HU226218B1

HU226218B1 - Aqueous coating compositions comprising a mixture of polyurethane dispersions

Info

Publication number: HU226218B1
Application number: HU0103962A
Authority: HU
Inventors: Katinka Schipper; Rudolf Verbiest; Petrus Johannes Arnold Geurink
Original assignee: Akzo Nobel Nv
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2008-06-30
Also published as: NO325599B1; DE69902189T2; ATE220710T1; WO2000024837A1; ES2181484T3; NO20012026L; DE69902189D1; NO20012026D0; EE200100238A; PL347422A1; PT1129146E; AU6475499A; RU2221832C2; US6579932B1; DK1129146T3; EE04400B1; BR9914833B1; CA2347883A1; HUP0103962A3; EP1129146A1

Description

A találmány eltérő poliuretándiszperziók elegyét tartalmazó vizes bevonókompozíciókra és azok alkalmazására vonatkozik.

Közismert, hogy vannak olyan, poliuretándiszperziót magukban foglaló vizes bevonókompozíciók, amelyek felhasználásával fóliabevonatok alakíthatók ki különböző hordozóanyagokon, például fákon, fémeken, szöveteken és műanyagokon. A bevonással például védőbevonatokat lehet készíteni, mert a poliuretángyanták igen előnyös tulajdonságokkal rendelkeznek, így jó a vegyszerállóságuk, a kopásállóságuk, a szilárdságuk és a tartósságuk.

A találmány olyan vizes bevonókompozíciókra vonatkozik, amelyek 5-95 tömeg%-ban legalább egy poliuretán/akrilát hibrid diszperziót és 95-5 tömeg%-ban legalább egy, oxidációs száradást lehetővé tevő molekularészekkel rendelkező poliuretánból készült diszperziót foglalnak magukban.

A százalékos mennyiségeket a jelen levő összes szilárd poliuretángyanta tömegére vonatkoztatva adjuk meg. A vizes bevonókompozíciók különböző poliuretán/akrilát hibrid diszperziókból álló elegyet és/vagy oxidációs száradást lehető tevő molekularészekkel rendelkező különböző poliuretánok diszperziójából álló elegyet foglalnak magukban.

Ha a vizes bevonókompozíciókban poliuretán/akrilát hibrid diszperzióból és oxidációs száradást lehetővé tevő molekularészekkel rendelkező poliuretángyanta diszperziójából álló elegyet alkalmazunk, olyan szinergetikus tulajdonságokat tapasztalunk, amelyeket a poliuretángyanta-diszperziók egyikének alkalmazásával sem lehet biztosítani. Szinergetikus hatások mutatkoznak például a színbeli kiegyenlítődés, a folyási idő és a feldolgozhatóság vonatkozásában. A többi paraméter - például a karcállóság és a keménység - igen jó értéken marad. Ráadásul ilyen elegyek felhasználásával elő lehet állítani olyan bevonókompozíciókat, amelyek VOC-ja a jelenlegi környezetvédelmi előírásoknak megfelelően alacsony.

Tennebroek és munkatársai olyan bevonókompozíciókról közölnek kiértékelést [European Coatings Journal 11, 1016-1021 (1997)], amelyek poliuretán/akrilát hibrid diszperzióból vagy oxidációs száradást lehetővé tevő molekularészeket tartalmazó poliuretángyanta diszperziójából állnak. Bell és munkatársai olyan, fafelületeken alkalmazható bevonókompozíciókat értékelnek ki [Paint&lnk International, 1996. szeptember/október, 6-10], amelyek oxidációs száradást lehetővé tevő molekularészeket tartalmazó poliuretángyanta diszperziójából állnak. A 332 326 sz. európai közrebocsátási iratban poliuretán/akrilát hibrid diszperziókat magukban foglaló bevonókompozíciókat ismertetnek. A fent említett szakirodalmi helyek egyike sem ismerteti vagy javasolja poliuretán/akrilát hibrid diszperzió oxidációs száradást lehetővé tevő molekularészeket tartalmazó poliuretángyanta diszperziójával való kombinálását, és nem utal arra sem, hogy felismerték volna a kombinációval elérhető szinergetikus hatásokat.

A vizes bevonókompozíciók előnyös esetben

- 40-90 tömeg%-ban legalább egy poliuretán/akrilát hibrid diszperziót, és

- 10-60 tömeg%-ban oxidációs „száradást” lehetővé tevő molekularészekkel rendelkező poliuretángyanta legalább egy diszperzióját tartalmazzák.

A vizes bevonókompozíciók VOC-ja az ASTM 3960-92 sz. szabvány szerint meghatározva legfeljebb 350 g/l, még előnyösebb esetben 50-350 g/l, legelőnyösebb esetben pedig 100-300 g/l.

A poliuretán/akrilát hibrid diszperziót olyan vizes diszperzióként definiáljuk, amely legalább egy poliuretángyantából és legalább egy vinilpolimerből áll. A vinilpolimer a leírásban olyan polimert jelent, amely kettős kötést tartalmazó legalább egy telítetlen monomer szabad gyökös addíciós polimerizálása útján jött létre.

A poliuretán/akrilát hibrid diszperziót úgy állíthatjuk elő, hogy egy vagy több vinilmonomert egy hagyományos eljárással már meghosszabbított láncú poliuretángyanta diszperziója jelenlétében a szabad gyökös polimerizáláshoz megfelelő körülmények között tartunk, így tehát eljárhatunk olyan módon, hogy szabad gyökös iniciátorokat adunk a poliuretándiszperziót és vinilmonomert tartalmazó elegyhez vagy - alternatív megoldásként - a monomert fokozatosan hozzáadjuk az Iniciátort tartalmazó poliuretándiszperzióhoz.

Egy másik módszer szerint úgy állítunk elő poliuretán/akrilát hibrid diszperziókat, hogy legalább egy vinilmonomerben feloldunk izocianátocsoporttal végződő láncú prepolimert. Az oldatot ezután vizes közegben emulgeáljuk, és az izocianátocsoporttal végződő láncú prepolimer láncát meghosszabbítjuk. Ezt követően eljárhatunk úgy, hogy beadagolunk vinilmonomert és iniciáljuk a polimerizálódását, vagy iniciáljuk a vinilmonomer polimerizálódását, majd a polimerizálódás során további vinilmonomert adagolunk be.

Fel lehet használni szokásosan alkalmazott szabad gyökös iniciátorokat, például hidrogén-peroxidot, tercbutil-hidroperoxidot és perszulfátokat, például ammónium-perszulfátot, kálium-perszulfátot és nátrium-perszulfátot. A szabad gyökös iniciátorokat a beadagolt vinilmonomerek összmennyiségére számítva rendszerint 0,05-3 tömeg% mennyiségben alkalmazzuk. Az ezekhez az eljárásváltozatokhoz megfelelő szabad gyökös iniciátorok közé tartoznak olyan elegyek is, mint a tercbutil-hidroperoxid, az izoaszkorbinsav és a Fe-EDTA kombinációi.

A kompozíciókban a poliuretángyanta és a vinilgyanta tömegaránya előnyös esetben (9:1)-(1:9), még előnyösebb esetben (5:1)-(1:5).

A poliuretán/akrilát hibrid diszperzió előnyös esetben tartalmaz hidrazin- vagy hidrazon-funkcionális csoportokat és karbonil-funkcionális csoportokat az öntérhálósítási reakció lehetővé tétele céljából. A hidrazinfunkcionális vagy a hidrazon-funkcionális csoportok és a karbonil-funkcionális csoportok jelen lehetnek a poliuretánláncon és/vagy a poliakrilátláncon függő csoportok formájában, vagy a poliuretán/akrilát hibrid diszperzióban levő különálló vegyületek csoportjaiként. Tisztázni kívánjuk, hogy más értelmű utalás hiányában a leírásban a karbonil-funkcionalitás valamilyen keton- vagy aldehidcsoport funkciós karbonilcsoportját, a hidrazin2

HU 226 218 Β1 funkcionális csoport pedig az -NHNH₂ képletű funkciós csoportot jelenti. A hidrazon-funkcionális csoport olyan csoport, amely ilyen hidrazinocsoportból képezhető legalább kétszénatomos monoketonnal vagy monoaldehiddel való reagáltatás útján. Előnyös, ha a hidrazin-funkcionális vagy a hidrazon-funkcionális csoportok és a karbonil-funkcionális csoportok (1:20)-(20:1), még előnyösebb, ha (1:10)-(10:1) ekvivalens arányban vannak jelen.

Jól ismert, hogy poliuretángyantákat általában úgy állítanak elő, hogy szerves poliizocianátot izocianáttal reagálni képes csoportokat tartalmazó szerves vegyülettel - mindenekelőtt adott esetben kis molekulatömegű szerves poliolt is magában foglaló makropoliollal reagáltatnak. Az eljárás egyik előnyös változata szerint először izocianátocsoporttal végződő láncú poliuretánprepolimert állítanak elő, majd a láncot aktív hidrogént tartalmazó vegyület alkalmazásával meghosszabbítják.

Az izocianátocsoporttal végződő láncú prepolimert gyakorlatilag vízmentes körülmények között körülbelül 30 °C és körülbelül 130 °C közötti hőmérsékleten állítják elő. A reakcióidőt úgy állapítják meg, hogy az izocianátocsoportok és az izocianáttal reagálni képes csoportok közötti reakció gyakorlatilag teljesen végbemenjen. Az izocianátocsoporttal végződő láncú prepolimer előállításakor az egymással reagáló vegyi anyagokat általában olyan mennyiségekben alkalmazzák, hogy az izocianátocsoportok és az izocianáttal reagálni képes csoportok aránya (1,1:1)-(6:1), előnyös esetben körülbelül (1,5:1)-(3:1) legyen. A prepolimerképződés elősegítése céljából kívánt esetben katalizátorokat, például dibutil-ón-dilaurátot vagy ón(ll)-oktoátot alkalmaznak. A viszkozitás szabályozása céljából a prepolimerképzés előtt vagy után adott esetben be lehet adagolni reakcióba nem lépő szerves oldószert is. A megfelelően alkalmazható oldószerek közé tartoznak például a következők: aceton, metil-etil-keton, dimetil-formamid, etilén-karbonát, propilén-karbonát, diglim, N-metilpirrolidon (NMP), etil-acetát, etilénglikol- és propilénglikol-diacetátok, az etilénglikol- és a propilénglikol-diacetátok alkil-éterei, az etilénglikol- és a propilénglikol-monoacetátok alkil-éterei, toluol, xilol és a szférikusán gátolt alkoholok, például a terc-butanol és a diaceton-alkohol. Az előnyösen alkalmazható oldószerek olyan, vízzel elegyedő oldószerek, mint az N-metil-pirrolidon (NMP), a dimetil-szulfoxid, a glikol-acetátok dialkiléterei vagy az N-metil-pirrolidont (NMP) és metil-etilketont tartalmazó elegyek.

A lánchosszabbítás a környezet hőmérsékletén vagy annál magasabb, illetve alacsonyabb hőmérsékleteken egyaránt megvalósítható. Előnyös körülbelül 5-95 °C, még előnyösebb körülbelül 10-45 °C hőmérsékleteket alkalmazni. A vizen kívül alkalmazott lánchosszabbító anyag(ok) teljes mennyiségének körülbelül ekvivalensnek kell lennie a prepolimerben levő szabad NCO-csoportokkal. A lánchosszabbító anyag(ok)ban levő aktív hidrogének és a prepolimerben levő NCOcsoportok aránya előnyös esetben (0,7:1)-(2,0:1), még előnyösebb esetben (0,8:1)-(1,7:1). Természetesen abban az esetben, ha vizet alkalmazunk lánchosszabbító anyagként, ezek az arányok nem érvényesek, mert a lánchosszabbító anyag és a diszpergálóközeg szerepét egyaránt betöltő víz a szabad -NCO csoportokhoz viszonyítva nagy feleslegben van jelen.

Az izocianátocsoporttal végződő láncú prepolimer előállításához felhasznált poliizocianát alifás, cikloalifás, aralifás vagy aromás poliizocianát lehet. A megfelelő poliizocianátok közé tartoznak a következők: etilén-diizocianát, 1,6-hexametilén-diizocianát, izoforondiizocianát, ciklohexán-1,4-diizocianát, 4,4-diciklohexilmetán-diizocianát, p-xilol-diizocianát, tetrametil-xiloldiizocianát, 1,4-fenilén-diizocianát, 2,4-toluol-diizocianát, 2,6-toluol-diizocianát, 4,4-difenil-metán-diizocianát, 2,4’-difenil-metán-diizocianát, polimetilén-polifenilpoliizocianátok és 1,5-naftilén-diizocianát. Fel lehet használni poliizocianátok elegyeit, valamint olyan poliizocianátokat is, amelyeket uretán-, allofanát-, karbamid-, biuret-, karbodiimid-, uretonimin-, uretdion- vagy izocianurát-maradékoknak a molekulába való bevitelével előzőleg módosítottunk.

Az izocianátocsoporttal végződő láncú prepolimerek előállításához felhasználható, legalább két, izocianátocsoporttal reakcióképes csoportot tartalmazó, tömeg szerint 400-6000 dalton átlagos molekulatömegű polimer szerves vegyületek előnyös esetben hidroxilcsoportokkal végződő polimer szerves poliolok, bár lehetne alkalmazni más, izocianátocsoporttal reakcióképes csoportokat - például primer aminocsoportokat vagy karboxilcsoportokat - tartalmazó polimer vegyületeket is. A szerves poliolok közé tartoznak mindenekelőtt a diolok és a triolok, valamint azok elegyei, de a diolokkal összekeverve kisebb mennyiségű komponensként többértékű poliolokat is lehet alkalmazni. Az alkalmazott poliolokat a poliuretános kompozíciók elkészítéséhez felhasznált vagy javasolt polimer poliolok bármelyik vegyületcsoportjából kiválaszthatjuk. Poliolként mindenekelőtt a poliészterek, a poliészter-amidok, a poliéterek, a politioéterek, a polikarbonátok, a poliacetálok, a poliolefinek vagy a polisziloxánok polioljait alkalmazhatjuk. A poliolok molekulatömege előnyös esetben 700-3000 dalton.

A felhasználható poliészterpoliolok közé tartoznak a polialkoholoknak - például az etilénglikolnak, a propilénglikolnak, a dietilénglikolnak, a neopentilglikolnak, a butándiolnak, a furán-dimetanolnak, a ciklohexán-dimetanolnak, a glicerinnek, a trimetilol-propánnak, a pentaeritritnek vagy a felsoroltakból képezhető elegyeknek polikarbonsavakkal, mindenekelőtt dikarbonsavakkal vagy azok észterképző származékaival - például heptándikarbonsawal, oktándikarbonsawal, nonándikarbonsavval, dekándikarbonsawal, borostyánkősavval, glutársawal, adipinsawal vagy a felsoroltak dimetil-észtereivel, ftálsavanhidriddel vagy dimetiltereftaláttal - képzett, láncvégi hidroxilcsoportot tartalmazó reakciótermékei. Laktonok például kaprolakton poliollal együtt végzett polimerizálásával előállított poliésztereket is fel lehet használni.

Poliészter-amidokat úgy lehet előállítani, hogy a poliészterezésnél amino-alkoholokat - például etanolamint - keverünk a reakcióelegybe.

HU 226 218 Β1

A poliéterpoliolok közé tartoznak azok a termékek, amelyeket úgy állítunk elő, hogy ciklusos oxidot - például etilén-oxidot, propilén-oxidot vagy tetrahidrofuránt - polimerizálunk, vagy egy vagy több ilyen oxidot többértékű iniciátorhoz, például vízhez, etilénglikolhoz, propilénglikolhoz, dietilénglikolhoz, ciklohexán-dimetanolhoz, glicerinhez, trimetilol-propánhoz, pentaeritrithez vagy A-biszfenolhoz adunk. A különösen jól felhasználható poliéterek közé tartoznak a poli(oxi-propilén)-diolok és -triolok, az etilén-oxidnak és a propilén-oxidnak megfelelő iniciátorokra való egyidejű vagy egymás utáni addicionáltatásával előállított poli(oxi-etilén-oxi-propilén)-diolok és -triolok, valamint a tetrahidrofurán polimerizálásával előállított poli(tetrametilén-éter)-glikolok. Láncvégi aminocsoportot tartalmazó poliéterpoliolokat is fel lehet használni.

A felhasználható politioéter-poliolok közé tartoznak azok a termékek, amelyeket úgy állítanak elő, hogy tiodiglikolt önmagával vagy más glikolokkal, dikarbonsavakkal, formaldehiddel, amino-alkoholokkal vagy amino-karbonsavakkal kondenzálnak.

A felhasználható polikarbonát-poliolok közé tartoznak azok a termékek, amelyeket úgy állítanak elő, hogy diótokat - például 1,3-propándiolt, 1,4-butándiolt,

1,6-hexándiolt, dietilénglikolt vagy tetraetilénglikolt - diaril-karbonátokkal - például difenil-karbonáttal vagy foszgénnel reagáltatnak.

Az alkalmas poliolefin-poliolok közé tartoznak a butadién láncvégi hidroxilcsoporttal rendelkező homo- és kopolimerei.

A láncvégi izocianátocsoportot tartalmazó prepolimerek előállításához adott esetben felhasználható, 400 daltonnál kisebb molekulatömegű szerves poliolok mindenekelőtt diótok és triolok, valamint diótokat és triótokat magukban foglaló elegyek, de többértékű poliolokat is lehet alkalmazni. Ilyen kis molekulatömegű poliolok például a következők: etilénglikol, dietilénglikol, tetraetilénglikol, bisz(hidroxi-etil)-tereftalát, ciklohexán-dimetanol, furán-dimetanol, glicerin, valamint ezeknek a polioloknak propilén-oxiddal és/vagy etilénoxiddal képzett, legfeljebb 399 dalton molekulatömegű reakciótermékei.

Az izocianátocsoporttal végződő láncú prepolimerek vízben előnyös esetben öndiszpergáló tulajdonságúak. Az öndiszpergáló tulajdonságot úgy biztosítják, hogy a prepolimer előállítása során reaktánsként olyan, izocianátokkal reagálni képes vegyület(ek)et és/vagy diizocianáto(ka)t alkalmaznak, amelyek nemionos és/vagy ionos diszpergálócsoportokat (vagy ezt követően ilyen diszpergálócsoportokká alakítható csoportokat) hordoznak.

Az ionos diszpergálócsoportok jellemző képviselői az anionos sóképző csoportok, például a karboxilátsókat képző csoportok. Ilyen csoportokat például úgy vihetünk be a molekulákba, hogy a prepolimerképzés során reaktánsként olyan, izocianátokkal reagálni képes vegyületet alkalmazunk, amely legalább egy savcsoportot és legalább két hidroxilcsoportot tartalmaz. Karboxilcsoportot tartalmazó dióiként 2,2-dimetilolpropionsavat előnyös alkalmazni. A poliészterekbe a karboxilcsoportot tartalmazó dióit vagy trióit kívánt esetben úgy építjük be, hogy a prepolimerbe való bekeverése előtt dikarbonsawal reagáltatjuk.

A prepolimerben jelen levő bármilyen savcsoportokat úgy alakíthatunk át anionos sóképző csoportokká, hogy semlegesítjük őket. A semlegesítést végezhetjük a vizes prepolimerdiszperzió elkészítése előtt vagy amennyiben nemionos stabilizálással kombináljuk az után, illetve azzal egyidejűleg.

A nemionos diszpergálócsoportok rendszerint függő poli(oxi-alkilén)-csoportok, mindenekelőtt poli(oxietilén)-csoportok. Ilyen csoportokat például úgy képezhetünk ki, hogy a prepolimer előállításakor reaktánsként függő poli(oxi-etilén)-láncokkal rendelkező diótokat alkalmazunk. A polietilénglikol-monoéterek tömeg szerinti átlagos molekulatömege megfelelő esetben 250-3000 dalton, előnyös esetben 500-2000 dalton. A poli(oxi-etilén)-láncok kívánt esetben az etilén-oxidegységeken kívül más alkilén-oxid-egységeket is tartalmazhatnak. (gy megfelelőek lehetnek azok a poli(oxialkilén)-láncok, amelyekben az alkilén-oxid-egységek legfeljebb 60%-át propilén-oxid-egységek képezik, a fennmaradó alkilén-oxid-egységek pedig etilén-oxidegységek.

Amennyiben a poliuretángyantában jelen vannak függő diszpergálócsoportok, koncentrációjuk széles tartományban változhat, de elegendő mennyiségben kell jelen lenniük ahhoz, hogy a poliuretángyanta a kívánt vízdiszpergáló képességgel rendelkezzék. A függő diszpergálócsoportok mennyisége 100 g poliuretángyantára vonatkoztatva 10-90 milliekvivalens (még előnyösebben 18-65 milliekvivalens) függő anionos diszpergálócsoport (mindenekelőtt karboxilátcsoport) és/vagy 0,5-250 milliekvivalens függő (oldalláncbeli vagy láncvégi) nemionos diszpergálócsoport [elsősorban poli(etilén-oxid)-csoport].

A vizes poliuretándiszperziókat úgy állíthatjuk elő, hogy az izocianátocsoporttal végződő láncú poliuretánprepolimert (amely adott esetben szerves oldószeres közegben van) vizes közegben diszpergáljuk, és a vizes fázisban levő prepolimer láncát aktív hidrogént tartalmazó lánchosszabbító szerrel meghosszabbítjuk. (A diszpergáláshoz például felületaktív anyagokat alkalmazunk vagy még előnyösebb esetben - ha a prepolimerben diszpergálócsoportok vannak jelen - magát az öndiszpergáló prepolimert használjuk fel, bár kívánt esetben még felületaktív anyagokat is alkalmazhatunk.) A poliuretángyanta előállítása céljából a prepolimer láncot meghosszabbíthatjuk a szerves oldószerben (rendszerint acetonban) való feloldás közben is. Ezt követően a polimeroldathoz vizet adagolunk, amíg a víz folytonos fázist nem képez, majd az oldószert desztillálással eltávolítjuk, hogy tisztán vizes diszperziót kapjunk. Az aktív hidrogént tartalmazó lánchosszabbító szer lehet például poliol, amino-alkohol, primer vagy szekunder alifás, aliciklusos, aromás, aralifás vagy heterociklusos diamin vagy poliamin, hidrazin vagy helyettesített hidrazin. Előnyös vízoldható lánchosszabbító szereket alkalmazni, és a víz maga is hatásos lehet. Ilyen megfelelő lánchosszabbító szerek4

HU 226 218 Β1 re példaként a következőket említjük meg: etilén-diamin, dietilén-triamin, trietilén-tetramin, propilén-diamin, butilén-diamin, hexametilén-diamin, ciklohexilén-diamin, piperazin, 2-metil-piperazin, fenilén-diamin, tolilén-diamin, xililén-diamin, trlsz(2-amino-etil)-amin, 3,3’dinitro-benzidin, 4,4’-diamino-difenil-metán, metán-diamin, m-xilol-diamin, izoforon-diamin, valamint a dietiltriamin/akrilát adduktumok és azok hidrolizált termékei. Lánchosszabbító szerként lehet továbbá alkalmazni hidrazint, azinokat - például aceton-azint -, helyettesített hidrazinokat - például dimetll-hidrazint, 1,6hexametllén-biszhidrazint és karbohidrazint -, dikarbonsavakkal és szulfonsavakkal képzett hidrazidokat például adipinsav-monohidrazidot, adipinsav-dihidrazidot, oxálsav-dihidrazidot és izoftálsav-dihidrazidot -, laktonok és hidrazin reagáltatásával előállított hidrazidokat - például γ-hidroxi-butánsav-hidrazidot biszszemikarbazidot, valamint glikolok - például a fentiekben már említett bármelyik glikol biszhidrazid-szénsavésztereit. Abban az esetben, ha víztől eltérő lánchosszabbító szert - például poliolt, poliamint vagy hidrazint - alkalmazunk, azt hozzáadhatjuk a vizes prepolimerdiszperzióhoz vagy - alternatív megoldásként ahhoz a vizes közeghez, amelyben majd a prepolimert diszpergáljuk.

A poliuretán főláncába a funkciós karbonilcsoportot a prepolimerképzés és/vagy a lánchosszabbltási művelet során lehet bevinni. A poliuretángyantába a funkciós karbonilcsoportot olyan, funkciós karbonilcsoportot szolgáltató, izocianáttal reagálni képes vegyületek) felhasználásával lehet beépíteni, amely(ek) mint reaktáns(ok) jelen van(nak) az izocianátocsoporttal végződő láncú prepolimer képzésekor. Ilyen vegyületekre példák azok a karbonilvegyületek, amelyek legalább egy - előnyösen legalább kettő -, izocianáttal reagálni képes csoporttal rendelkeznek, mint például a dihidroxi-ketonok - így a dihidroxi-aceton - és a dlaceton-akrilamidból diaminnal vagy alkanol-aminnal Michael-addíció útján előállított adduktumok. Olyan karbonilvegyületeket is fel lehet használni, amelyek csak egyetlen, izocianáttal reagálni képes csoporttal rendelkeznek, ha az uretánláncot előzőleg - például triótokkal, triizocianátokkal és/vagy triaminokkal - kompenzálást jelentő mértékben elágazóvá tettük.

Az aktív hidrogént tartalmazó lánchosszabbító szer egyébként részben vagy egészben állhat funkciós karbonilcsoportot szolgáltató lánchosszabbító szerből. Példaként megemlítjük a funkciós karbonilcsoportot tartalmazó diaminovegyületeket, például 2 mól diaceton-akrilamid 1 mól diaminnal alkotott Michael-addíciós termékét.

Funkciós hidrazinocsoportot (vagy hidrazonocsoportot) a prepolimerképzés és/vagy a lánchosszabbítási művelet során lehet bevinni. A poliuretángyantába a funkciós hidrazinocsoportot (vagy hidrazonocsoport) olyan, a poliuretánláncon függő funkciós hidrazinocsoportot (vagy hidrazonocsoportot) szolgáltató, izocianáttal reagálni képes vegyület(ek) felhasználásával lehet beépíteni, amely(ek) mint reaktáns(ok) jelen van(nak) az izocianátocsoporttal végződő láncú prepolimer képzésekor. Példaként megemlítjük a monoaldehiddel vagy monoketonnal blokkolt hidrazinvegyületeket. Ezek olyan vegyületek, amelyekben a hidrazlnfunkcionalitást a hidrazonszerkezet kialakítása céljából monoaldehiddel vagy monoketonnal (előnyösen 30-200 ’C forráspontú vegyülettel, például acetonnal vagy metiletilketonnal) reagáltatva blokkoltuk. Ezt a kisegítő megoldást azért alkalmazzuk, mert egyébként a prepolimer előállítása során a funkciós hidrazincsoportok reakcióba lépnének, és így egy részük - sőt akár valamennyi eltűnne. A blokkolt funkciós hidrazinocsoportok vízmentes közegben nem instabilak, sőt 7-esnél (előnyös esetben 8-asnál) nagyobb pH esetén még vizes közegben is elég stabilak. Ilyen lúgos közeget célszerű illékony szerves amin - például trietil-aminalkalmazásával biztosítani. Ebből az következik, hogy a lánchosszabbító műveletet 7 feletti (előnyösen 8 feletti) pH esetén végre lehet hajtani vizes prepolimerdiszperzióval és a vizes fázisban lánchosszabbító szer(ek) alkalmazásával anélkül, hogy a blokkolt hidrazinocsoportokat jelentős mértékben befolyásolnánk vagy eltávolítanánk. A semlegesítőszernek a filmképződés során végbemenő elpárolgása miatt bekövetkező savasodás hatására a későbbiekben regenerálódnak (és ezt követően a térhálósításhoz rendelkezésre állnak) a funkciós hidrazinocsoportok a monoaldehidet vagy monoketont blokkoló vegyülettel együtt, amely - ha olyan illékony vegyületet alkalmazunk, mint amilyen az aceton vagy a metil-etil-keton - a filmképződés során elgőzölgés útján szintén eltávozik.

A hidrazinfunkcionalitással (vagy hidrazonfunkcionalitással) rendelkező, aktív hidrogént tartalmazó lánchosszabbító szerek közé tartoznak a diamino-hidrazidok. Ilyen vegyületeket úgy lehet előállítani, hogy H₂N-R¹-NH2 általános képletű diamint 0,2-2 mól akrilsavszármazékkal - előnyösen etil-akriláttal - reagáltatunk, majd a keletkezett terméket hidrazinnal reagáltatjuk. A megfelelő, H2N-R¹-NH2 általános képletű diaminok közé tartoznak a 2-15 szénatomos alifás diaminok és a 6-15 szénatomos cikloalifás és aromás diaminok - így például az etilén-diamin, az 1,4-bután-diamin, az

1,6-hexán-diamin, a 2-metil-1,5-pentán-diamin, a 2,2,4trimetil-1,6-hexán-diamin, a 2,2,4- és a 2,4,4-trimetil1,6-hexán-diamin, az izoforon-diamin -, a bisz(4-amino-ciklohexil)-metán és a di(amino-metil)-benzol. Diaminként előnyös izoforon-diamint alkalmazni.

A láncon függő funkciós karbonilcsoportokat magukban foglaló poliuretángyanták ezeket a csoportokat 100 g poliuretángyantára vonatkoztatva előnyös esetben 3-140 milliekvivalens, még előnyösebb esetben 5-80 milliekvivalens mennyiségben tartalmazzák. A láncon függő funkciós hidrazidocsoportot (vagy hidrazonocsoportot) magukban foglaló poliuretángyanták ezeket a csoportokat 100 g poliuretángyantára vonatkoztatva előnyös esetben 3-140 milliekvivalens, még előnyösebb esetben 6-80 milliekvivalens mennyiségben tartalmazzák.

A poliuretán/akrilát hibrid diszperziók is magukban foglalhatnak polikarbonilvegyület(ek)et. A megfelelő polikarbonil vegyületek közé tartoznak a diketonok, a

HU 226 218 Β1 poliketonok, a dialdehidek, a polialdehidek és az aldehid-ketonok, például a glioxál, a 2,5-hexándion, a glutárdialdehid, a szukcindialdehid, az acetil-aceton, az acetonil-aceton és az aceton-dikarbonsav-észterek.

Ilyen megfelelő polihidrazinvegyületek (vagy polihidrazonvegyületek) például a dikarbonsav-biszhidrazidok, így az oxálsav-dihidrazid, a maleinsav-dihidrazid, a borostyánkősav-dihidrazid, a glutársav-dihidrazid, az adipinsav-dihidrazid, a ciklohexándikarbonsav-biszhidrazid, az azelainsav-biszhidrazid és a szebacinsav-dihidrazid. További alkalmas vegyületek a szénsav polihidrazidjai - például a szénsav-dihidrazid -, valamint a bisz-szemikarbazidok, mindenekelőtt az alifás és a cikloalifás bisz-szemikarbazidok. További példaként megemlítjük az aromás polikarbonsavak polihidrazidjait például a ftálsav-dihidrazidokat, a tereftálsav-dihidrazidokat és az izoftálsav-dihidrazidokat - és a piromellitsav dihidrazidjait, trihidrazidjait és tetrahidrazidjait. Megfelelő vegyületek például a trihidrazidok is, (gy a nitrilo-triecetsav-trihidrazid, valamint a tetrahidrazidok, így az etilén-diamin-tetraecetsav-tetrahidrazid. A találmány szerinti kompozíciók adott esetben tartalmaznak nehézfémiont is, 1 mól hidrazlncsoportra (vagy hidrazoncsoportra) számítva 0,0002-0,02 mól mennyiségben. A nehézfémiont megfelelő vízoldható fémsók - mindenekelőtt kloridok, szulfátok és acetátok - formájában lehet beadagolni. Vlzoldható nehézfémsóként mindenekelőtt a Cu, a Zn, az Fe, a Cr, az Mn, a Pb, a V, a Co és a Ni sói megfelelőek.

A vinilpolimert az akrilsav-észterek és a metakrilsavészterek közül kiválasztott, kettős kötést tartalmazó legalább egy telítetlen monomer szabad gyökös addíciós polimerizálásával állítjuk elő. Az említett kiválasztott észter lehet például metil-akrilát, metil-metakrilát, etilakrilát, etil-metakrilát, n-butil-akrilát, n-butil-metakrilát, 2-etil-hexil-akrilát, 2-etil-hexil-metakrilát, izopropil-akrilát, izopropil-metakrilát, n-propil-akrilát és/vagy n-propilmetakrilát. A vinilpolimert elő lehet állítani más vinilmonomerekből is: például 1,3-butadiénből, izoprénből, szűrőiből, divinil-benzolból, akrilnitrilből, metakrilnitrilből, vinil-halogenidekből (például vinil-kloridból), vinil-észterekből (például vinil-acetátból, vinil-propionátból és vinillaurátból), heterociklusos vinilvegyületekből és egy kettős kötést tartalmazó dikarbonsavak alkil-észtereiből, például di(n-butil)-maleátból és di(n-butil)-fumarátból. A vinilpolimer ezenkívül kopolimerizált egységek formájában tartalmazhat kis mennyiségben (többnyire 0,5-10 tömeg%-ban) egy kettős kötést tartalmazó, többnyire 3-6 szénatomos telítetlen monokarbonsavakat és/vagy dikarbonsavakat és/vagy ezeknek a savaknak nitrogénatomjukon helyettesítetlen vagy helyettesített amidjait, mindenekelőtt akrilsavat, metakrilsavat, (3-karboxi-etil-akrilátot, fumársavat, itakonsavat, akrilamidot, metakrilamidot, N-metil-akrilamidot, N-metilolakrilamidot, N-(n-butoxi-metil)-metakrilamidot, maleinimidet és maleinsav-diamidot, valamint egy kettős kötést tartalmazó telítetlen szulfonsavakat, mindenekelőtt vinilszulfonsavat és metakrilamido-propánszulfonsavat.

A karbonilcsoportot tartalmazó vinilmonomerekre példaként megemlítjük az akroleint, a metakroleint, a diaceton-akrilsav-amidot, a krotonaldehidet, a 4-vinilbenzaldehidet, a 4-7 szénatomos vinil-alkil-ketonokat - így a vinil-metil-ketont -, valamint az akril-oxi- és a metakril-oxi-alkil-propanálokat. A további példák közé tartozik az akrílsavamido-pivalaldehid, a metakrilsavamido-pivalaldehid, a 3-akrilsavamido-metil-ánizsaldehid, a diaceton-akrilát, az acetonil-akrílát, a diacetonmetakrilát, az aceto-acetoxi-etil-metakrilát, a 2-hidroxipropil-akrilát-acetil-acetát és a butándiol-akrilát-acetilacetát. A vinilpolimerben levő funkciós karbonilcsoportok mennyisége 100 g polimerre vonatkoztatva előnyös esetben 3-200 milliekvivalens, még előnyösebb esetben 8-100 milliekvivalens. A láncon függő funkciós hidrazinocsoportokat (vagy hidrazonocsoportokat) hordozó vinilpolimer előnyös esetben olyan termék, amelynek előállításakor úgy reagáltatunk legalább egy, láncon függő hidrazinolizálható csoportokat szolgáltató, kettős kötést tartalmazó legalább egy telítetlen monomer polimerizálásával képzett, szabad gyökös addíció útján előállított polimert és egy hidrazint szolgáltató szert, hogy a láncon függő, hidrazinolizálható csoportok legalább egy részét átalakítjuk hidrazin-funkcionális csoportokká. A hidrazinolizáláshoz megfelelő csoportok például a savcsoportok, a savhalogenidekből képzett csoportok és mindenekelőtt - az észtercsoportok. A láncon függő, hidrazinolizálható csoportokkal rendelkező monomerek közé tartoznak például a következők: krotonsav, α-klór-akrilsav és mindenekelőtt az akrilsav, továbbá annak sav-kloridjai és észterei, továbbá a metakrilsav és annak savkloridjai és észterei. Előnyös, ha kis molekulatömegű alkoholok akrilsav-észtereit használjuk fel, például az akrilsav metil-, etil-, propil-, izopropil-, n-butil- vagy szek-butil-észtereit.

Hidrazinvegyületként elsősorban magát a hidrazint és a hidrazin-monohidrátot lehet megemlíteni. Ha hidrazonocsoportokat tartalmazó vinilpolimerre van szükség, a hidrazinocsoportokat úgy alakíthatjuk át hidrazonocsoportokká, hogy legalább két szénatomos és előnyösen 30-200 °C forráspontú, telített monoketont vagy monoaldehidet reagáltatunk. Ilyen vegyületek például az alifás ketonok vagy aldehidek - például az aceton, az etil-metil-keton, a diizopropil-keton, az izobutil-metil-keton, a di(n-butil)-keton, a dodecil-metil-keton, az oktadecil-izobutil-keton, az acetaldehid, valamint a propionaldehid és a cikloalifás ketonok, így a ciklohexanon és a kámfor, valamint az aril-alkil-ketonok, így az acetofenon, valamint az olyan vegyületek, mint a benzaldehid és a furfurálaldehid -, az amino-ketonok és az amino-aldehidek például a p-acetil-amino-benzaldehid, a diaceton-amin, az N-metil-diaceton-amin és az amino-metil-fenil-keton -, valamint az oxi-ketonok és az oxi-aldehidek - például a glükóz és a fruktóz -, az orto-oxi-acetofenon, a szalicilaldehid, a halogénezett aldehidek és ketonok, így a klorál és a klórozott acetonszármazékok.

A poliuretán/akrilát hibrid diszperziók közé tartozik például az Zeneca cég Neopac E125 és Neopac E121 elnevezésű terméke, az Air Products cég Hybridur HY 570 és Hybridur HY 540 elnevezésű terméke, valamint a Vianova cég Daotan VTW 1265 elnevezésű terméke.

HU 226 218 Β1

Oxidációs száradást lehetővé tevő molekularészekkel rendelkező poliuretándiszperziókat - amint már említettük - úgy állíthatunk elő, hogy szerves poliizocianátot izocianáttal reagálni képes csoportokat tartalmazó szerves vegyülettel - mindenekelőtt kis molekulatömegű szerves poliolt adott esetben magában foglaló makropoliollal - reagáltatunk. Az egyik előnyös eljárásváltozat szerint úgy járunk el, hogy izocianátocsoporttal végződő láncú poliuretánprepolimert képezünk, majd aktív hidrogént tartalmazó vegyülettel lánchosszabbítást hajtunk végre. Ilyen reakcióváltozatot ismertetnek a 444 454 sz. európai közrebocsátási iratban.

A fentiekben említett poliolokat előállíthatjuk oxidatív csoportokat tartalmazó, hidroxilcsoporttal, karboxilcsoporttal, aminocsoporttal és tiolcsoporttal reagálni képes vegyületek reagáltatásával, hogy oxidatív csoportokat vigyünk be a poliuretángyantákba. Ezek az oxidatív csoportok (többszörösen) telítetlen zsírsavak - előnyös esetben 12-26 szénatomos zsírsavak - származékai. Ezeknek a zsírsavaknak jellegzetes példái az egyszeresen telítetlen zsírsavak, mint a laurolajsav, a mirisztolajsav, a palmitolajsav, az olajsav, a gadoleinsav, az erukasav és a ricinolinsav; a kétszeresen telítetlen zsírsavak, mint a lenolajsav; a háromszorosan telítetlen zsírsavak mint a linolénsav, az eleosztearinsav és a likánsav; a négyszeresen telítetlen zsírsavak, mint az arachidonsav és a klupanodonsav, valamint más, állati vagy növényi olajokból kinyert telítetlen zsírsavak. A poliuretándiszperzió tartalmazhatja továbbá telített zsírsavak például laurinsav, mirisztinsav, palmitinsav, sztearinsav és arachidinsav - származékait is.

Oxidációs száradást lehetővé tevő molekularészekkel rendelkező poliuretándiszperziók például a Zeneca cég Neorez R2001, Neorez R2020 és Neorez R2040 elnevezésű készítményei, az Actichem cég Valires HA 04001 elnevezésű készítménye, a Reichold cég Spensol F97 terméke, valamint a Hüttenes-Albertus cégtől származó, Halwedrol OX 47-1-40 elnevezésű termék.

A találmány szerinti bevonókompozíciókban adott esetben más gyanták is lehetnek: például poliuretángyanták, poliakrilátgyanták és alkidgyanták. A bevonókompozíciókhoz előnyös alkidgyantát adagolni. A bevonókompozíciók a szilárd gyanták teljes mennyiségére vonatkoztatva előnyösen 10-70 tömeg% alkidképző gyantát tartalmaznak. A bevonókompozíciók a szilárd gyanták teljes mennyiségére vonatkoztatva még előnyösebb esetben 25-60 tömeg% alkidgyantát tartalmaznak.

Az alkidgyanta legalább egy része magában foglal oxidációs száradást lehetővé tevő molekularészeket, vagyis telítetlen alifás vegyületeket, amelyeknek legalább egy része többszörösen telítetlen. Az alkidgyantát tehát telítetlen és telített zsírsavakból, polikarbonsavakból és kétértékű vagy többértékű hidroxilvegyületekből lehet előállítani.

A találmány szerint alkalmazható alkidgyanták előállításához felhasználható telítetlen zsírsavak száma rendkívül nagy, de megjegyezzük, hogy előnyösen az egyszeresen és a többszörösen telítetlen zsírsavak alkalmazhatók, azok közül is célszerűen a 12-26 szénatomosak. Ezeknek a zsírsavaknak jellegzetes példái az olyan egyszeresen telítetlen zsírsavak, mint a laurolajsav, a mirisztolajsav, a palmitolajsav, az olajsav, a gadoleinsav, az erukasav és a ricinolinsav, az olyan kétszeresen telítetlen zsírsavak, mint a lenolajsav, az olyan háromszorosan telítetlen zsírsavak mint a linolénsav, az eleosztearinsav és a likánsav, az olyan négyszeresen telítetlen zsírsavak mint az arachidonsav és a klupanodonsav, valamint más, állati vagy növényi olajokból kinyert telítetlen zsírsavak. A telített zsírsavak száma is rendkívül nagy, de a 12-26 szénatomos telített zsírsavak előnyösen alkalmazhatók. Ezeknek a zsírsavaknak jellegzetes példái a laurinsav, a mirisztinsav, a palmitinsav, a sztearinsav és az arachidinsav. A felhasználásra alkalmas egyéb monokarbonsavak közé tartozik a tetrahidrobenzoesav, valamint a hidrogénezett és a nem hidrogénezett abietinsav, valamint annak izomere. Az alkidgyanta előállításához az adott monokarbonsavat kívánt esetben teljes egészében vagy részben triglicerid - például növényolaj - formájában is fel lehet használni. Alkalmazni lehet kívánt esetben két vagy több ilyen monokarbonsav vagy triglicerid elegyeit is, adott esetben egy vagy több telített (ciklo)allfás vagy aromás monokarbonsav - például pivalinsav, 2-etil-hexánsav, laurinsav, palmitinsav, sztearinsav, 4-terc-butil-benzoesav, ciklopentánkarbonsav, nafténsav, ciklohexánkarbonsav, 2,4-dimetilbenzoesav, 2-metil-benzoesav és/vagy benzoesav jelenlétében.

A polikarbonsavakra példaként megemlítjük a ftálsavat, az izoftálsavat, a tereftálsavat, az 5-terc-butilizoftálsavat, a trimellitsavat, a piromellitsavat, a borostyánkősavat, az adipinsavat, a 2,2,4-trimetil-adipinsavat, az azelainsavat, a szebacinsavat, a dimerizált zsírsavakat, a ciklopentán-1,2-dikarbonsavat, a ciklohexán-1,2-dikarbonsavat, a 4-metil-ciklohexán-1,2-dikarbonsavat, a tetrahidroftálsavat, az endometilénciklohexán-1,2-dikarbonsavat, a bután-1,2,3,4-tetrakarbonsavat, az endoizopropilidén-ciklohexán-1,2-dikarbonsavat, a ciklohexán-1,2,4,5-tetrakarbonsavat és a bután-1,2,3,4-tetrakarbonsavat. A karbonsavakat kívánt esetben fel lehet használni anhidrid vagy észter például 1-4 szénatomos alkohollal képzett észter - formájában.

Az alkidgyanta ezenkívül tartalmaz kétértékű vagy többértékű hidroxilvegyületeket is. A megfelelő kétértékű hidroxilvegyületekre példa az etilénglikol, az 1,3propándiol, az 1,6-hexándiol, az 1,12-dodekándiol, a 3-metil-1,5-pentándiol, a 2,2,4-trimetil-1,6-hexándiol, a 2,2-dimetil-1,3-propándiol és a 2-metil-2-ciklohexil-1,3propándiol. A megfelelő triótokra példa a glicerin, a trimetilol-etán és a trimetilol-propán. A háromnál több hidroxilcsoportot tartalmazó megfelelő poliolok közé tartozik a pentaeritrit, a szorbit, valamint az adott vegyületekből - például a ditrimetilol-propánból és a di-, a tri- és a tetrapentaeritritből - éterezéssel előállított termékek. Előnyös 3-12 szénatomos vegyületeket, például trimetilol-propánt és pentaeritritet alkalmazni.

Az alkidgyantákat közvetlen észterezéssel elő lehet állítani az alkotó komponensekből, azzal a választási

HU 226 218 Β1 lehetőséggel, hogy ezeknek a komponenseknek egy részét előzetesen már észter-diolokká vagy poliészterdiolokká átalakítva használjuk fel. Úgy is eljárhatunk, hogy a telítetlen zsírsavakat száradó olajok - például napraforgóolaj, lenmagolaj, tonhalolaj, dehidratált ricinusolaj, kókuszdióolaj és/vagy dehidratált kókuszdióolaj - formájában alkalmazzuk. Más hozzáadott savakkal és diolokkal végzett átészterezés útján kapjuk meg ezután az alkidgyanta végterméket. Az átészterezést általában 115-250 °C-on, adott esetben oldószer például toluol és/vagy xilol - jelenlétében végezzük. A reakciót rendszerint katalitikus mennyiségű átészterezési katalizátor jelenlétében játszatjuk le. A felhasználásra alkalmas átészterezési katalizátorok közé tartoznak savak - például a p-toluolszulfonsav -, bázikus vegyületek - például az aminok -, valamint olyan vegyületek, mint a kalcium-oxid, a cink-oxid, a tetraizopropil-orto-titanát, a dibutil-ón-oxid, valamint a trifenilbenzil-foszfónium-klorid.

Az így előállított alkidgyanta szám szerinti átlagos molekulatömege előnyös esetben legalább 1000 dalton, még előnyösebb esetben 2000-5000 dalton. A találmány szerinti bevonókompozíciókba való bekeveréshez az alkidgyantát 2-30 tömeg% felületaktív anyag felhasználásával vízben diszpergáljuk.

A találmánnyal kapcsolatban használt vizes bevonókompozíció kifejezés olyan, vizes közeggel készült kompozíciót jelent, amelynek víz a fő komponense. Kisebb mennyiségben adott esetben jelen lehetnek szerves folyadékok, vagyis társoldószerek. A társoldószer lehet például propilén-karbonát, N-metil-pirrolidon (NMP), etilén-diglikol, butilglikol, butil-diglikol, n-butoxipropanol és dipropilénglikol-monometil-éter.

A találmány szerinti bevonókompozíciók kívánt esetben tartalmazhatnak mindenféle adalék anyagot vagy segédanyagot, például pigmenteket, színezékeket, töltőanyagokat, oxidációgátló adalékokat, ózonellenes adalékokat, mattirozóanyagokat, tixotrop szereket, pigmentdiszpergáló szereket, sűrítőanyagokat, nedvesítőszereket, szikkatívokat, szférikusán gátolt aminokat, baktericideket, fungicideket, leválásgátló adalékokat, illatanyagokat, habzásgátló szereket, száradásstabilizátorokat és viaszokat. A találmány szerinti bevonókompozíciókban célszerű sűrítőanyagot - például a Rohm&Haas cég Acrysol RM5 vagy az Union Carbide Polyphobe 9823 elnevezésű termékét adagolni. Még előnyösebb, ha az alkalmazott sűrítőanyag asszociatív sűrítőszer, például asszociatív poliuretán vagy poliakrilát sűrítőszer. Példaként megemlítjük a Rohm&Haas cég Acrysol RM 2020 és Acrysol RM8, az Akzo Nobel cég Bermodol PUR2130, a Coatex cég Rheo 2000 és Coapur 5035, a Muntzing cég Tafigel PUR 40 és Tafigel PUR 45, a Servo cég Serad FX 1035 és FX 1070, valamint az Ashland Süd-chemie cég Optiflo L100 és L120 elnevezésű készítményét. A találmány szerinti bevonókompozíciókban a sűrítőszer szárazanyag-tartalomban kifejezett mennyisége a gyanta szárazanyagtartalmára vonatkoztatva előnyös esetben legfeljebb 10 tömeg%, még előnyösebb esetben 1-10 tömeg%, legelőnyösebb esetben 2-5 tömeg%.

A találmány szerinti bevonókompozíciókban jelen lehetnek szikkatívok is. A szikkatívokra példaként megemlítjük a (ciklo)alifás savak - így az oktánsav és a nafténsav - fémsóit, amelyekben a fém például kobalt, mangán, ólom, cirkónium, kalcium, cink vagy valamilyen ritkaföldfém lehet. A szikkatívok elegyei is alkalmazhatók. A szikkatívok fémben kifejezett mennyisége az alkidgyanta szárazanyag-tartalmára vonatkoztatva rendszerint 0,001-5 tömeg%.

Megfelelő pigmentek például a természetes és a szintetikus pigmentek, amelyek átlátszóak vagy átlátszatlanok lehetnek. Az alkalmas pigmentekre példaként megemlítjük a titán-dioxidot, a vörösvas-oxidot, a narancsszínű vas-oxidot, a sárgavas-oxidot, a ftalocianinkéket, a ftalocianinzöldet, a molibdátvöröst, a krómtitanátot és a földfestékeket, például az okkereket, a celatoninokat, valamint a kiégetett és a nyers vörösbarna festékeket.

A bevonókompozíciókat a hordozóanyagra bármilyen megfelelő módon - például hengerbevonással, rápermetezéssel, ecseteléssel, felszórással, locsolófestéssel vagy mártással - fel lehet vinni. A kompozíciókat célszerű ecseteléssel és hengerbevonással felhordani.

A megfelelő hordozóanyagok közé tartoznak a fémek, a szintetikus anyagok, a fa, a beton, a kitt, a tégla, a papír és a bőr, amelyek mindegyikét adott esetben előkezelhetjük vagy előzetesen befesthetjük. A megfelelő fémek közé tartozik a vas, az acél és az alumínium. A felhordott bevonatot nagyon jól ki lehet keményíteni például 0 °C és 40 °C közötti hőmérsékleten. Adott esetben alkalmazhatunk 40 °C feletti kikeményítési hőmérsékletet, aminek eredményeként csökkenthetjük a kikeményítési időt. A bevonókompozíciókat áttetsző vagy átlátszatlan alapozó bevonatként vagy fedőbevonatként vagy - díszítő alkalmazástechnikai céllal - átlátszó bevonatként lehet előnyösen felhasználni.

A találmányt részletesebben ismertetjük a következő példákkal, amelyek semmilyen vonatkozásban nem korlátozzák a találmány terjedelmét.

Példák

Más értelmű utalás hiányában a bevonókompozíciók és az azokból létrejött filmek jellemzőit az alábbiak szerint állapítjuk meg.

Keménység

A bevonókompozíciókat üveglemezekre hordtuk fel vonórúddal (150 pm elméleti nedvesfilm-vastagság) K-szabályozó rétegfelhordógép alkalmazásával, hogy reprodukálható legyen a felhordási sebesség. A filmeket 23 °C-on 4 hétig öregítettük. Az öregítés során az ISO 1522. sz. szabvány szerint bizonyos időközönként a rezgésszám alapján mértük a König-keménységet.

Szintbeli kiegyenlítődés bádogon/újrabevonhatóság A bevonókompozíciót bádoglemezre vittük fel ecsettel (12 m²/l). A bevont bádoglemezt egy napig a környezet hőmérsékletén szárítottuk, majd egy másik réteget Is felhordtunk a lemez felére. A lemez két felén

HU 226 218 Β1 a szintbeli kiegyenlítődést úgy határoztuk meg, hogy az ecsetnyomokat 1-től (=rossz) 10-ig (=jó) terjedő skálán kiértékeltük. Az újrabevonhatóságot is ugyanazon a skálán értékeltük ki.

Folyási idő

A „gyakorlati” folyási időt úgy határoztuk meg, hogy a bevonókompozíciót 80 g/m² mennyiségben lágyított kemény farostlemezre hordtuk fel, majd egy vékony csíkot minden percben ecsettel újra bevontunk. A le- 10 mezt egy éjszakán át a környezet hőmérsékletén szárítottuk. A folyási idő az a percekben mért idő, amely után az újra felhordás ecsetnyomai a megszáradt festékben láthatóak maradnak.

Peremnedvességi idő

A peremnedvességi időt úgy határoztuk meg, hogy a bevonókompozíciót 80 g/m² mennyiségben felhordtuk egy lágyított kemény farostlemez egyik felére. A lemez mázolt első felét részben átfedve egyperces időközön- 20 ként keskeny csíkokat hordtunk fel a lemez másik felére. A lemezt egy éjszakán át a környezet hőmérsékletén szárítottuk. A peremnedvességi idő az az idő, amely után az átfedett zónában egy csík láthatóvá válik.

Karcállóság

Mázolt lemezeket tűvel karcoltunk meg. A karcállóságot szemrevételezéssel határoztuk meg egy 1-től (=rossz) 10-ig (=jó) terjedő skálán.

VOC

A bevonókompozíciók VOC-értékét az ASTM 3960-92 sz. szabvány szerint számítottuk ki.

1-3. példák, valamint az A) és a B) összehasonlító példa

Olyan bevonókompozíciókat készítettünk, amelyek a következő komponensekből álltak:

- 60 tömeg% Neopac E 125/Neorez R 2001 (35 tömeg%, víz és NMP elegyében):

- 25 tömeg% pigmentpaszta (70 tömeg% TiO₂, víz és adalék anyagok);

- 3 tömeg% símítópaszta (15 tömeg% mattirozószer, víz és adalék anyagok);

- 1 tömeg% nedvesítőszer (42 tömeg%, vízben);

- 2 tömeg% butilglikol, és

- NMP és asszociatív poliuretán sűrítőanyag a 100 tömeg% eléréséhez szükséges mennyiségben.

Példa	Neopac E125: Neorez R2001¹	ICI-η (dPa-s)	Stormer-η (KU)	VOC (g/i)	Sűrítőag.² (m%)
A)	1:0	2	84	258	4,3
1.	3:1	2	81	262	4,1
2.	1:1	2,1	80	248	3,9
3.	1:3	2,1	79	248	3,8
B)	0:1	2	75	240	2,9

¹ A poliuretánok szárazanyag-tartalomban megadott aránya.

² Az asszociatív poliuretán sűrítőanyag szárazanyag-tartalomban kifejezett mennyisége a gyanta szárazanyag-tartalmára vonatkoztatva.

Példa	Szintbeli kiegyenlítődés 1 réteg/2 réteg	König-keménység 1 nap/1 hét	Folyási idő (min)	Karcállóság
A)	7/6	28/36	2	1
1.	9/8	27/29	7	7
2.	9/8	23/28	6	7
3.	9/8	12/34	6	7
B)	7/6	12/55	2	7

Meglepetéssel tapasztaltuk, hogy a szintbeli kiegyenlítődés és a folyási idő a Neorez R 2001 és a Neopac E125 elegyeit különböző arányban tartalmazó 55 vizes bevonatok esetében jobb volt, mint a két gyanta közül csak az egyiket tartalmazó bevonókompozíciók esetében. A találmány szerinti vizes bevonókompozíciók esetében a keménység és a karcállóság nagyon jó értéken maradt. 60

4. és 5. példa

Neorez R 2001 és Neopac E125 poliuretánokat 1:1 arányban tartalmazó elegyet és alkidemulziót 1:1 arányban magában foglaló, fehér színű bevonókompozíciókat készítettünk az alábbi komponensek felhasználásával:

- 34 tömeg% Neopac E 125/Neorez R 2001 (35 tömeg⁰/), víz és NMP elegyében);

HU 226 218 Β1

- 20 tömeg% alkidemulzió;

- 25 tömeg% pigmentpaszta (70 tömeg% TiO₂, víz és adalék anyagok);

- 1 tömeg% nedvesítőszer (42 tömeg%, vízben);

- 2 tömeg% butilglikol, és 5

- 5 tömeg% NMP;

- 0,4 tömeg% kobaltszikkatív;

- 4 tömeg% víz, és

-a 100 tömeg% eléréséhez szükséges mennyiségben símítóanyag (15 tömeg% mattirozószer, 10 víz és adalék anyagok), valamint asszociatív poliuretán sűrítőanyag.

Az alkidemulziót izoftálsavból, napraforgó-zsírsavból, p-(terc-butil)-benzoesavból, pentaeritritből és trimetilol-propánból készítettük. A szám szerinti átlagos molekulatömeg 4000 dalton, a tömeg szerinti átlagos molekulatömeg 124 000 dalton volt. Az emulgeáláshoz 6% felületaktív anyagot használtunk fel. A szilárdanyag-tartalom 59,2 tömeg% volt.

Példa	Neopac E125: Neorez R2001: alkidemulzió	Szintbeli kiegyenlítődés 1 réteg/2 réteg	Folyási idő (min)	Peremnedvességi idő (min)
4.	1:1:-	9/8	7	>2
5.	1:1:2	8/7	>7	4

Azt tapasztaltuk, hogy a 4. példa szerinti poliuretán- 20 elegy 7 perces folyási ideje nőtt az alkidemulzió bekeverésével (5. példa). A szintbeli kiegyenlítődés kismértékben csökkent, de még nagyon jó értéken maradt.

A peremnedvességi idő 2 perccel kisebb értékről körülbelül 4 percre növekedett. 25

6-8. példa

Fehér színű bevonókompozíciókat készítettünk, amelyek a 4. és az 5. példában ismertetett bevonókompozíciók szerinti alkidemulzióval összekeverve Neorez R 2001 és Neopac E125 poliuretánokból álló elegyet foglaltak magukban. Az alkidemulziót izoftálsavból, napraforgó-zsírsavból, p-(terc-butil)-benzoesavból, pentaeritritből és trimetilol-propánból készítettük. A szám szerinti átlagos molekulatömeg 3200 dalton, a tömeg szerinti átlagos molekulatömeg 70 000 dalton volt. A szárazanyag-tartalom 59,2 tömeg% volt.

Példa	Gyanta:olaj arány az alkidemulzióban	Neopac E125: Neorez R2001: alkidemulzió	Szintbeli kiegyenlítődés 1 réteg/2 réteg	Folyási idő (min)
6.	40%	3:1:4	8/7	>7
7.	55%	3:1:4	8/7	>7
8.	75%	3:1:4	8/5	>7

A poliuretánelegynek az alkidemulzióval való összekeverésekor olyan, fehér színű pigmentált bevonókompozíciót lehet előállítani, amelynek kiváló a folyási ideje és jó a szintbeli kiegyenlítődése. Az összes többi jellemző elfogadható.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Vizes bevonókompozíciók, amelyek

- 5-95 tömeg%-ban poliuretán/akrilát hibrid diszperziót és

- 95-5 tömeg%-ban oxidációs száradást lehetővé tevő molekularészekkel rendelkező poliuretángyanta-diszperziót tartalmaznak.
2. Az 1. igénypont szerinti bevonókompozíciók, azzal jellemezve, hogy

- 50-85 tömeg%-ban poliuretán/akrilát hibrid diszperziót és

- 15-50 tömeg%-ban oxidációs száradást lehetővé tevő molekularészekkel rendelkező poliuretángyanta diszperzióját tartalmazzák.
3. Az előző igénypontok bármelyike szerinti bevonókompozíciók, azzal jellemezve, hogy VOC-értékük legfeljebb 350 g/l.
4. Az előző igénypontok bármelyike szerinti bevonókompozíciók, azzal jellemezve, hogy olyan poliuretán/akrilát hibrid diszperziót tartalmaznak, amely az ön-térhálós ítási reakció iejátszatásához funkcionális hidrazinocsoportokat (vagy hidrazonocsoportokat) és funkcionális karbonilcsoportokat foglal magában.
5. Az előző igénypontok bármelyike szerinti bevonókompozíciók, azzal jellemezve, hogy további komponensként poliuretángyantát, poliakrilátgyantát, alkidgyantát vagy ilyen gyantákból előállítható elegyet tartalmaznak.
6. Az 5. igénypont szerinti bevonókompozíciók, azzal jellemezve, hogy további komponensként alkidgyanta emulzióját foglalják magukban.

HU 226 218 Β1
7. A 6. igénypont szerinti bevonókompozfciók, azzal jellemezve, hogy a szilárd gyantákra számítva 10-70 tömeg% alkidgyanta-emulziót tartalmaznak.
8. Az előző igénypontok bármelyike szerinti bevonókompozíciók, azzal jellemezve, hogy asszociatív sűrítőanyagot is tartalmaznak.
9. A 8. igénypont szerinti bevonókompozíciók, azzal jellemezve, hogy a szárazanyag-tartalomban kifejezve a szilárd gyanta mennyiségére vonatkoztatva legfeljebb 10 tömeg% asszociatív sűrítőanyagot tartalmaznak.
10. Az előző igénypontok bármelyike szerinti bevo5 nókompozíciók alkalmazása áttetsző vagy átlátszatlan alapozóbevonatként vagy fedőbevonatként vagy - díszítő alkalmazástechnikai céllal - átlátszó bevonatként.