HU186841B - Eljárás olajjal módosító t alkid gyanta és akrilát kopolimeralapú bevonóanyagok előállítására - Google Patents

Abstract

Olajjal módosított alkidgyanta és akrilát-kopolimer alapú bevonóanyag kompozíció előállítására 3-70 tömeg%, főként oxidativ száradó ketongyantát tartalmazó alkidgyantát és 0-57 tömeg% ismert oxidativ úton száradó alkidgyantát — az előbbi alkidgyantában lévő ketongyanta célszerűen ciklohexanon-metanol-, alkilciklohexanon-metanolvagy ciklohexanon-formaldchid gyanta 2-17 tömeg% butil- vagy izobutil-metakrilát monomert tartalmazó akrilát-kopolimerrel összekevernek és a kompozíciót olyan oldószerben oldják, melynek legalább 80 tömegrésze alifás oldószerből áll. Szikkativot és pigmentet hozzáadva előnyös tulajdonságokkal rendelkező bevonóanyagok állíthatók elő, amelyeknek kült íren is megfelelő ellenállóképességük van és a két filmképző partner között összeférhetőségből eredő problémák kiküszöbölhetők.

Description

A találmány tárgya eljárás olajjal módosított alkidgyanta cs akrilát-kopolimer alapú bevonóanyagok előállítására, amelyek jó bevonati tulajdonságok mellett gazdaságos technológiával készíthetők.

Ismeretes az, hogy a lakkfestékipar filmképző termékként legnagyobb volumenben az ún. levegőn száradó alkidgyantákat állítja elő. Ezek rendszerint 30-80 súly% száradó, vagy féligszáradó olajjal, vagy ezek zsírsavaival módosított poliészter-kondenzátumnak felelnek meg. A levegőn száradó alkidgyanták filmjeinek fizikai-mechanikai és vegyi ellenállósági tulajdonsága kedvező, emiatt igen széles területen elterjedtek. .

A technológia javítása során elsősorban az alkidgyanták száradási tulajdonságait igyekeztek módosítani az alkidgyanta összetételének változtatásával, vagy segédanyagok felhasználásával.

A 3 179 530. amerikai egyesült államok-beli szabadalmi leírás szerint az olajjal módosított alkidgyanták száradását szerves peroxidok hozzáadásával javítják. Az eljárás hátránya az, hogy a kapott termékek tárolhatósága gyenge.

A 3 349 050. amerikai egyesült államok-beli leírásban az alkidgyantákat a száradási tulajdonságok javítása céljából vinil-mononlerekkel, így sztirollal, vlnil-toluollal, etilakrilát, etilmetakrilát és butil-akrilát monomerekkel módosítják. A módosítással a filmbevonat tulajdonságai hátrányosan változnak, gyengébb az oldószerállóság, kisebb a pigmentfelvevőképesség és a mechanikai ellenállóképesség.

Az 1 261 258. német szövetségi köztársaságbeli leírás szerint dikarbonsavként hexakjór-endometilén-tetrahidroftálsavat (HET-sav) adagolnak az alkidgyanta száradásának javítására. Ennek az eljárásnak az a hátránya, hogy a HET-savból bomlással képződő klór mind a gyártás, mind az alkalmazás során súlyos problémákat okozhat. A HET-sav móltömege miatt a lakk formálása is nehézségbe ütközik.

A 3 965 059. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint az alkidgyantákat szénhidrogén gyantákkal kombinálják. Az utóbbi jelenléte miatt, a bevonat erőteljesen sárgul, ezért ez kültéri felhasználásra alkalmatlan. ¹

A levegőn — oxidációs úton — száradó alkidgyanták száradási tulajdonságai javíthatók akként is, hogy ezeket más típusú filmképzőkkel mechanikailag összekeverik, így például az alkidgyantákhoz nitrocellulózt, klórkaucsukot, klórozott polietilént, polipropilént, vagy szilárd fenolgyantákat adnak. '

A mechanikai keveréssel előállított kombinációkban a jólszáradó társfilmképzők tulajdonságai jutnak érvényre. Az alkidgyanták legfontosabb funkciója az általában nagy móltömegű, rideg filmképző anyagok lágyítása. A fizikai úton előállított kompozíciók hátránya az is, hogy a levegőn száradó alkidgyantáknál alkalmazható alifás oldószerek helyett vagy azok helyett részben aromás szénhidrogéneket, ketonokat vagy alkoholokat kell felhasználni.

Az utóbbi oldószerek nemcsak tűz- és robbanásveszélyességük miatt kedvezőtlenebbek, mint az alifás oldószerek, hanem a kötőanyagok előállítási költségeit is növelik. A kompozíciókra az a jellemző, hogy a késztermékek szilárdanyagtartalma légfeljebb 50 tömeg% -ig terjedhet ahhoz, hogy az adott viszkozitás mellett a kötőanyag még feldolgozható legyen. Ezzel szemben az ismert alkidgyantáknál illetve ilyen alapú festékeknél a szilárdanyagtartalom 50 tömeg% feletti érték.

Az olajjal módosított, levegőn száradó alkidgyanta alapú lakk- és festékipari termékek legkedvezőbb partner filmképzői az akrilát-kopolimerek. Az akrilát-kopolimerek kiváló ibolyántúli fényállóságuk és nehéz elszappanosíthatóságuk miatt kültéren is alkalmazhatók. Az akrilát-kopolimerekkel módosított termékek móltömege és ezzel viszkozitása is viszonylag egyszerű technológiai műveletekkel, könnyen szabályozható. Megfelelő ko-mőnomerek megválasztásával a késztermékek bennük is oldhatóvá válnak.

A kombinációknál egyik legfontosabb probléma az, hogy a két filmképző komponens összeférhető legyen. A megfelelő száradás! sebességet és térhálósftási fokot biztosító legalább 40 tömeg% olajat (trígliceridet) tartalmazó levegőn száradó alkidgyanták akrilát-kopolimerekkel. kombinálhatok és ilyen kombinációknál megvalósítható az, hogy azonos oldószerben, előnyösen alifás oldószerben feloldódjanak.

Az összeférhetőségi problémák a száradás során mutatkoznak a két filmképző komponens között, melynek az a következménye, hogy a film inhomogénné válik, csökken a fényállósága, opitikai, esztétikai tulajdonságai és ellenáílóképessége romlik.

A találmány célkitűzése olyan alkidgyanta és akrilát-kopolimer kombinációt tartalmazó bevonóanyagok előállítása, amelyeknél nincsenek összeférhetőségi problémák a partner filmképzők között sem az oldatban, sem a bevonati filmben, emellett az alkidgyanta-komponens olajtartalma legalább 40 tömeg%, továbbá a kombináció főtömegében alifás oldószerekben is oldható.

A találmány szerinti eljárás olajjal módosított alkidgyanta és akrilát-kopolimer alapú bevonóanyagok előállítására azzal jellemezhető, hogy A komponensként 3-70 tömeg%, 40—65 tömeg% olajból, vagy ebből származó zsírsavból, 2—18 tömeg*?» 50-400 mg KOH/g hidroxilszámú és 50— 150°C olvadáspohtú ketongyantából, így ciklohexanon-metanol-, alkil-cíklohexanön-metanol-, vagy ciklohexanon-formaldehidgya irtából, és 36— 53 tömeg% monokarbonsavból, dikarbonsavhidridből és polialkoholból 195-230°C-on azeotrop vízeltávolítással készített oxidativ úton száradó alkidgyanta 50-60 tömeg%-os lakkbenzines és/ vagy xilolos oldatát, B komponensként 0-57 tömeg%, 55—65 tömeg% olajtartalmú szokásosan előállított oldószeres, célszerűen lakkbenzines oldatát, C komponensként 2-18 tömeg% 0-5 meg KOH/g savszámú és 50 tönreg%-os lakkbenzines oldatban, 25°C~ou 1500-3000 mPas dinamikus viszkozitású termoplasztikus akrilátpoiimer, célszerűen izobutil-metakrilát és/vagy butilmetakrilát polimer, butilakrilát — butilakrilát-sztirol kopolimer 40 —60 tömeg%-os lakkbenzines oldatát, D komponfensként 0,5-4,0 tömeg% ülepedésgátlót, terülésjavítót vagy besűrűsödésgátló anyagot,. E komponensként 1,5— 3,0 tömeg% oxidativ száradást elősegítő anyagot, nevezetesen ólom-, magán- vagy kobalt-sót, F komponensként 0-68 tömeg% pigmentet és töltő-2186 841 anyagot, G komponensként 3,5-18,5 tömeg% oldószert, célszerűen főtömegében lakkbenzint összekeverünk.

A találmány szerint előállított kompozíció akár önmagában kötőanyagként, vagy kombinálva bevonóanyagként kielégíti az összeférhetoségi követelményeket. Az előnyös térhálósodéihoz szükséges legalább 40 tömeg% olajtartalom az alkidgyantában elérhető. A találmány szerint előállított kompozíció nem várt előnyös tulajdonságai feltehetően az alkidgyanta-akrilát-kopolimer különleges szerkezetével függnek össze.

A találmány szerinti eljárás részleteit a következő kiviteli példákban ismertetjük és megjegyezzük azt, hogy az eljárást nem korlátozzuk a kiviteli példákra.

1. példa

A 176. 069. magyar szabadalmi leírás szerint eljárva 40 tömegrész napraforgóolaj-zsírsavat, 11 tömegrész pentaeritritet, 13 tömegrész 150 mg KOH/g hidroxilszámú és 105 °C olvadásponté ciklohexanon-formaldehidgyantát és 34 tömegrész hexaklór-endometilén-tetrahidroftálsavat 120°C-on homogén tömeggé olvasztunk össze. A homogén olvadékhoz 5 tömegrész xilolt adunk, majd az elegyet 210°C-on azeotrop vízeltávolítással kondenzáljuk. 6 óra reagál tatás után a kapott termékből 1 : 1 arányú xilol-Iakkbenzinben 50 tömeg%-os oldatot készítünk. A termék világos színű, kifolyási ideje 20°C-on, 4-es mérőpohárban 150 mp, savszáma 12 mg KOH/g.

Az alábbi összetétellel színtelen lakkot készítünk, amelyből gyorsan száradó, fényes és vízálló lakbevonat állítható elő.

tömegrész 1. példa szerinti alkidgyanta-oldat 9 tömegrész poliizobutil-metakrilát lakkbenzines oldata (savszám: 0 mg KOH/g) (viszkozitás, 25°C-on 3000 mPas, nem illóanyagtartalom 50%) tömegrész kobalt verzatát tömegrész ólom-mangán naftenát

17,5 tömegrész lakkbenzin

0,5 tömegrész szilikonolaj 10%-os toluolos oldata 100,0

2. példa

Az 1. példa szerinti eljárással 45 tömegrész ricinénzsírsavat, 7 tömegrész benzoesavat, 28 tömegrész pentaeritritet, 25 tömegrész. ftálsavanhidridet és 2 tömegrész 78 mg KOH/g hidroxilszámú, 135°C olvadáspöntú metil-ciklohexanon-formaldehidgyantát 5 tömegrész xilol jelenlétében 195°C-on kondenzáltuk és a képződő vizet azeotrop desztillálással eltávolítjuk. 5járás reakcióidő után a kapott alkidgyantát lakkbenzinben oldjuk. 55 tömeg%-os lakkbenzines oldatban a termék viszkozitása DIN 4 mérőpoháron, 20°C-on 650 sec, savszáma 5 mg KOH/g.

A 2. példa szerinti kötőanyag felhasználásával az alábbi receptúra szerint gyorsan száradó alapozó festéket kapunk, amelyet például mezőgazdasági gépek festésénél lehet előnyösen használni.

tömegrész 2. példa szerinti alkidgyanta oldat 10 tömegrész 55 tömeg% olajsavtartalmú, ismert eljárással készített - napraforgóolajjal módosított alkidgyanta 60 tömeg%-os lakkbenzines oldat 2 tömegrész polibutil-metakrilát 60 tömeg%-os lakkbenzines oldat (viszkozitás 500 mPas savszám 4,3 mg KOH/g) tömegrész ólom-naftenát

0,5 tömegrész kobalt-oktoát

0,5 tömegrész metil-etil-ketoxim

1,0 tömegrész organofil bentonit

0,5 tömegrész szilikonolaj 10 tömeg%-os toluolos oldata tömegrész titán-dioxid tömegrész talkum tömegrész cink-foszfát

18,5 tömegrész bárium-szulfát 100,0

3. példa

Az 1. példa szerinti eljárással 50 tömegrész lenolajzsírsavat, 18 tömegrész pentaeritritet, 0,5 tömegrész maleinsavanhidridet, 18 tömegrész ftálsavanhidridet és 7,5 tömegrész metil-ciklohexanon-metanol gyantát (370 mg KOH/g hidroxilszámú, 80°C lágyuláspontú), 5 tömegrész xilol jelenlétében a képződött víz azeotrop eltávolítása mellett 230°C-on kondenzálunk. 8 óra eltelte után 5 mg KOH/g savszámú, 60 tömeg%-os lakkbenzines oldatban 80 sec vizskozitású terméket kapunk (31a).

Az alábbi receptúra szerint 65 tömegrész szójaolaj 0,3 tömegrész litiumhidroxid 16 tömegrész pentaeritrit tömegrész ftálsavanhidrid ismert eljárással alkidgyantát főzünk és abból 60 tömeg%-os lakkbenzines oldatot készítünk (3/b).

A 3. példa szerinti hatóanyagok felhasználásával készült és alábbi összetételű festék rendkívül előnyös tulajdonságú, könnyen ecsetelhető, jól terülő és gyorsan száradó bevonóanyagot képez.

tömegrész 3/a. példa szerinti alkidgyantaoldat tömegrész 17 tömegrész

3/b. példa szerinti alkidgyantaoldat izobutilmetakrilát-sztirol-butilakrilát kopolimer 40 tömeg%-os lakkbenzines oldata (savszám

1,4 mg KOH/g, viszkozitás 2800 mPas) ólom-naftenát kobalt-verzatát mangán-verzatát metil-etil-ketoxim organofil bentonit szilikonolaj 10%-os oldata xilol krómsárga párizsikék

0,5 tömegrész

1.5 tömegrész

0,5 tömegrész

0,5 tömegrész

2,0 tömegrész

1,0 tömegrész

3.5 tömegrész 12,0 tömegrész

1,0 tömegrész 100,0

A találmány szerinti eljárással előállított bevonóanyagok előnyös tulajdonságait a következő tábláz ltokban szemléltetjük.

A bevonószer összetétele

A) B) C) D) E) F)

3/a. példa szerinti módosított alkidgyanta 51,5 25,0 15,0 10,0-3186 841

3/b. példa szerinti ismert alkid

gyanta 3. példa szerinti	—	26,5	36,5,	48,5	51,561,5
akrilát-kopolimer	10,0	10,0	10,0	10,0	10,0-
TiO2-(rutil) Kobalt-oktoát	25,0	25,0	25,0	25,0	25,025,0
(6% Co) Oloin-oktoát	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3 0,3
(20 % Pb)	1,2	U	1,2	1,2	1,2 1,2
Lakkbenzin	10,0	10,0	10,0	10,0	10,010,0
Terpentin	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0 2,0

100,0100,0100,0100,0100,010(,0

Vizsgált paraméterek Bevonat esztétikai megjelenése:

Tárolhatóság 20°C-on (hónap

Ingás keménység (Persoz) h után:

h után:

Tapadás acélfelületen:

Erichsen rugalmasság, mélyhúzással (mm): Ütésállóság (kp/cm):

Sópermetállóság 100 óra után:

300 óra után:

A) kiváló	B) ki való	C) kiváló	D) jó	E) elfogadhat- ón	F) jó
min 24	mir. 24	min 24	20	3 hónap után min 24. szétválás
22%	20%	18%	19%	10%	nem mérhe tő
47%	45%	45%	42%	34%	18%
100%	100%	100%	100%	20%	100%
10 mm	10 mm	10 mm	10 mm	5 mm	8 mm
80	80	75	75	20	50
nincs változás	nincs változás	néhány hólyag	jó
nincs változás	nincs változás	elfogad- hatatlan	közepes

A bevonati vizsgálatokat 40 Mm vastagságú száraz filmnél 7 hónapos kondicionálás után végeztük.

Az összetételben az A-D minták a találmány sze- __ rinti eljárással készültek, az F minta az ismert festék ^5 összetételnek, mig az E minta az akrilát kopolimerrel módosított festékösszetételnek felel meg. A vizsgálati eredmények elemzése alapján megállapítható, hogy az ismert összetételű bevonat (E) főként a száradási sebesség, a mechanikai tulajdonságok és a kémiai ellenállóképesség szempontjából viszonylag gyenge minőségű.

Az akrilát-kopolimerrel képzett kombináció ugyan gyorsítja a száradást, de az esztétikai megjelentést illetően elfogadhatatlan és a gyenge összeférhetőség miatt egyéb tulajdonságai is kedvezőtlenül·változnak. 45

A találmány szerinti A, B, C és D minták mindegyike jó minőségű. A kombináció kiválasztásánál a gazdaságossági és alkalmazástechnikai szempontok dominálnak.

Claims (1)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 50

   Eljárás olajjal módosított alkidgyantát és akrilát kopolimert tartalmazó bevonóanyagok előállítására azzal jellemezve, hogy A komponensként 3-70 tömeg%, 40—56 tömeg% olajból, vagy ebből ,-c származó zsírsavból, 2—18 tömeg% 50—400 meg ⁰⁰ KOH/g hidroxilszámú és 50-150 °C olvadáspontú ketongyantából, előnyösen ciklohexanon-metanol-, alkil-ciklohexanol-metanol-, vagy ciklohexar non-formaldehidgyantából és 35-53 tömeg% monokarbonsavból, dikarbonsavanhidridből és polialkoholból 195—230°C-on azeotrop vízeltávolítással előállított főként oxidatív úton száradó alkidgyanta 50-60 tömeg%-os oldószeres, célszerűen lakkbenzines és/vagy xilolos oldatát, B komponensként 0-57 tömeg%, 55-56 tömeg% olajtartalmú ismert, oxidatív úton száradó alkidgyanta 50—60%-os oldószeres, célszerűen lakkbenzines oldatát, C komponensként 2—17 tömeg%, 0—5 mg KOH/g savszámú és 50 tömeg%-os lakkbenzines oldatban, 25°C-on mért 500—3000 mPas dinamikus viszkozitású termőplasztikus poliakrilát vagy polimetakrilát, célszerűen izobutilmetakrilát, butil metakrilát polimer, butilakrilát-butilmetakrilát — sztirol kopolimer, 40—60 tömeg%-os lakkbenzines oldatát, D komponensként 0,5-4,0 tömeg% ismert lakk-festékipari adalékanyagot, célszerűen terülésjavítót, ülepedésgátlót, vagy bőrösödésgátló anyagot, és E komponensként 1,5-3,0 tömeg% oxidatív száradást elősegítő ólom-, mangán-, kobalt-sót, F komponensként 0—68 tömeg% pigmentet és töltőanyagot, és G komponensként 0—18,5 tömeg% oldószert, fotömegében lakkbenzint összekeverünk.