk, akkor a vizes nátriumszilikát oldatból és az alkalmazott alacsony viszkozitású difenilmetándiizocianátból álló keverékekből csak viszonylag durva részecskéket tartalmazó emulzió képezhető. Ez a hátrány a javasolt emulgeátor, illetve habstabilizálószer hozzáadásával ugyan csökkenthető, és így az elsődlegesen képzett emulziók részecskenagysága finomabb, az emulzió stabilisabb lesz, ennek ellenére a termékek összes jellegzetessége nem kielégítő, főként a kombinációs műanyagok ridegsége nagy és szilárdságuk gyenge.

Ismert irodalmi források szerint előállított habanyagok szerkezete számos hibahelyet, például repedést vagy lünkért tartalmaz, a habkeverék részben összeesik, főként akkor, ha nagyobb mennyiséget kell felhabosítani. A felsorolt nyersanyagok előállításával előállított habműanyagok technikai gyártásra kevésbé alkalmasak.

A 2 227 147 számú közrebocsátott Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi bejelentés szerint a vázolt problémák úgy oldhatók meg, hogy ionos csoportokat tartalmazó poliizocianátokat alkalmazunk, ezáltal a szerves és szervetlen fázis között az emulgeálhatóság javul, így finomabb részecskékből álló, jobb felhasználási tulajdonsággal rendelkező szervetlen-szerves műanyagok állíthatók elő.

Hasonló hatás érhető el akkor is, ha a 2 325 090 számú közrebocsátott Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi bejelentés szerint az alkalmazott poliizocianátokát nemionos hidrofil-csoportokkal módosítjuk.

Az utóbb hivatkozott két eljárás hátránya röviden abban foglalható össze, hogy

1. a kereskedelembeli poliizocianátokát további, az adott feltételek mellett költséges kémiai reakciónak kell alávetni, valamint

2. a hidrofil tulajdonság kialakításával általában nagyobb reakciókészség párosul, így a termék levegővel szemben tanúsított érzékenysége növekszik.

A 2 310 559 számú közrebocsátott Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi bejelentésben vízüveg, poliizocianát és szervetlen vizet kötő tulajdonságú töltőanyagok keverékét tartalmazó habbeton előállítását ismertetik. Az utóbbi eljárás szerint többnyire nagyobb nyersfajsúlyű (100 kg/m³-nél nagyobb) műanyaghabok állíthatóit elő, ezenkívül a szilárd töltőanyagok szükségszerű beadagolása sajátos adagoló és keverőberendezések alkalmazását teszi szükségessé, amelyek kizárólag folyékony komponensekből álló habanyagok gyártásánál nem állnak rendelkezésre.

A találmány célkitűzése a kombinációs műanyagoknál a felsorolt hátrányok kiküszöbölése és megfelelő keménységű szervetlen-szerves műanyagok előállítása, amelyek előnye fokozott szívósságuk és szilárdságuk, habosított anyagok esetében egyszerűbb előállíthatóságuk és szabályosabb cellaszerkezetük. A találmány segítségével könnyen hozzáférhető poliizocianátokból vizet kötő tulajdonságú töltőanyagok alkalmazása nélkül iparilag használt habosító berendezésben nagy használati értékű szervetlen-szerves könnyű habanyagok állíthatók elő gazdaságos módon.

A kitűzött feladatot nagyobb viszkozitású és ezzel egyidejűleg több funkcionalitású poliizocianátok alkalmazásával sikerült megoldani.

A találmány tárgya eljárás legfeljebb 100% szakadási nyúlású, polimer-polikovasavgél-társított anyagból álló, szervetlen-szerves műanyagok, főként habanyagok előállítására 1,6-3,3 Na₂ O/SiO₂ mólarányú, 20-54%-os vizes nátrium-szilikát oldatnak valamilyen poliizocianáttal, az izocianátokkal szemben reakcióképes hidrogénatomot tartalmazó vegyületek mennyiségére vonatkoztatott 0,001-10 súly% katalizátor, valamint a reakcióelegy mennyiségére vonatkoztatott 0-50súly% hajtóanyag jelenlétében történő reakciójával, amikor is a poliizocianát és a vizes szilikát-oldat súlyaránya 70 :30 és 20 :80 közötti. A találmány szerinti eljárásban poliizocianátként 25 °C hőmérsékleten 400—10 000 cP viszkozitású és legalább 2 átlagos funkcionalitású folyékony, aromás, hidrofil csoportoktól mentes poliizocianátot alkalmazunk.

A találmány tehát megfelelő keménységű olyan szervetlen-szerves műanyagokra terjed ki, amelyek nagyszilárdságúak, fokozott elaszticitásuk és hőállóságuk van, nehezen éghetőek és lényegében makroszkóposán homogén társított anyagból állnak, amely nagy molekulasúlyú poliadduktumból és nagymolekulasúlyú szilikát komponensekből a fent leírt eljárással állíthatók elő.

Poliizocianátként elvileg tetszés szerinti 400 cP/25 °C-nál nagyobb viszkozitású poliizocianát megfelel. Feldolgozástechnikai szempontból az 500-10 000, főként 800-6 000 cP/25 °C viszkozitási tartományt tartjuk előnyösnek.

Ha az alkalmazott poliizocianátok ennél nagyobb viszkozitással rendelkeznek, gyantaszerűek vagy szilárdak, akkor a kívánt viszkozitás alacsony viszkozitású poliizocianátok és/vagy inért szerves oldószerek hozzáadásával állítható be. Ilyen típusú nagy viszkozitású, gyantaszerű vagy szilárd poliizocianátok a találmány szerinti módon előállítható termékekhez megfelelnek, ha hígított oldatainak viszkozitása legfeljebb 400 cP/25 °C, a poliizocianát funkcionalitása pedig kettőnél nagyobb.

A folyékony, hidrofil-csoporttól mentes szerves poliizocianátok viszkozitás és funkcionalitás szempontjából akkor felelnek meg, ha ilyen vegyületként a technikai szempontból könnyen hozzáférhető polifenil-polimetilén-poliizocianátot alkalmazzuk, amely anilin-formaldehid kondenzációjával és ezt követő foszgénezéssel állítható elő. A megkívánt 400 cP/25 °C-nál nagyobb viszkozitás egyszerű módon megfelelő anilin-formaldehid arány beállításával illetve, ha a foszgénezett termék nem felel meg a kívánt magas viszkozitásnak, akkor a két magból álló tennék részleges desztillációjával 65 állítható be. Természetesen megfelelnek egyéb arilamin-aldehid-kondenzátumok foszgénezett termékei is.

Ebbe a vegyület-csoportba tartoznak például az anilin és aldehid, vagy ketonok kondenzátumainak foszgénezett termékei. Az aldehid például acetaldehid, propionaldehid, butiraldehid, aceton, metiletilketon. Megfelelnek továbbá a magban alkilezett anilinok, főként toluidinek aldehidekkel vagy keto10 nokkal például formaldehiddel, acetaldehiddel, butiraldehiddel, acetonnal, metiletilketonnal alkotott kondenzátumainak foszgénezett származékai.

Az utóbb felsorolt poliizocianátok különösen alkalmasak a találmány szerinti eljáráshoz. Funkcio15 nalitásuk előnyösen 2,2 és 3 között van. A molekulában a kétmagú termékek aránya előnyösen 50%-nál kevesebb. Jól megfelelnek az ún. maradékizocianátoknak monomer izocianátokban képzett oldatai. A maradékizocianátokon főként a nagy20 viszkozitású, gyantaszerű vagy szilárd desztillációs maradékokat értjük, amelyek toluiléndiizocianát, difenilmetándiizocianát vagy hexametiléndiizocianát technikai előállításánál képződnek.

Az ilyen maradékizocianátok közepes funk25 cionalitása mindenkor kettőnél nagyobb, előnyösen 2,2-3. Ezeket alacsony viszkozitású, kereskedelembeli diizocianátokkal elkeverve a feldolgozáshoz szükséges viszkozitás állítható be. Megfelelnek a maradékizocianátok egyes keverékei is, ha folyé30 konyak, amennyiben pedig oldatok, akkor nagy viszkozitásúak, vagy a szilárd maradékok inért szerves oldószerben vannak feloldva. Az előnyös eljárásmód szerint inért szerves oldószerként -25 és +80 °C közötti fonáspontú vegyületeket alkal35 mázunk, és ezeket a találmány szerinti habanyagok előállításánál hajtóanyagként használjuk.

A poliizocianátok alkalmas további csoportja az ún. módosított poliizocianátok, ezeken nem a szokásos előpolimereket vagy ezek származékait 40 értjük, hanem a karbodiimid-, allofanát-, izocianurát-, karbamid- vagy diuret-csoportokat tartalmazó poliizocianátokat. ilyen típusú módosításra alkalmas poliizocianátok például a következők: Siefken, W. szerző Justus Liebigs Annáién dér Chemie, 562, 45 75-136. c. folyóiratban felsorolt alifás, cikloalifás, aralifás, aromás és heterociklusos poliizocianátok, például az etilén-diizocianát, 1,4-tetrametiléndiizocianát, 1,6-hexametiléndiizocianát, 1,12-dodekándiizocianát, ciklobután-l,3-diizocianát, ciklo50 hexán-1,3- és -1,4-diizocianát, valamint a nevezett izomerek tetszés szerinti keveréke, 1-izocianáto-3,3,5 -trimetil-5-izocianátometil-ciklohexán (1 202 785 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli közzétételi irat, 3 401 190 számú Ameri55 kai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás), 2,4és 2,6-hexahidrotoluiléndiizocianát, valamint a felsorolt izomerek tetszés szerinti keveréke hexahidro-1,3- és/vagy -1,4-feniléndiizocianát perhidro-2,4’- és/vagy 4,4’-difenilmetán-diizocianát, 1,3- és 50 1,4-feniléndiizocianát, 2,4- és 2,6-toluiléndiizocianát valamint a felsorolt izomerek tetszés szerinti keveréke, difenilmetán-2,4’- vagy -4,4’-diizocianát, naftilén-1,5-diizocianát, trifenilmetán-4,4’,4”-triizocianát, polifenil-polimetilén-poliizocianát. Ezek a vegyületek például a 874 430 és a 848 671 számú

Nagy-Britannia-i szabadalmi leírások szerint anilin-formaldehid-kondenzációjával és ezt követő főszgénezéssel állíthatók elő. Ebbe a csoportba tartoznak- az 1 157 601 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli közzétételi iratban és a 5 3 277 138 számú Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírásban leírt perklórozott arilpoliizocianátok.

Az ilyen típusú poliizocianátokat önmagában ismert módon termikus és/vagy katalitikus úton, 10 adott esetben levegő, víz, uretánok, alkoholok, amidok vagy aminok együttes alkalmazásával módosítjuk.

Módosítószerként megfelelnek a monofunkciós, rövidszénláncú alkoholok, például az 1—12 szén- 15 atomos alkoholok, így a metanol, etanol, n- és izo-propanol, butanol, hexanol, n-oktilalkohol, dodecilalkohol. Az alkoholok módosítószerként való alkalmazásának az az előfeltétele, hogy a képződő uretán-csoportök a meglévő izocianátokkal tovább- jo reagáltatva allofanát-csoportokká alakíthatók át és ezáltal a képződött módosított poliizocianátok funkcionalitása kedvezőtlen módon nem csökken.

Ilyen módosítási reakciók során alacsony viszkozitású poliizocianátok alkalmazásával biztosítható 25 a találmány szerint szükséges, 20 °C-on 400 cP-nál nagyobb viszkozitás. A nevezett módosítószerek együttes alkalmazásával a módosítás fokát semmiképpen sem szabad úgy befolyásolni, hogy a képződött poliizocianátok hidrofil jelleget nyelje- 30 nek. A gyakorlatban szokásos és a poliizocianátra számított 10 súly%-nál kevesebb alacsony molekulasúlyú módosítószer felhasználása esetén nem hidrofil tulajdonságokkal rendelkező poliizocianátok állíthatók elő. Különösen előnyösek a poliizocianá- 35 tok önmagukkal alkotott adduktumai, ilyenek az uretdionok, izocianurátok, karbodiimidek, amelyek monomer poliizodanátokból molekulasúly emelésével könnyen előállíthatok és a 400 cP/25 °C alsó határviszkozitás követelményét kielégítik. Általában 40 megfelelőnek bizonyul, ha az összsúlyra számítva az adduktumképződés kisebb, például 5-30% részarányban megy végbe abból a célból, hogy a kívánt viszkozitás! tartományt eleijük.

„Hidrofil-csoporttól mentes políizocianát”-on 45 olyan poliizocianátokat értünk, amelyék sem ionos középponti atomot, sem bázissal ionos középponti atommá átalakítható csoportot (például fenolos hidroxil-csoport) sem hidrofil oligo- vagy poliéter•csoportot, illetve oligo- vagy polikarbonát-csopor- 50 tót nem tartalmaznak. A fenti meghatározás szerint az uretán-, karbamid-, biuret-, allofanát, észter-, éter- vagy acetál-csoport nem számít hidrofil-csoportnak.

A találmány szerinti eljárásban alkalmazható, 55 kevésbé előnyös poliizocianátok közé tartoznak az ún. izocianát-poliaddíciós eljárással képzett szemi-előpolimerek, illetve előpolimerek, azzal a megszorítással, hogy hidrofil-csoporttól mentesek és a találmány szerint támasztott követelményeket visz- 60 kozitás és funkcionalitás szempontjából is teljesítik.

A poliizocianátok és az izocianátokkal szemben reaktív hidrogénatomot tartalmazó vegyületek reakciója útján képződött szemi-előpolimerek, illetve előpolimerek számos szakirodalmi fonásból ismer- 65 tek és szakember számára könnyen hozzáférhetők. Az izocianáttal szemben reakcióképes hidrogénatomot tartalmazó vegyületek közé tartoznak az alkoholok, glikolok vagy hosszabb szénláncú poliolók, merkaptánok, karbonsavak, aminok, karbamidok és amidok. Alacsonyabb üvegesedén hőmérséklettel rendelkező nagyobb molekulasúlyú polihidroxi-vegyületeket nagyobb mennyiségben nem alkalmazunk abból a célból, hogy a termékek kívánt keménységét hátrányosan ne befolyásoljuk.

Az ilyen előpolimerek mindenképpen véghelyzetű izocianát-csoportot tartalmaznak, hidrofil molekulacentrumtól azonban mentesek.

A hidroxil-csoportot tartalmazó poliészterként alkalmazható vegyületek például többértékű, előnyösen kétértékű reakciótermékek és adott esetben pótlólag háromértékű alkoholoknak, többértékű, előnyösen kétértékű karbonsavakkal alkotott észterei. A szabad polikarbonsav helyett a megfelelő polikarbonsavanhidridek vagy a megfelelő rövidszénláncú alkoholok polikarbonsavészterei vagy ezek keverékei is alkalmasak a poliészter előállítására. A polikarbonsavak alifás, cikloalifás, aromás és/vagy heterociklusos jellegűek és adott esetben például halogénatommal vannak helyettesítve és/vagy telítetlenek. Ilyen vegyületek például a következők:

borostyánkősav, adipinsav, parafasav, azelainsav, szebacinsav, ftálsav, izoftálsav, trimellitsav, ftálsavanhidrid, tetraklórftálsavanhidrid, endometilén-tetrahidroftálsavanhidrid, glutársavanhidrid, maleinsav, maleinsavanhidrid, fumársav, dimér és trimér zsírsavak, így olajsav, adott esetben monomer zsírsavakkal keverve, tereftálsav-dimetilészter, tereftálsav-bisz-glikolészter.

Előpolimerként jól beváltak a poliizocianátok egy vagy többértékű alkoholokkal alkotott reakciótermékei.

A monoalkoholok, például metanol, etanol, n-propanol, n-butanol kizárólagos alkalmazása esetén arra kell ügyelni, hogy vagy kettőnél nagyobb funkcionalitású poliizocianátokat alkalmazzunk, és/vagy az előpolimer képzéssel együtt allofanátképző, izocianátképző vagy más funkcionalitást növelő reakciók is végbemenjenek. Minden esetben azt kell biztosítani, hogy a képződő előpolimereknek kettőnél nagyobb átlagos funkcionalitásuk legyen.

A szokásos módon végzett előpolimerizáció során gyakran 2000 cP-nél, bizonyos esetekben 100 000 cP/25 °C vagy ennél nagyobb viszkozitású előpolimerek képződnek. Az ilyen nagy viszkozitás azonban a további feldolgozásra hátrányos, emiatt alacsony viszkozitású izodanátok bekeverésével vagy inért oldószer hozzáadásával csökkentjük a viszkozitást.

A találmány szerint előnyben részesített poliizodanátok a már említett polifenil-polimetilén-poliizocianátok folyékony desztillációs maradékai, amelyek viszkozitása 400-10 000 cP/25 °C, előnyösen 500-5 000 cP/25 °C, átlagos funkdonalitásuk kettőnél nagyobb.

Vizes alkáliszilikát oldaton a szokásosan nátrium- és/vagy káliumszilikát oldatait, vagyis a vízüveg oldatait értjük. Felhasználhatók a nyers technikai minőségű oldatok, amelyek járulékosan kalciumszilikátot, magnéziumszilikátot, bórátokat és aluminátokat tartalmazhatnak. Az Me₂ O/SiOj arány nem döntő (Me = fém) és a szokásos határ előnyösen 4,0-0,2, főként 1,5-0,3. Ha az előpolimer-ionomer reakciónál elsődlegesen előállított műanyagok víztartalma kevésbé lényeges, mert nem zavar és szárítással könnyen eltávolítható, akkor semleges nátriumszilikát is alkalmazható, melyből 25-35%-os oldatot is lehet előállítani. Előnyösen 32-54 súly%-os szilikátoldatokat alkalmazunk, amelyek csak megfelelő lúgosság esetén biztosítják az 500Poise alatti viszkozitást, amely a problémamentes feldolgozáshoz szükséges. Alkalmazhatók ammóniumszilikát-oldatok, például guanidíniumszilikátok is, ezeket azonban kevésbé tartjuk előnyösnek. Az oldatok valódi vagy kolloid oldatok lehetnek.

A koncentráció megválasztása elsősorban a kívánt végtermék tulajdonságaitól függ. Tömör vagy zártcellás terméket előnyösen koncentrált szilikátoldatok segítségével lehet előállítani, amelyek szükséges esetben alkálihidroxid hozzáadásával alacsony viszkozitásra állíthatók be. Ezzel a módszerrel 40—70 súly%-os oldatot készíthetünk. Másfelől nyitott pórusú könnyű habanyagok előállítására 20—40 súly%-os szilikát-oldatok alkalmazása előnyös abból a célból, hogy alacsony _r viszkozitás mellett megfelelően hosszú reakcióidőt és a termékek alacsony térfogatsúlyát érjük el. Finom részecskékből álló szervetlen töltőanyagok nagyobb mennyiségben történő alkalmazásánál is 20—45 súly%-os szilikát-oldatok alkalmazását tartjuk előnyösnek.

A találmány szerinti eljárás értelmében a szervetlen-szerves műanyagok előállítása rendkívül egyszerű. Az előállításhoz csak az szükséges, hogy a folyékony poliizocianátot a vizes alkáliszilikát oldattal homogén módon elkeverjük, amikor többnyire pillanatszerűen a keverék keményedése végbemegy. A keverékek tipikus finomeloszlású emulziók, illetve szótok. Optikai szempontból nem átlátszóak, hanem opálosak, illetve tejszerűen fehérek. Az emulziók, illetve szótok szerkezete a később kialakuló xeroszól szerkezetére utal.

A komponensek keveréke instabilis. Az ún. ,/azékidő” (felhasználhatósági idő), — mialatt a keverék még felhasználható - elsősorban a poliizocianát reakcióképességétől, a felszabadított szilikátkeményítő összmennyiségétől, valamint a szilikát-oldat koncentrációjától függ. A fazékidő 0,2 mp és 15 óra közötti időnek felel meg. Az előnyös fazékidő körülbelül 1 mp-től 20 percig terjed.

A fentiekből adódik az a körülmény is, hogy az összekeverést általában közvetlenül a formázás előtt végezzük.

Az újszerű polimer-kovasavgél-társított anyagok előállítása elvileg ismert technológiával, például az öntött vagy habosított políuretánoknál alkalmazott technológiával történhet. Mivel a fazékidők többnyire rövidebbek és a reakció gyakran — 20 °C alatt spontán végbemegy, így a szakaszos előállítás lehetősége korlátozott. A szakaszos előállítás gyakorlati szempontból legfeljebb 20 kg összsúlyú kisebb formatestek előállításánál jön számításba. Az előnyös eljárásnál az egyes komponenseket a poliuretán habanyagok előállításánál szokásos technológia szerint folyamatosan keverőkamrában, rövid tartózkodási idő mellett elkeverjük, végül formázás közben kikeménv-'.juk. Ebből a célból a folyékony vagy pasztaszerű keveréket például formába öntjük, egy felületre felhordjuk vagy mélyedésekbe, fugákba, repedésekbe betöltjük.

Az összekeverésnél a poliizocianát és az alkáliszilikát aránya tág határok között, például 90 :10—10 :90 között ingadozhat. A poliizocíanát-alkáliszilikát arány előnyösen 75 :25 és 15 : 85. Optimális használati tulajdonságokat főként fokozott szigetelőképességet, rugalmasságot, meleg alaktartósságot, és nehéz gyúlékonyságot 60:40—18 :82 arányértékeknél érünk el. Az utóbb említett arányhatárok különösen előnyösek.

A megadott mennyiségi arányokból az is kitűnik, hogy a polimer-kovasavgél-társított anyagok előállításánál poliizocianát és alkáliszilikát-oldat mennyiségi aránya nem döntő jelentőségű. Ez főként azért előnyös, mivel a folyamatos gyártásnál szállítóberendezéseken és keverökamrán keresztül a pontos nyersanyag adagolási arányra nem szükséges szigorúan ügyelni. Ennek folytán robosztus felépítésű szállítóberendezések, mint fogaskerékszivattyú vagy excenteres csigaszivattyú alkalmazhatók az adagoláshoz.

A reakciókeverék reakcióképessége beállítható az izocianát-szilikát aránnyal, valamint katalizátorok járulékos beadagolásával.

Az alacsony, például 10 és 30% közötti szilikáttartalmú termékeket előnyösen akkor állítjuk elő, ha a végtermékben a szerves polimer tulajdonságoknak kell elsősorban uralkodóvá válni és a szilikátrészt, például a töltőanyagok, különösen az ún. inaktív típusú töltőanyagok, így kréta, báriumszulfát, gipsz, anhidrid, agyag, kaolin jobb kötésére kell felhasználni.

Kisebb részarányban szilikát-oldatokat akkor alkalmazunk, ha egy izocianát-előpolimert vízzel pórusmentes homogén műanyaggá kell keményíteni. Mivel a reakció az NCO-csoportok és víz között széndioxid-képződés közben zajlik le, így ez gyakorlatilag csupán habanyagok előállítására alkalmazható. Ha a szokásos elasztomer-receptúrákhoz vízüveg-oldatokat alkalmazunk, akkor a pórusképződés a fejlődött széndioxid miatt nem kerülhető el. Ezzel szemben poliizocianátok és adott esetben lúgosított, koncentrált alkáliszilikátok reakciójának eredményeképpen jóval kevesebb pórust tartalmazó tennék állítható elő és a gyártásnál előre meghatározott mennyiségi arányokat összehangolva — mely arányok tapasztalati úton könnyen megállapíthatók — vízzel lánchosszabbításnak alávetett, illetve vízzel térhálósított teljesen buborékmentes termékek állíthatók elő. Ezáltal nagy használati értékű homogén polikarbamidok egyszerű, oldószermentes közvetlen eljárással válnak hozzáférhetővé.

A termékek magasabb, például 70-90% közötti szilikáttartalma akkor előnyös, ha lényegében szervetlen szilikát műanyag tulajdonságait — ezek közül is főként a magas hőmérsékleten tanúsított ellenállóképességet és a teljes éghetetlenséget 5

H kívánjuk előtérbe helyezni. Ebben az esetben a poliizocianát és a nem illékony keményítő funkciója — amelynek reakciótermékeként nagy molekulasúlyú képződik - az, hogy a tennék ridegségét csökkentse. Az elasztifikáló hatás következtében a poliizocianát-előpolimerek jobb tulajdonsággal rendelkeznek, mint a szokásos savas keményítőszerek. A keményedési idő általában az NCO-csoportok csökkenésével növekszik. Természetesen magától értetődő az is, hogy főként nem kielégítő keményítő hatású poliizocianátokat savat leadó keményítőkkel együtt kell alkalmazni. Ebben az esetben a poliizocianátok reakcióterméke fejti ki elsősorban az elasztifikáló komponens hatását.

A poliizocianátokból és 50%-nál több vizet tartalmazó szilikát-oldatokból álló keverékek előnyösen vékonyrétegek, például felületi bevonatok vagy kittek, ragasztószerek, fugatömítő masszák és főként habanyagok előállítására alkalmazhatók.

A találmány szerinti eljárással habanyagok előállításánál széndioxidképző NCO-előpolimerek alkalmazása esetén is ajánlatos hájtószerek járulékos felhasználása. Ezek a hajtóanyagok —25 és +80 °C forrásponttartományba tartozó közömbös folyadékok. A hajtóanyag fonáspontja előnyösen —15 és +40 °C között van. A hajtóanyag előnyösen a sziiikát-oldatban oldhatatlan és a reakciókeverékre számítva 0-50 súly%-ban, célszerűen 2-30 súly%-ban kerül alkalmazásra.

A szerves hajtóanyagok például a következők: aceton, etilacetát, metanol, etanol, halogénatommal helyettesített alkánok, így metilénklorid, kloroform, etilidénklorid, vinilidénklorid, monofluortriklórmetán, klórdifluormetán, diklórdifluormetán, továbbá bután, hexán, heptán vagy dietiléter. A hajtóanyaghatás elérhető szobahőmérséklet feletti hőmérsékleten gázt, például nitrogént leadó, önmagától elbomló vegyületek, például azovegyületek, így azoizovajsavnitril alkalmazásával is. A hajtóanyagokra további példa és részletes felvilágosítás található a Kunststoff-Handbuch, Bánd VII. 108, 109, 453—455, 507—510 oldalán [Vieweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München (1966)].

A találmány szerint gyakran alkalmazunk katalizátorokat is. Az alkalmazandó katalizátorokként például a következő vegyületek jönnek számításba: tercier aminok, így trietilamin, tributilamin, N-metil-morfolin, N-etilmorfolin, N-hosszúszénláncú alkil-morfolin, Ν,Ν,Ν’,Ν’-tetrametil-etiléndiamin, 1,4-diaza-biciklo(2,2,2)-oktán, N-metil-N’-dimetilaminometil-piperazin, NJN-dimetilbenzilamin, bisz(N,N-dietilaminoetil)-adipát, Ν,Ν-dietilbenzilamin, pentametildietiléntriamin, N,N-dimetilciklohexilamin, Ν,Ν,Ν’,Ν’-tetrametil-l ,3-butándiamin, Ν,Ν-dimetü-0-feniletilamin, 1,2-dimetilimidazol, 2-metilimidazol. Az izocianát-csoporttal szemben aktív hidrogénatomot tartalmazó tercier aminok például a trietanolamin, triizopropanolamin, N-metil-dietanolamin, N-etil-dietanolamin, Ν,Ν-dimetil-etanolamin, valamint ezek alkiléndioxiddal, így propiléndioxiddal és/vagy etilénoxiddal alkotott reakciótermékei.

Katalizátorként alkalmasak továbbá a szén-szilíciumkötést tartalmazó szila-aminok, így például az 1 229 290 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírásban ismertetett vegyületek, például a 2,2,4-trimetil-2-szila-morfolin, 1,3-dietilaminometil-tetrametil-disziloxán.

Katalizátorként beváltak a nitrogéntartalmú bázisok is, így a tetraalkilammóniumhidroxidok, továbbá az alkálihidroxidok, így nátriumhidroxid, alkálifenolátok, így nátriumfenolát vagy alkálialkoholátok, így a nátriummetilát. Katalizátorként alkalmazhatók a hexahidrotriazinok is.

A szerves fémvegyületek főként a szerves ónvegyületek is alkalmazhatók katalizátorként. Az ónvegyületek közül a karbonsavak ón(II)-sóit, így az ón(II)-acetátot, ón(II)-oktoátot, ón(II)-etilhexoátot és az ón(II)-laurátot, valamint a karbonsavak dialkilónsóit így például a dibutilóndiacetátot, dibutilón-dilaurátot, dibutilón-maleátot, vagy dioktilón-diacetátot alkalmazhatjuk.

A találmány szerint alkalmazandó katalizátorok további részletes leírása és hatásmechanizmusa a Vieweg és Höchtlen: Kunststoff-Handbuch VII. kötet 96-102. oldalain [Cári—Hanser—Verlag, München (1966)] található.

A katalizátorokat rendszerint az izocianáttal szemben legalább két reakcióképes hidrogénatomot tartalmazó 700—10 000 molekulasúlyú vegyületekre számítva 0,001 és 10súly% közötti mennyiségben alkalmazzuk.

A találmány szerint alkalmazhatók felületaktív adalékanyagok, így emulgeátorok és habstabilizátorok is. Emulgeátorként beváltak például a ricinusolajszulfonátok nátriumsói vagy zsírsavak nátriumsói, továbbá zsírsavak aminokkal képzett sói, mint az olajsavas dietilamin vagy sztearinsavas dietanolamin. Szulfonsavak alkáli- vagy ammóniumsói, mint a dodecilbenzolszulfonsav vagy a dinaftilmetán-diszulfonsav, továbbá a zsírsavak alkáli- vagy ammóniumsói, mint a ricinolsav vagy más polimer zsírsavak sói is alkalmazhatók felületaktív anyagként.

Habstabilizálószerként elsősorban a vízoldható poliétersziloxánok jönnek számításba. Ezek a vegyületek általában úgy vannak felépítve, hogy etilénoxidból és propilénoxidból álló kopolimer egy polidimetilszilöxán gyökkel van kapcsolva. Ilyen habstabilizátorokat például a 2 764 565 számú Amerikai Egyesült Allamok-beli szabadalmi leírásban ismertetnek.

A találmány szerint alkalmazható reakciókésleltető szerek, például savas kémhatású anyagok, így a sósav vagy szerves savhalogenidek, továbbá az önmagában ismert cellaszabályzók, így paraffinok, zsíralkoholok, dimetilpolisziloxánok valamint pigmentek, színezékek, önmagában ismert lángvédőanyagok, például a trisz-klóretilfoszfát vagy ammóniumfoszfát és ammóniumpolifoszfát, öregedésgátló és időjárási behatások ellen védő stabilizátorok, lágyítószerek, fungisztatikus és bakteriosztatikus hatású anyagok, töltőanyagok, így báriumszulfát, szilikagél, korom vagy iszapolt kréta.

A találmány szerinti műanyagok előállításánál alkalmazható felületaktív adalékanyagok habstabilizálószerek, cellaszabályzó, reakciókésleltető, stabilizátorok, lángmentesítő anyagok, lágyítószerek, színezékek és töltőanyagok, valamint fungisztatikus és bakteriosztatikus hatású anyagok típusai, az alkalmazásterületek és a hatásmechanizmus közelebb6

114 ről a Vieweg—Höchtlen: Kunststoff—Handbuch VI. 103—113. oldalain van ismertetve.

Különös jelentőségük van és ennek folytán előnyös adalékanyagok, a késztermékek égési tulajdonságait járulékosan javítják, ilyenek a szokásos lángmentesítőanyagokon kívül a halogénezett paraffinok, a foszforsavak, így pirofoszforsav, metafoszfoisav vagy polifoszforsav szervetlen sói.

A habanyagok találmány szerinti előállítása elvileg úgy történik, hogy szakaszosan vagy folyamatosan működő keverőberendezésbe a leírt reakciókomponenseket egy vagy több lépésben összekeverjük és a képződött keveréket rendszerint a keverőberendezésen kívül formákba vagy megfelelő alátétek alkalmazásával felhab osodni és megszilárdulni hagyjuk. A reakciónál körülbelül 0 és 200 °C, előnyösen 30 °C és 160 °C közötti reakcióhőmérséklet úgy érhető el, hogy egy vagy több reakciókomponenst már a keverési folyamat előtt előmelegítünk vagy magát a keverőberendezést fűtjük vagy az előállított reakciókeveréket keverés után felmelegítjük. A felsorolt lehetőségek természetesen egymással is kombinálhatok a megfelelő reakcióhőmérséklet beállítása céljából. A legtöbb esetben reakció közben elegendő hőmennyiség képződik, így a reakcióhőmérséklet a reakció megkezdése, illetve felhabosodás után 30 °C feletti hőmérsékletre emelkedhet.

A reakciókomponenseket azonban az ismert egylépcsős eljárással így az előpolimer vagy szemi-előpolimer előállítási módszerrel is reagáltathatjuk, ahol gyakran olyan gépi berendezéseket használunk, amelyek például a 2 764 565 számú Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírásban vannak ismertetve. A feldolgozó berendezések részletes leírása megtalálható a Vieweg-Höchtlen: Kunststoff-Handbuch VI. kötet, 121-205. oldalain [Cári—Hanser-Verlag, München (1966)].

Különösen jó használati tulajdonsággal rendelkező műanyagok állíthatók elő a találmány szerinti eljárással akkor, ha a keményítős 20 °C, főként 30—100 °C közötti hőmérsékleten történik. így specifikusan 10—40% NCO-csoportot tartalmazó poliizocianátok és alkáliszilikát-oldatok kombinációival külső hő hozzávezetése nélkül annyi hőmennyiség válik szabaddá, hogy a reakcióelegyben levő víz elpárolgása megkezdődik. A habanyagtömbök belsejében 100 °C feletti hőmérséklet is elérhető.

Feltételezésünk szerint a megadott reakciókörülmények mellett különösen jó kölcsönhatás, illetve a szervetlen és szerves polimer között bensőséges elegyedés megy végbe, amelynek eredményeképpen kemény, másfelől igen rugalmas termék állítható elő, amelynek lökési behatásokkal szemben rendkívüli ellenállóképessége és törésállósága van.

Ha a reakciónál a reakciókomponensek között végbemenő reakció során felszabadult hőmennyiség nem bizonyul elegendőnek, akkor a keverést magasabb például 40 és 100 °C közötti hőmérsékleten végezzük. Különleges esetekben 100 °C felett körülbelül 150^eC-ig nyomás alatt is történhet az elkeveredés, így az anyag formából való kilépésekor nyomás felszabadulás következtében habképződés lép fel.

A habanyag előállítása megemelt hőmérsékleten magasabb forrpontú hajtóanyagok jelenlétében 5 történhet. Ezek például hexán, diklóretán, triklóretán, széntetraklorid, könnyűbenzin. A keverékben levő víz is átveheti a hajtóanyag szerepét. Hajtóanyagként alkalmazhatók továbbá a finomeloszlású fémporok, például a kalcium-, magnézium-, alu10 mínium- vagy cinkpor, amelyekből megfelelő [menynyiségű lúgos kémhatású vízüveggel hidrogén fejlődik és a hidrogén fejti ki a hajtóanyag hatását, emellett azonban egyidejűleg keményítő és erősítő hatás is fellép.

A habanyagok előállítása inért gázok, főként levegő segítségével is elérhető. Ennek megfelelően például a két reakciókomponens egyikét levegővel előhabosítjuk, majd az előhabosított komponenst a másik komponenssel összekeverjük. A komponen20 sek keveréke is például préslevegő segítségével felhabosítható, így közvetlenül hab képződik, amely ezt követően formaadás közben kikeményedik.

Az előállított habanyagok tulajdonságai például nedves állapotban mért sűrűségük, adott receptúra 25 mellett függ a keverési folyamat műveleti sajátságaitól, például a keverők kiképzésétől és fordulatszámától, a keverőkamra alakjától valamint a habosítás kezdetén megválasztott reakcióhőmérséklettől. A habanyagok sűrűsége 0,005 és 0,6 g/cm³ között 30 változhat, a nedves friss hab anyag fajsúlya 0,02 és 0,4 g/cm³ között változhat, a nedves friss habanyag fajsúlya 0,02 és 0,4 g/cm³ között van. A szárított habanyagok zárt vagy nyitott pórusúak, rendszerint túlnyomórészben nyitott pórusúak és sűrűségük 35 0,01 és 0,2 g/cm³ között változik.

A reakciókeverék viselkedésétől függően a találmány szerinti eljárásnál sokrétű alkalmazási lehetőség és ennek megfelelően tág alkalmazási terület kínálkozik, amelyek közül néhányat példaszerűen 40 vázolunk. A kívánt alkalmazástechnikai céloktól függően választjuk meg esetről-esetre annak lehetőségét, hogy a keményített keverékben levő vizet mint a habanyag előnyös komponensét megtartsuk, illetve a habanyagot megfelelő rétegzéssel vagy 45 kasírozással vízkilépés ellen megvédjük vagy pedig a vizet alkalmas szárítási eljárásokkal például szárítószekrény, forrólevegő, infravörös fűtés, ultrahang vagy nagy frekvencia behatása alatt eltávolítsuk.

A hajtóanyagot tartalmazó reakciókeveréket például egy adott meleg, hideg, infravörös vagy nagyfrekvenciás sugárzásnak kitett alátétre felkenjük vagy a keverőberendezésbe való áthaladás után a préslevegővel vagy akár levegőmentes eijárás₅₅ sál erre az alátétre felszórjuk, ahol a habosodás kikeményedés végbemegy és így töltő, szigetelő vagy nedvességbehatolástól védett réteg képződik. A habosodó reakciókeveréket hideg vagy előmelegített formákban préselhetjük, önthetjük vagy 6q fröccsöntéssel dolgozzuk fel, akár dombomyomású, akár tömör vagy üreges formában dolgozunk, adott esetben centrifugál öltéssel szobahőmérsékleten vagy 200°C-ig terjedő hőmérsékleten a habosodó reakciókeveréket adott esetben nyomás alatt kig₅ keményedül hagyjuk. Ebben az esetben erősítő elemek, akár szervetlen és/vagy szerves anyagok, illetve fémes drótok, rostok, fátyolbunda, habanyagok, szövetek, vázanyagok alkalmazása egyaránt lehetséges. Az erősítő anyag bedolgozása például a rostpaplanos-impregnálóeljárással vagy olyan szóróberendezéssel történhet, amely a reakciókeveréket és az erősítő szálat együttesen hordja be a formába. Az így előállítható alaktestek például közvetlenül vagy utólagos, mint fémmel, üveggel, műanyaggal és hasonló anyagokkal történő laminálással adott esetben felhabosított szendvics-alaktestekkel együtt alkalmazhatók, ahol a kedvező éghetőségi tulajdonság nedves vagy száraz állapotban előnyös lehet. A találmány szerinti eljárással készített műanyagok azonban üreges testekként például adott esetben nedvesen vagy hidegen tárolt áruk tartályaként is alkalmazhatók, továbbá szürőanyagként vagy ioncserélőként, katalizátorként vagy hatóanyaghordozóként, dekorációs elemként, bútor alkatrészként vagy üreges térrészek kitöltésére. Felhasználhatók az említett műanyagok nagy igénybevételnek kitett kenő- vagy hűtőanyagokként vagy ezek hordozóanyagaként, például fémek extrudálásánál. Figyelembe vehető a találmány szerinti műanyagok alkalmazása a modell- és formakészítésnél, valamint fémöntésnél alkalmazott fonnák előállításánál.

Az egyik előnyös módszer abban áll, hogy a habosítás! folyamatot közvetlenül a keményedéssel együtt játszatjuk le, például oly módon, hogy egy 30 keverőkamrában a reakciókeveréket előállítjuk, ehhez egyidejűleg hozzáadjuk a könnyen illékony hajtóanyagot, például diklórdifluormetánt, triklórfluormetánt, butánt, izobutilént vagy vinilkloridot, így a keverési hőmérséklet megfelelő megválasztása 35 esetén a keverőkamrából kilépő reakciókeverék a hajtóanyag elpárolgása közben felhabosodik és a keményítő behatása alatt kikeményedik, emellett a képződött hab, amely adott esetben még emulgeátorokat és habstabilizátorokat, valamint a szoká- 40 sós segédanyagokat tartalmazza, megszilárdul. Másik munkamódszer szerint a kezdetben még hígfolyós reakciókeveréket adott esetben nyomás alatt álló gázok mint levegő, metán, széntetrafluorid, nemes gázok segítségével habbá duzzasztjuk fel, amelyet 45 azután a kívánt formába beviszünk és így keményítjük. Úgy is eljárhatunk, hogy először az adott esetben habstabilizátorokat mint nedvesítőszert, habképző anyagot, emulgeátorokat és adott esetben még további szerves vagy szervetlen töltőanyagokat 50 vagy hígítóanyagot tartalmazó szilikát- illetve előpolimer-oldatot gázbevezetésével habbá alakítjuk át és ezt a habot ezután egy keverőberendezésben a másik reakciópartnerrel és adott esetben a keményítővel elkeverjük, végül keményedni hagyjuk. 55

Az egyik előnyős kiviteli változat szerint az előpolimerek egy folyékony hajtóanyagban képzett oldatát az. adott esetben előmelegített vizes alkáliszilikát oldattal elkeverjük és így a felhabosítás közben keményítjük. 60

A hajtóanyagok helyett szervetlen vagy szerves finomeloszlású üreges testek, mint például buboréküveg-üreges gyöngyök műanyagból, szalma és habanyagok előállítására használt hasonló anyag is alkalmazhatók. gj &

Az így előállított habanyagok száraz vagy nedves állapotban adott esetben tömörítési vagy hőkezelési folyamat után adott esetben nyomás alatt jó oldószerállósággal és kedvező éghetőségi 5 tulajdonsággal rendelkező szigetelő anyagként, üreges terek kitöltéséhez, csomagolóanyagoldcá vagy építőanyagokká dolgozhatók fel. Ezek az anyagok könnyűszerkezetű építőanyagként szendvicsek alakjában például fémes porítással a házépítő, a járműés repülőgépiparban alkalmazhatók.

Különleges jelentőségük van a találmány szerinti eljárással előállítható 10-80 kg/cm³ nyers sűrűségű, könnyű szervetlen-szerves habanyagoknak.

Kiindulási komponensként előnyösen töltőanyagmentes alkáliszilikát-oldatokat és poliizocianátot alkalmazunk, emellett a kedvező égési tulajdonságok kialakítására szervetlen-vizes komponenst súly szerinti feleslegben alkalmazzuk és a kívánt alacsony nyers sűrűség elérése érdekében hajtóanyagot, így levegőt, halogénezett szénhidrogéneket vagy gázleadó anyagokat, például hidrogénperoxidot alkalmazunk.

Katalizátorok és stabilizátorok jelenlétében a poliuretán-technológiából ismert habosító berendezések, így például a nagynyomású dugattyús szivattyús szállítási technika és a keverőkamrában ellenáramban injektálás elve alapján történő összekeverés vagy alacsony nyomáson végzett fogaskerék szivattyús szállítási technika és keverőműves elkeverés alkalmazható a szervetlen-szerves habanyagok előállításához, amelyek elsősorban a kiváló égési, valamint jó hőszigetelő tulajdonságuk következtében az építőipaiban alkalmazhatók könnyű szigetelő anyagként.

A kiváló égési tulajdonság lángvédőszerek hozzáadásával főként azonban szervetlen-vizes sóoldatok vagy szuszpenziók, például alkáli-, ammónium- vagy alkáliföldfémfoszfátok, karbamidoldatok, foszforsav hozzáadásával még tökéletesíthető, mimellett a nevezett vegyületek közül néhány, főként a savas kémhatású foszfátok, valamint maga a foszforsav átveszi a keményítő szerepét is a rendszerint feleslegben alkalmazott alkáliszilikát oldat esetében.

Az így előállított habanyagok folyamatos vagy szakaszos kivitelű (darabolt) tömbáru, kettős szállítószalag technikával laminált vagy nem laminált társított anyagként vagy magán az építési helyen az előbb nevezett keverési technikával vagy tetszés szerinti egyéb egyszerű keverési technika alkalmazásával állíthatók elő.

Az építőipar szerkezeti anyagaként nagy használati értékű könnyű építőanyagok úgy állíthatók elő, hogy alacsony nyers sűrűségű szervetlen szemcsézett anyagokat, például fuvatott üveget, duzzadó agyagot, duzzadó palát, horzsakövet a fenti könnyű habanyagokkal áthabosítunk.

Ezeknek a termékeknek az előállításánál elsősop* bán a szervetlen anyagok tulajdonságaiból száimazó égési tulajdonság lép előtérbe, emellett kiemelendő az egyszerű technológia, a késztermékek jó hőszigetelése, valamint az a lehetőség, hogy fedőrétegeket egyetlen eljárási lépésben közvetlenül lehet felhabosítani. Az utóbbi esetekben a szervetlen izocianát alapú habanyagok tulajdonságai lényegesek.

A fenti módszerrel fal- és homlokzati elemek állíthatók elő, amelyek alacsony szervesanyag-tartalmuk folytán a társított termékben kielégítik a DIN 4102 égési osztályban az A2 nem éghető építőanyagoknál támasztott követelményeket.

A reakciókeverékek csepp alakban is például benzinben diszpergálva, szabadesés közben vagy hasonló behatás közben felhabosíthatók és keményíthetők, miközben gyöngy alakú hab képződik.

A felhabosítandó reakciókeverékbe, míg folyékony állapotban van, szerves és/vagy szervetlen, habosításra alkalmas vagy már felhabosított anyagrészecskéket, például duzzasztott agyagot, duzzasztott üveget, fát, parafát, pattogatott kukoricát, műanyag üreges gyögyöket, például vinilklorid-polimereket, polietilént, sztirolpolimereket, vagy a fenti műanyagokból vagy például poliszulfonból, poliepoxidból, poliuretánból, karbamid-formaldehidből, fenolformaldehidből, poliimid kopolimerekből készült habanyagrészecskéket dolgozhatunk be, illetve ilyen részecskékből álló ömlesztett anyagot a reakciókeverékbe bedolgozva felhab osodni hagyunk és ezzel a módszerrel kedvező éghetöségi tulajdonsággal rendelkező szigetelőanyagokat állíthatunk elő.

Ha valamely adott esetben szervetlen és/vagy szerves adalékanyagokat tartalmazó vizes szilikátoldatokból és keményítőkből álló keverékhez előre megadott hőmérsékleten az illető hőmérsékleten elpárolgó vagy gázképzésre alkalmas hajtóanyagokat, például halogénezett szénhidrogéneket egyidejűleg beadagolunk, akkor az így képződő, kezdetben folyékony keverék nem csupán egységes habanyag vagy további felhabosított vagy nem felhabosított töltőanyagokat tartalmazó habanyagok előállítására alkalmas, hanem az ilyen keverékekkel a habosításnál együttesen alkalmazott fátyolbundát, szöveteket, rácsszerkezetet, szerkezeti elemeket vagy egyéb átlátszó habosított anyagból álló szerkezeteket felhabosítani lehet és ezzel a módszerrel speciális tulajdonságokkal, például kedvező éghetőségi tulajdonsággal rendelkező társított habanyagok állíthatók elő, amelyek esetleg közvetlenül szerkezeti elemként az építőiparban, bútoriparban, járműiparban vagy repülőgépiparban alkalmazhatók.

A találmány szerinti műanyagok morzsa alakban adott esetben műtrágyákkal és növényvédőszerekkel dúsított állapotban a talajhoz is hozzákeverhetek abból a célból, hogy a talaj mezőgazdasági megművelhetőségéhez szükséges konzisztenciáját megjavítsuk. Nagy víztartalmú habanyagok szubsztrátumként felhasználhatók csíraképződmények, dugványok és növények vagy vágott virág sokszorosítására. Ha a habanyagot keverék-alakban dünés vagy mocsaras, nem járható vagy túl laza altalajra felszóljuk, akkor már rövid idő leforgása alatt járható, illetve eróziótól védett földterülethez jutunk.

Nagy jelentőségű továbbá az a körülmény is, , hogy a javasolt reakciókeverékeket tűz esetében vagy katasztrófák bekövetkeztekor a védendő tárgyakra szórással lehet felhordani, amikor is a műanyagban levő víz a védendő alaktest felületéről nem pereg le és nem képes túl gyorsan elpárologni, <

_: így különösen hatékony éghetöségi, illetve hő- vagy sugárzásvédelem érhető el, mivel, amíg a kikemé[ nyedett keverék vizet tartalmaz, nem melegszik fel lényegesen 100 °C fölé, illetve az infravörös vagy ₅ magsugárzást abszorbeálni képes.

A jó szórhatóság alapján a keverékek például szövetekre, egyéb felületekre, rácsszerű anyagokra, de falakra is felszórhatók, így hatékony védőfalak és védőrétegek alakíthatók ki bányászati kataszt10 rófák esetében vagy pedig a mindennapi rutinmunkáknál. A bányászatban különösen annak van jelentősége, hogy a találmány szerinti műanyagok már rövid idő leforgása alatt keményednek.

Hasonlóképpen alkalmazhatók a felhabosítandó 15 keverékek a magasépítésben, mélyépítésben és útépítésben, falak, üreges képződmények, tömítések, fugatömítések, vakolómasszák, alapozóanyagok, szigetelőanyagok, díszítőanyagok gyártásánál, rétegként, esztrichként vagy bevonószerként. Ragasztó2o anyagként, habarcsként vagy öntőmasszaként adott esetben töltött formákban is alkalmazhatók, amikor a szervetlen és/vagy szerves töltőanyagokkal való együttes alkalmazást is számításba lehet venni.

A kikeményített, találmány szerint előállított 25 habanyagok szárítás után jelentős porozitással rendelkeznek, így alkalmasak szárítószerként, mivel ismételt vízfelvételre képesek. Alkalmazhatók azonban hatóanyagokkal elkeverve vagy katalizátorhordozóanyagként, szűrőanyagként vagy abszor30 bensként.

A reakciókeverékbe adott esetben már a reakciókeverék készítésénél vagy utólag bevitt segédanyagok, mint emulgeátorok, mosószer alapanyagok, diszpergálószerek, nedvesítőszerek, illat35 anyagok, hidrofobizáló anyagok lehetővé teszik a habanyagok tulajdonságait víztartalmú vagy szárított állapotban a kívánságnak megfelelően módosítani.

Másfelől a habanyagok víztartalmú, száraz vagy 40 impregnált állapotban utólag lakkozhatok, fémbevonattal elláthatók, rétegelhetők, laminálhatok, galvanizálhatok, gőzölhetők, ragaszthatok vagy bolyhosíthatók. Az alaktesteket víztartalmú vagy szárított állapotban további feldolgozásnak vetjük 45 alá például fűrészeléssel, maratással, fúrással, gyalulással, polírozással és hasonló feldolgozási módszerekkel.

Az adott esetben töltőanyagokat tartalmazó alaktestek tulajdonságai utólagos hőkezeléssel, oxi50 dációs folyamatokkal, melegpréseléssel, szinterezési folyamatokkal vagy felületi olvasztó vagy egyéb öntőeljárással továbbmódosíthatók.

Formázóanyagként megfelelnek a szervetlen és/vagy szerves habosított vagy nem habosított 55 szerkezeti anyagok, mint fémek, például vas, nikkel, nemesacél, lakkozott vagy például teflonnal kezelt alumínium, porcelán, üveg, gipsz, cement, fa, műanyagok, mint például polivinilklorid, polietilén, epoxidgyanták, poliuretánok, ABS, poli60 karbonát stb.

A találmány szerint előállítható habanyagok felületi úton vagy amennyiben nagymértékben átlátszó termékekről például nagyobb mértékben nyitott pórusú habanyagokról vagy porózus anya65 gokról van szó centrifugálissal, vákuumkezeléssel, levegővel való átbuborékoltatással vagy öblítéssel, száríthatok, a habanyagokban levő víz eltávolítására adott esetben melegített folyadékokat vagy gázokat így metanolt, etanolt, acetont, dioxánt, benzolt, kloroformot és hasonló oldószereket vagy levegőt, széndioxidot, túlhevített gőzt alkalmazunk. Analóg módon lehetővé válik a nedves vagy szárított alaktestek utókezelése is vizes vagy nem vizes, savas, semleges vagy lúgos folyadékokkal vagy gázokkal például sósavval, foszforsawal, hangyasavval, ecet- 10 savval, ammóniával, aminokkal, szerves vagy szervetlen sóoldatokkal, lakkoldatokkal, még polimerizálandó vagy már polimerizált monomerekkel, színezékoldatokkal, galvanizáló fürdőkkel, katalizátor oldatokkal vagy katalizátor előtermékekkel, 15 szagosító anyagokkal való öblítéssel vagy impregnálással.

Különösen jól beváltak a találmány szerinti új társított anyagok olyan szerkezeti anyagként, amelyeknek jó húzó-szakító- és nyomószilárdságuk 20 van, viszkózusak, merevek és mégis rugalmasak, valamint melegen fokozott alaktartóssággal rendelkeznek és nehéz gyúlékonyságuk van.

Kiemelendő továbbá a találmány szerinti műanyagok (habanyagok) kitűnő hőszigetelő és hang- 25 szigetelő tulajdonsága, amely a szintén kitűnő lángmentességgel és hőállósággal újabb lehetőségeket tár fel a szigetelőanyagok területén.

A fentieknek megfelelően például nagy használati értékkel rendelkező könnyű építőlemezek 30 állíthatók elő, ha folyamatosan habosított tömböket megfelelő lemezekké vágunk, illetve fűrészelünk vagy ilyen lemezeket valamint különösen bonyolult alaktesteket adott esetben nyomás alatt formákban felhabosítunk. Megfelelő 35 eljárási módszerrel zárt külső kéreggel ellátott alaktestek is előállíthatok.

Különösen jól bevált a találmány szerinti eljárás az építkezés helyén történő in situ felhabosításra, ennek megfelelően tetszés szerinti üreges alak- 40 testek, amelyek a szokásos módon zsaluzással képezhetők ki, öntéssel illetve habosítással állíthatók elő.

A reakciókeverék alkalmas üreges terek, fugák és repedések egyszerű kitöltésére, amikor igen szi- 45 lárd tapadás jön létre a kötött ahyagok között. Hasonlóképpen szigetelő hatású belső vakolatok is egyszerűen előállíthatok felszórás útján.

Számos esetben alkalmazhatók az előállított tér- 50 mékek falemezek vagy keményrostlemezek helyett. Feldolgozhatok fűrészeléssel, gyalulással, szegezéssel, fúrással, marással és csiszolással, így sokrétű feldolgozhatóságuk és alkalmazhatóságuk van.

Igen rideg könnyű habanyagok, amelyek például 55 igen magas szilikáttartalommal vagy hasonlóképpen rideg szerves polimerekkel való kombinációkkal állíthatók elő, megfelelő berendezésekben zúzás útján átalakíthatok könnyen porfinom termékekké, amelyek mint szerves anyagokkal módosított kova- 60 sav töltőanyagok sokoldalúan alkalmazhatók. Az organofilezésnek jó felületi cserehatása van a polimereknél, valamint néhány esetben bizonyos felületi termoplaszticitás is fellép, amely lehetővé teszi nagy használati értékkel rendelkező présmasszák 65 előállítását, mimellett térhálósító szerek hozzáadásával topokémiai felületi reakciók is kivitelezhetők. Számos alkalmazási területen az előpolimerekből és alkáliszilikátokból álló keverékekhez részecskék5 bői vagy por alakú anyagból álló töltőanyagokat külön bekeverünk. Ilyen töltőanyagként szilárd szervetlen vagy szerves anyagok például a következők alkalmazhatók: por, granulátum, drót, rost, súlyzó alakú próbatest, krisztallit, spirál, pálca, gyöngy, üreges gyöngy, habanyagrésze cske. fátyolbunda, szövetdarabka, hurkolt kelme, szalag, fóliadarabka alakú anyagok stb., például dolomit, kréta, timföld, azbeszt, bázisos kovasavak, homok, talkum, vasoxid, alumíniumoxid, és oxidhidrátok, alkáliszilikátok, zeolitok, keverékszilikátok, kalciumszilikátok, kalciumszulfátok, alumíniumszilikátok, cementek, bazaltgyapot, vagy bazaltpor, üvegszálak, szénszálak, grafit, korom, alumínium-, vas-, réz-, ezüstpor, molibdénszulfid, acélgyapot, bronz- vagy rézszövet, szilíciumpor, habosított agyagrészecskék, üreges üveggyöngyök, üvegpor, láva és habkőrészecskék, fűrészpor, faliszt, parafa, gyapot, szalma, pattogatott kukorica, koksz, töltőanyagot tartalmazó vagy azoktól mentes, felhabosított vagy nem habosított, nyújtott vagy nem nyújtott szerves polimerek. A számításbajövő számos szerves polimer közül néhányat az alábbiakban felsorolunk, amelyek például por, granulátum, hab anyagrészecske, gyöngy, üreges gyöngy, habosított vagy nem habosított részecske, rost, szalag, szövet, fátyolbunda stb. alakban fordulhatnak elő: polisztirol, polietilén, polipropilén, poliakrilnitril, polibutadién, poliizoprén, pohtetrafluoretilén, alifás és aromás poliészterek, melamin-karbamid- vagy -fenol-gyanták, poliacetál-gyanták, poliepoxidok, polihidantoinok, polikarbamidok, pohéterek, poliuretánok, poliimidek, poliamidok, poliszulfonok, polikarbonátok és tetszés szerinti keverékpolimerek.

Különösen előnyös töltőanyag a kréta, talkum, dolomit, gipsz, agyag, anhidrit, kvarcliszt, nagy diszperzitású kovasav, cement, mész, üveg, szén valamint a szokásos műanyag és gumihulladékok.

A találmány szerinti társított műanyagok mindennemű veszteség nélkül nagy használati értéknek megfelelő tulajdonságaik megtartásával jelentős mennyiségű töltőanyaggal adalékolhatók, éspedig a túlnyomórészben szervetlen anyagkomponens-tartalmú terméknél a szervetlen töltőanyagok erősítőhatás kifejtésére alkalmasak, míg túlnyomórészben szilikátkomponenseket tartalmazó társított műanyagként előnyösen szerves töltőanyagokat alkalmazunk.

Különösen előnyös töltőanyag a kréta, talkum, dolomit, gipsz, agyag, anhidrit, üveg, szén, valamint a szokásos műanyag- és gumihulladékok.

Az alacsony szilikáttartalmú termékek különösen megfelelnek gyorsan keményedé' nagy használati értékkel rendelkező felületi bevonatok előállítására, amelyeknek kitűnő tapadó és kopási szilárdságuk van, valamint nagy szilárdságú és magas modulusú elasztomerek előállítására alkalmasak.

Felületi bevonatok, ragasztások, kittek, köztirétegek, főként porózus anyagok előállításánál keményítő hozzátétele a műanyaghoz gyakran nem szükséges, mivel a levegőben levő széndioxid is keményítőként fejti ki hatását.

Az ilyen alkalmazásoknál előnyösen alacsony, például 5% alatti izocianát-tartalmú előpolimereket alkalmazunk, esetleg olyanokat, amelyek izocianát csoportoktól mentesek. Ezáltal hosszú fazékidővel rendelkező keverékek állíthatók elő, amelyek vékonyrétegben is felhordhatok és bizonyos idő leforgása alatt fokozatosan kikeményednek.

Ha az előpolimer és a szilikátoldat keverési io folyamatánál csak kevés keményítő (például széndioxid) van szabad állapotban jelen, akkor részleges keményedés következtében a viszkozitás növekedésével paszta, illetve tésztaszerű képlékeny és tetszés szerint megformázható anyaghoz jutunk, amely fór- 15 matartóan feldolgozható és későbbi időpontban például levegőn való szárítás vagy melegítés útján keményíthető.

Különösen fontos kittek, spatulyamasszák, fugatömítőmasszák, habarcsok és hasonló termékek fel- 20 dolgozásánál a két vagy több fokozatú keményítős, ahol például az első lépésben gyors széndioxidlehasadás következik be (például az NCO-csoportok vízzel történő reakciójánál), amely a szervetlen-szerves társított anyagot képlékeny, illetve hőre 25 lágyuló feldolgozható alakba hozza, majd egy második lassabban végbemenő keményedési folyamatban, például egy nagy molekulasúlyú vagy alacsony molekulasúlyú észter hidrolízisével keményedés következik be. 30

A hőre lágyuló közbenső műveleti lépések fröccsöntéssel extrudálás vagy dagasztógépben való feldolgozással is lehetségesek.

Számos esetben a közbenső feldolgozási lépésekben kapott termékek vízzel, szerves oldószerekkel, 35 lágyítószerekkel, hígítóanyagokkal vagy töltőanyagokkal elkeverhetők és ezáltal sokoldalúan módosíthatók és alkalmazhatókká válnak.

A találmány szerinti műanyagok beváltak továbbá impregnálószerekben rostanyagok kikészí- 40 lésére, mimellett mind a szerves anyagból és a szilikátkomponensből álló készkeverékek alkalmazhatók, mind úgynevezett kétfürdős kezelés is lehetséges. A komponenseket előnyösen olyan sorrendben alkalmazzuk, hogy először a jobb tapadást 45 biztosító komponenst alkalmazzuk, vagyis az előpolimer-komponenseket szerves, a szilikát-komponenst pedig szervetlen anyagokra visszük fel.

A találmány szerinti műanyagokat alkotó komponensek keverékeinek fúvókán vagy résporiasztón 50 történő préselésével rostok és fóliák is előállíthatok, amelyek például szintetikus nem éghető papír, vagy fátyolbunda előállításánál alkalmazhatók.

Példák a kiindulóanyag előállítására: ₅₅

Alkalmazott poliizocianátok: Pl: 90 súly% 4,4’-difenilmetán-diizocianát, 8 súly% 2,4’-difenilmetán-diizocianát valamint 2 súly% hárommagú polifenil-polimetilén poliizocianát- 60 ból álló, 40 °C-on 7 cP viszkozitású, szobahőmérsékleten részben kristályosodó anilin-formaldehid kondenzátum foszgénezett termékének desztillátuma, NCO-tartalma: 33 súly%. 65

P2: Anilin-formaldehid kondenzátum nyers foszgénezett termékéből annyi diizocianáto-difenilmetánt desztillálunk le, hog^ a desztillációs maradék viszkozitása 25 °C-on 50 cP legyen. (Kétmagú vegyület-rész: 68 súly%, hárommagú vegyületrész: 16 súly%, többmagú poliizocianát-rész: 16súly%, NCO-tartalom: 32 súly%.)

P3: P2-nél leírtaknak megfelelően előállított °C-on 100 cP viszkozitású poliizocianát. (Kétmagú vegyületrész aránya: 59,2 súly%, hárommagú részarány: 21,3 súly%, többmagú poliizocianát részarány: 19,0 súly%, NCO-tartalom: 31,4súly%.)

P 4: P 2-nél leírtaknak megfelelően előállított 25 °C-on 200 cP viszkozitású poliizocianát. (Kétmagú vegyületrész aránya: 44,3 súly%, hárómmagú részarány: 23,1 súly%, többmagú részarány: 32,2 súly%, NCO-tartalom:

31.4 súly%.)

P 5: P 2-nél leírtaknak megfelelően- előállított 25 °C-on 400 cP viszkozitású poliizocianát. (Kétmagú vegyületrész aránya: 45,1 súly%, hárommagú részarány: 22,3 súly%, többmagú részarány: 32,6súly%, NCO-tartalom:

31,0súly%.)

P 6: P 2-nél leírtaknak megfelelően előállított 25 °C-on 800 cP viszkozitású poliizocianát. (Kétmagú vegyületrész aránya: 40,6 súly%, hárommagú részarány: 27,2 súly%, többmagú részarány: 32,2 súly%, NCO-tartalom:

30.5 súly%.)

P 7: P 6 és P 8 poliizocianátot úgy keverünk össze, hogy a képződött poliizocianát viszkozitása 25 °C-on 1100 cP legyen.

P8: P 2-nél leírtaknak megfelelően előállított 25 °C-on 1700 cP viszkozitású poliizocianát. (Kétmagú vegyületrész aránya: 40,3 súly%, hárommagú részarány: 34,0súly%, többmagú részarány: 25,7 súly%, NCO-tartalom:

30,4 súly%.)

P9: 1000 súly rész P5 poliizocianátból és súlyrész butándiol-1,4-ből előállított szemi-előpolimer viszkozitása 25 °C-on 940 cP, NCO-tartalom: 28,2 súly%.

P 10:1000 súlyrész P5 poliizocianátból és 30 súlyrész hexándiol-1,6-ból előállított szemi-előpolimer. Viszkozitása 25 °C-on 30 000 cP, NCO-tartalom: 27 súly%.

P11:1000 súlyrész P5 poliizocianátból és 15 súlyrész hexándiol-1,6-ból előállított szemi-előpolimer, viszkozitása 25 °C-on 1400 cP, NCO-tartalma: 28,6 súly%.

Az alapreceptúra a következő:

Ρ12:1000 súlyrész Ρ5 poliizocianátból és 30 súlyrész glicerinből előállított szemi-előpolimer, viszkozitása 25 ^öC-on 7500 cP, NCO-tartalom: 26,2 súly%.

P13:1000 súlyrész P3 poliizocianátból és 1 súlyrész vízből előállított reakciótermék. Viszkozitása 25 °C-on 19 900 cP, NCO-tartalom: 26,7 súly%.

P 14: P 3 poliizocianátot 2 óra hosszat 220 °C-on melegítünk. Ily módon 25 °C-on 1400 cP viszkozitású poliizocianáthoz jutunk, amelynek NCO-tartalma: 24,2 súly%.

P 15: 80 súly% 2,4-toluiléndiizocianátból és 20 súly% 2,6-toluiléndiizocianátból álló izomer keveréket vízzel diuretképződésre alkalmas reakciófeltételek mellett reagáltatunk. A kapott termék viszkozitása 25 °C-on 6500 cP, NCO-tartalom: 32,5 súly%.

P 16: Technikai toluiléndiizocianát keverékek desztillációjánál képződött szilárd desztillációs maradék NCO-tartalom: 17 súly%, monomer-tartalom körülbelül 10súly%. Ilyen desztillációs maradékok például a 2 035 731 számú közrebocsátott Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi bejelentés szerint állíthatók elő.

I komponens

250 súlyrész

1,5 súlyrész súlyrész

100 súlyrész

II komponens 25 súlyrész 20 nátrium-vízüveg (48% szilárdanyagtartalom,

Na₂ O : SiO₂ mólsúlyarány =1:2) stabil izátor (poliéter polisziloxán, OS 710 Bayer AG) aminkatalizátor (75 súly% N,N-dimetilamin-o-etanol és 25 súly% diazabiciklooktán) poliizocianát triklórfluormetán

Az I és II komponenst önmagában homogenizáljuk, majd a két komponenst egyesítjük, gyorskeverővei 15 másodpercig élénk keverésben tartjuk, majd papírzacskóba kiöntjük, ahol a reakciókeverék 25 felhabosodása rövid idő leforgása alatt megkezdődik és hőfejlődés közben szervetlen-szerves habanyag keményedik ki. A képződött habanyagok előállításához szükséges reakcióidőt és a fizikai tulajdonságokat az 1. táblázatban részletezzük (az 30 1—4- példa összehasonlításra szolgál).

A táblázatban alkalmazott rövidítések jelentése a következő:

P 17: 1,6-hexametiléndiizocianát desztillációjánál képződött folyékony technikai minőségű desztillációs maradék. Viszkozitása 25 °C-on 95 cP, NCO-tartalom: 35 súly%.

P 18: 2250 súlyrész P17 poliizocianát és 250 súly rész finomra őrölt P 16 poliizocianátot 5 óra hosszat 120 °C-on keverés közben melegítünk, amikor P 16 a P 17-ben oldódik. A képződött poliizocianát viszkozitása 25 °C-on 800 cP, NCO-tartalma: 31,9 súly%.

P19:P18 szerint előállított poliizocianát, amely 2000 súlyrész P 17-ből és 500 súlyrész P 16-ból áll. Viszkozitása: 25 °C-on 1800 cP, NCO-tartalma: 30,6 súly%.

P 20:1750 súly rész P 17-ből és 750 súlyrész P 16-ból a P 18 szerint előállított poliizocianát. Viszkozitása 25 °C-on 6200 cP, NCO-tartalom, 29,2 súly%.

1-14. példa (1. táblázat)

Az 1 770 384 számú közrebocsátott Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi bejelentés 1. példájában leírt állandó receptúra a főkomponensek és az alkalmazott aktivátorok azonos összetétele szerint különböző viszkozitású és funkcionalitású poliizocianátokat azonos feltételek mellett feldolgozunk.

t_R = keverési idő, az I és II komponensből álló keverék keverési ideje, t_L = állásidő, a keverés megkezdésétől a felhabosodás kezdetéig számított időtartam, t_A = kötési idő, a keverés rpegkezdésétöl a kezdődő keményedésig számított időtartam, tg = habosodási idő, a keverés megkezdésétől a felhabosodási folyamat befejeződéséig számított időtartam.

A térfogatsúlyt és a nyomószilárdságot mindenkor 1 nappal előállítás után mértük.

Az 1-4. példából kivehető, hogy a hab keverék összeesik, ha az alkalmazott polifenil-polimetilén-poliizocianátok viszkozitása 25 °C-on 400 cP alatti értéknek felel meg (Ρ 1-P4).

A P 5—P 8 nagyobb viszkozitású polifenil-polimetilén-poliizocianátokból olyan szervetlen-szerves habanyagok képződnek, amelyek megközelítően azonos térfogatsúly esetén annál nagyobb nyomószilárdságot valamint finom pórust és szabályoscellaeloszlást mutatnak, minél nagyobb viszkozitású és nagyobb funkcionalitású az alkalmazott poliizocianát.

A Ρ 6-P 8 nagyobb viszkozitású poliizocianátok alkalmazásának lényeges előnye abban mutatkozik, hogy ezek a poliizocianátok az alacsonyabb viszkozitású P5 poliizocianáttal azonos kémiai felépítés mellett olyan habanyagok képződését ered12

1. táblázat

Nyomó-

Példaszám	Poliizocianát	Reakcióidő sec-ben	Térfogatsúly kg/m3	szilárdság kp/cm2	A képződött habanyag általános jellemzése
	<L	*A
1.	P 1	15	25	-	-	-	-	Habkeverék 40 mp után összeesik
2.	P2	15	20	-	-	-	-	Habkeverék 40 mp után összeesik
3.	P3	15	20	-	-	-	-	Habkeverék 45 pm után összeesik
4.	P4	15	20	-	-	-	-	Habkeverék 50 mp után összeesik
5.	P5	15	20	45	70	77	0,50	Szívós-rideg, durva pórusú, szabálytalan
6.	P6	15	20	40	85	75	0,90	Szívós-lágy, közepes durva pórusú, enyhén szabálytalan
7.	P7	15	20	45	60	63	1,00	Szívós-lágy, közepes pórusú, szabályos
8.	P8	15	20	40	54	69	1,00	Szívós-lágy, finom pórusú, szabályos
9.	P9	15	20	45	75	63	0,88	Szívós, finom pórusú, szabályos
10.	P10	15	20	40	60	66	0,74	Szívós-rideg, durva pórusú, enyhén szabálytalan
11.	Pll	15	30	70	100	77	0,66	Szívós-rideg, durva pórusú, enyhén szabálytalan
12.	P12	15	25	45	60	93	2,30 •	Szívós, finom pórusú, szabályos
13.	P13	15	30	45	60	94	1,6	Szívós, finom pórusú, szabályos
14.	P 14	15	30	50	60	66	1,5	Szívós-rideg, finom pórusú,

szabályos ményezi, amely alacsonyabb térfogatsúly mellett jóval nagyobb nyomószilárdságot mutat.

Ha a P5 poliizocianátot kisebb mennyiségű rövidszénláncú diollal reagáltatjuk, akkor a kapott P 9—P 11 reakciótermékek viszkozitása jóval nagyobb, mint P5 terméké, a funkcionalitás azonban csak lényegtelenül magasabb, így javított tulajdonságú habanyagok állíthatók elő. 65

9-11. példa

A habanyag tulajdonságai döntő módon javíthatók, ha poliizocianátként egy szemi-előpolimert (például P 12-t) alkalmazunk, amelynek mind a funkcionalitása, mind a viszkozitása magasabb, mint például ilyen a P12 példában alkalmazott szemi-előpolimer.

A 13-14. példa azt mutatja, hogy egy önmagában alkalmatlan alacsony viszkozitású poliizocianát (P 3) egyszerű melegítéssel, (P14) vagy kismennyiségű vízzel reagáltatva (P 13) nagyobb viszkozitású poliizocianáttá alakítható át és így a receptúra teljes betartása mellett használható szervetlen-szerves hab anyagok állíthatók elő.

15-23. példa (2. táblázat)

200 súlyrész	nátrium-vízüveg (44% szilárdanyagtartalom, 1 : 2 Na2O : SiO2 mólarány)
I komponens 1,5 súlyrész	1-14. példa szerinti stabilizátor
2 súlyrész	1-14. példa szerinti aminkatalizátor
100 súlyrész	poliizocianát (P 1, P8, P 14)

II komponens 5 súlyrész ^2_oszfát súlyrész triklórfluormetán

A komponensek elkeverését és a habanyag előállítását az 1—14. példa szerinti módon végezzük. Az eredményeket a 2. táblázatban foglaljuk össze, az alkalmazott rövidítések az 1. táblázatnak felelnek meg. A második példasorozat is egyértelműen mutatja, hogy 25 °C-on 400 feletti cP viszkozitású poliizocianátok minőségileg jobban megfelelnek. A képződött szervetlen-szerves habanyagok közel azonos térfogatsúlya mellett olyan termékek előállítása válik lehetővé, amelyek a kiindulási anyagként alkalmazott poliizocianátok növekvő viszkozitás esetén fokozott szívósságot, szabályosabb és finomabb cellaszerkezetet, valamint nagyobb nyomószilárdságot mutatnak.

2. táblázat

NyomóPélda- Poliizo- Reakcióidő sec-ben Térfogat- szilárd- A képződő habanyag általános szám cianát súly ság jellemzése t_R t_L t_A tg kg/m³ kp/cm²

15.	Pl	15	35	—	-
16.	P2	15	50	-	-
17.	P3	15	45	-	-
18.	P4	15	45	-	-
19.	P5	15	50	120	160
20.	P6	15	40	105	150
21.	P7	15	45	105	145
22.	P8	15	40	90	130
23.	P14	15	65	115	130

		65 sec után a habkeverék összeesik
-	-	100 sec után a habkeverék összeesik
—	-	110 sec után a habkeverék összeesik
-	-	110 sec után a hab keverék összeesik
29	0,27	Szívós-rideg, durva pórusú, szabálytalan
29	0,36	Szívós, közepes pórusú, gyengén szabálytalan
30	0,34	Szívós, közepes pórusú, szabályos
28	0,54	Szívós, finom pórusú, szabályos
35	0,60	Szívós, rideg, közepes pórusú, szabályos

Az 1. táblázatban felsorolt példákhoz képest a 2. táblázatban szereplő habanyagok nagyobb szívósságukkal (viszkozitásukkal) tűnnek ki. Ez a körülmény - mint ez az összehasonlító kísérletek alapján megállapítást nyert — a fő komponensek 65 megváltozott összetételén kívül a lángvédőszerként járulékosan alkalmazott difenilkrezilfoszfát hatására vezethető vissza.

A P1-P4 poliizocianát alkalmazása esetén, amelyek viszkozitása 25 °C-on 400 cP alatti érték,

25. példa

A habanyag összetétele a következő:

a habkeverék összeesik. Ezek a poliizocianátok ugyanis, annak ellenére, hogy funkcionalitásuk 2 feletti érték, alacsony viszkozitásuk miatt a találmány szerinti eljárásban való felhasználásra alkalmatlanok.

A P5-P8 poliizocianátok azonos kémiai szerkezetűek, és kevéssé nagyobb funkcionalitásuk mellett elsősorban 25 °C-on 400 cP feletti viszkozitásuk jellemző. Ezek megfelelnek szervetlen-szerves habanyagok előállítására is. Ilyen kiindulási anyagok alkalmazása esetén a 19-22. példák tanúsága szerint a poliizocianát növekvő viszkozitása szabályosabb, finomabb pórusú cellaszerkezetnek megfelelő habanyagok előállítását eredményezi, emellett csaknem azonos térfogatsúly mellett a nyomószilárdsági értékek jelentősen javulnak. Ha a 19. példát a 22. példával összehasonlítjuk, akkor a nyomószilárdság értéke közel kétszeresére növekszik.

A 23. példa azt mutatja, hogy az alacsony viszkozitású önmagában alkalmatlan tulajdonságokkal rendelkező poliizocianát (P 3) egyszerű hőkezeléssel nagyobb viszkozitású, találmány szerint alkalmasabb termékké alakítható át, amely jobb használati tulajdonságokkal rendelkező hab anyaggá dolgozható fel.

24. példa

A habanyag összetétele:

I komponens	200 súlyrész 2 súlyrész	1. példa szerinti nátrium-vízüveg 1. példa szerinti aminkatalizátor
	100 súlyrész	P 15 poliizocianát
	1 súlyrész	stabilizátor (poliéterpolisziloxán L 5340) (Unión Carbide
II komponens		Corp.)
	10 súlyrész	difenilkrezilfoszfát
	40 súlyrész	triklórfluormetán

A habanyag előállítását az 1-14. példa szerinti módszerrel végezzük. A jellemző eljárási paraméterek a következők:

t_R : 15 sec t_L : 30 sec t_A : 50 sec tg : 60 sec

Uy módon finompórusú, rideg, szabályos cellaszerkezetű szervetlen-szerves habanyag állítható elő, amely friss állapotban 33 kg/m³ térfogatsúllyal rendelkezik.

	400 súlyrész	nátriumvízüveg 1. példa szerint
I komponens	4 súlyrész	1. példa szerinti aminkatalizátor
	100 súly rész	P 8 poliizocianát
II komponens	0,5 súlyrész	24. példa szerinti stabilizátor
	40 súlyrész	triklórfluormetán

A habanyag előállítását az 1—14. példa szerint reeezzük.

Az eljárási paraméterek a következők:

t_R : 15 sec t_L :45 sec t_A : 65 sec tg : 115 sec

A fenti módon kemény, közepes pórusméretű, szabályos cellaszerkezetű, 81 kg/m³ térfogatsúlyú, 0,6 kp/cm² nyomószilárdságú szervetlen-szerves habanyagot kapunk. Magas szervetlen részarányuk miatt ez a habanyag kiválóan megfelel égésálló ₃₅ tulajdonsága alapján a DIN 4102 B 1 égési osztály követelményeinek (nehezen gyulladó anyagok).

26. példa

A habanyag összetétele a következő:

	100 súlyrész	1. példa szerinti nátrium-vízüveg
I komponens
45	2 súlyrész	1. példa szerinti aminkatalizátor
	300 súlyrész	P 8 poliizocianát
50 II komponens	1 súlyrész	24. példa szerinti stabilizátor
	20 súlyrész	triklórfluormetán

5S A habanyag előállítását az 1—14. példa szerint végezzük.

Az eljárási paraméterek a következők:

t_R : 15 sec t_L : 60 sec t_A : 90 sec tg :95 sec anyagmennyiségek grammban értendők. Az előállított szervetlen-szerves műanyagok szabályos cellaszerkezetűek, közepestől durva póruseloszlással,

120-250 kg/m³ közötti térfogatsúllyal és jó nyomószilárdsági, valamint égési tulajdonságokkal.

A kapott termékek így jól beváltak könnyű, önhordó előregyártott építőelemek gyártására, amelyeknek kiváló hőszigetelő tulajdonságuk van.

A fenti módon flnompórusú, szabályos cellaszerkezetű szervetlen-szerves habanyagot kapunk, amelynek térfogatsúlya 12 kg/m³, nyomószilárdsága 0,12 kp/cm³ közvetlenül az előállítás után. Alacsony nyers sűrűsége miatt a habanyag különösen olcsó szigetelőanyagként használható.

27. példa

A habanyagot az alábbi összetételben állítjuk elő:

	200 súlyrész	1. példa szerinti nátrium-vízüveg
I komponens	2 súlyrész	1. példa szerinti aminkatalizátor
	100 súlyrész	P 8 poliizocianát
	0,5 súlyrész	24. példa szerinti stabilizátor
II komponens	0,5 súlyrész	trifenilkrezilfoszfát
	3 súly rész	klórozott paraffmkeverék, Witaclor 63, Dynamit Nobel AG
	40 súlyrész	diklórfluormetán
	100 súly rész	40%-os vizes
III komponens		dikáliumhidrogénfoszfát-oldat

Az egyes komponenseket először önmagában alaposan homogenizáljuk, majd gyorskeverő segítségével az élénk keverésben tartott II komponenshez egymás után az I és III komponenst hozzáadjuk. 15 sec keverési idő után a reakciókeveréket egy papírzacskóba kiöntjük, ahol a komponensek elegyítése után számított 55 sec elteltével a felhabosodás megkezdődik és 135 sec leforgása alatt (szintén a komponensek egyesítésétől számítva) szilárd, szabályos cellaszerkezetű, finom pórusméretű szervetlen-szerves habanyaggá szilárdul meg. Egy nappal az előállítás után a termék térfogatsúlyát és nyomószilárdságát meghatározzuk. A térfogatsúly 37 kg/m³, a nyomószilárdság 0,3 kp/cm².

A kapott habanyag különösen jól megfelel szigetelési célokra, ahol egyidejűleg jó égési tulajdonságok is szükségesek. A megadott receptúra szerint elkészített lemezek kielégítik a DIN 4102 gyújtókamrateszt követelményeit és így a nehezen gyulladó (B 1) anyagok közé sorolhatók.

42. példa

100 g P 20 poliizocianátot és 200 g nátrium-vízüveget (1. példa) 400 g mikroüveggolyóval (1,6 kg/liter térfogatsúly, gyártómű: Fa. Ballotini) 1 percig gyorskeverőben keverjük. Az önthető folyékony masszát 4 cm x 4 cm x 16 cm méretű fémformába öntjük, ahol felmelegedés közben néhány perccel később megszilárdulás történik és már 2 óra eltelte után a próbatest formából kivehető. A formatesteket 3 óra hosszat 100 °C-on hőkezeljük, így kőkemény, gyakorlatilag éghetetlen, betonhoz hasonló termék képződik, amelynek térfogatsúlya 1620 kg/m³, nyomószilárdsága pedig 278 kp/cm².

43. példa

100 g P20 poliizocianátot, 200 g 1. példa szerinti nátrium-vízüveget és 80 g fűrészport élénk keverés mellett összekeverünk és a kenhető masszát 4 cm x 4 cm x 16 cm méretű fémformába adagoljuk. 1 óra eltelte után a keverék jól megszilárdul, a következő nap kőkemény, 1300 kg/m³ nyers fajsúlyú 332 kp/cm² nyomószilárdságú szervetlen-szerves termékké keményedik ki. A kapott terméknek igen jó égési tulajdonságai vannak és a fához hasonlóan feldolgozható.

44. példa

100 g P 20 poliizocianátot, 300 g nátrium-vízüveget és 600 g építési homokot (mosott finom homok, 0—3 mm szemcseméretű) 1 percig összekeverünk, majd a keveréket 4 cm x 4 cm x 16 cm méretű fémformába öntjük. A keverék 10 perccel később gyenge felmelegedés közben kezd megszilárdulni és 1 órás állás után 3 óra hosszat 100°C-on kikeményítjük. A képződött szervetlen-szerves betonhoz hasonló tennék térfogatsúlya 1680kg/m³, nyomószilárdsága 110kp/cm², hajlítószilárdsága 38,8 kp/cm².

28—41. példa (3. táblázat)

Az előállított szervetlen-szerves habanyagok összetételét, az alkalmazott reakcióidőket, valamint a térfogatsúlyt és nyomószilárdságot a 3. táblázatban foglaljuk össze. A habanyagok az 1-14. példa szerint vannak előállítva, az alkalmazott rövidítések jelentése az 1. táblázattál egyezik. Az alkalmazott

45. példa

100 g P20 poliizocianát és 400 g 1. példa szerinti nátrium-vízüveg elegyét először egymással elkeverjük, majd lOOg 150 kg/m³ ömlesztett súlyú vermÜculitot adunk hozzá. Az egyes komponenseket jól összekeverjük és a még folyékony keveréket

'•ο οο Ί 'Ί 'Ο 'Ί d ο “Τ d <η ·*>, Οχ ΙΟ* d \Ο Ό —< 00* Ό* d 00 χ£>* τ}·* Ό d dcod^r~’^—,’^—<^^

ΟΜ'Λ’ίΜΛ'ΰσίΜ^ο-'ψο cnddOxdd^-^oooooOmd d d

Ο m rt· d dd'í-soaoodsooooaoooom

OOOOOOQOoinmOQO (\| Γ9 r: N cí rj r<i r-i r: c: j-j

°. “l· ^1/1 o o o_ Q. o o. <=>. CD <d Q O. m —< ^4 m* m* d* in i/Γ in in in* no* no d oi <n d~ d, n d d_ d, d_ σγ d~ ο* ο ο ο ο* o* ο o o* ο* ο* ο* ο* I tx oooooooooooooo i/ι ir> i/i ι/i iz> ι/i m <r> ír, ι/i iri in izi o —I <“< < »—<

o

O

O

o

O

o

o

1/Ί

O

o

O

<ΖΊ

in

O

C-4

04

04

04

m

cn

04

cn

cn

cn

04

04

m

o d cu

Ο O in •n o r-

o o o ι/D l/Ί ΙΖΊ

8£ o •Λ

O m Ο O m d cn cn

O in o in d CD

O o d ni

QO	C\	o	04	cn	3Γ	on	<>	r*	QO	Os	Q *r
04	04	cn	m cn	cn	cn	cn	m	cn	cn	cn

ü ’Öj a

m cm χ 4 cm χ 16 cm méretű fémformába öntjük, ahol 40 perccel később kezd megszilárdulni. 24 óra állás után szobahőmérsékleten, majd 2 óra hosszat 100 ^eC-on a próbatesteket kikeményítjük. Ily módon éghetetlen, faszerű szilárd szervetlen-szerves $ felépítésű szigetelőanyaghoz jutunk, amelynek térfogatsúlya 750kg/m³, nyomószilárdsága pedig 39 kp/cm².

46. példa

100 g hexametiléndiizocianát-1,6 alapú, súly% NCO-tartalmú és 25 °C-on 4000 cP visz- 15 kozitású, víz hozzáadásával biuietté alakított átlagosan trifunkciós poliizocianátot 300 g 1. példa szerinti nátrium-vízüveggel elkeverünk és a kapott keveréket a 45. példa szerinti minőségű 100 g vermikulittal elkeverjük. 5 óra hosszat feldolgozható spatulyamasszához jutunk, amely 2 nap után kemény fához hasonló termékké szilárdul meg, amely azonban tűzálló tulajdonságú.

Claims (2)

1. Szabadalmi igénypontok:

   1. Eljárás legfeljebb 100% szakadási nyúlású, polimer-polikovasavgél-társított anyagból álló, szervetlen-szerves műanyagok, főként habanyagok előállítására 1,6-3,3 Na₂O/SiO₂ mólarányú, 20—54%-os vizes nátrium-szilikát oldatnák valamilyen poliizodanáttal, az izocianátokkal szemben reakcióképes hidrogénatomot tartalmazó vegyületek mennyiségére vonatkoztatott 0,001-10 súly% katalizátor, valamint a reakciöelegy mennyiségére vonatkoztatott 0—50súly% hajtóanyag jelenlétében történő reakciójával, amikor is a poliizocianát és a vizes szilikát-oldat súlyaránya 70:30 és 20 :80 közötti, azzal jellemezve, hogy poliizocianátként 25 °C hőmérsékleten 400-10 000 cP viszkozitású és legalább 2 átlagos funkcionalitású, folyékony, aromás, hidrofil csoportoktól mentes poliizocianátot alkalmazunk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy poliizocianátként anilin és formaldehid kondenzációs termékének foszgénezett termékét alkalmazzuk.