Сополимеры метакриловой кислоты с @ -метакрилоилацетоксимом в качестве основы антистатического лака

 

Сополимер метакриловой кислоты с N-метакрилоилацетоксимом общей формулы -(сН2-С-)- СНг-С),. соонс о I о N где m 87-40 мас.%, (П мол. м. 4,3 10 - 1,8 10 в качестве основы антистатического лака.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

11Î1 А авЖ ио ц С 08 P 220/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3581964/23-05 (22) 21. 04. 83 . (46) 23.02.85. Бюл. У 7 (72) Л.А.Бударина, С.А.Верухина, Е..В.Кузнецов.и Г.В.Кочнева (71) Казанский ордена Трудового

Красного Знамени химико-технологический институт им. С.М.Кирова (53) 678.744.322 (088.8) (5e) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 225443, кл. С 08 F 220/06, 1966.

2.. Авторское свидетельство СССР

9 331068, кл. С 09 D 3/80, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

В 443884, кл. С 09 К 3/16, 1973.

4. Авторское свидетельство СССР

9 443885, кл. С 09 К 3/16, 1973.

5. Авторское свидетельство СССР

В 600154, кл. С 09 К 3/!6, 1976. (54) СОПОЛИМЕР МЕТАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ

С Н-МЕТАКРИПОИЛАЦЕТОКСИМОМ В КАЧЕСТВЕ ОСНОВЫ АНТИСТАТИЧЕСКОГО ЛАКА (57) Сополимер метакриловой кислоты с N-метакрилоилацетоксимом общей P Jlbl сн сн ! I (.сн,— с сн,— c—

2И

100 -2n

СООН С=О

0

N

И

Я С -С вЂ” CH Я где m = 87-40 мас.Х, мол. м. 4,3 ° 1Π— 1,8 - 10, в качестве основы антистатического лака. С

1141101

ЗН

1$

С=О

В1

Изобретение относится к химии азотсодержащих соединений, а именно к новым сополнмерам метакриловой кислоты с Я-метакрилоилацетоксимом, и может быть использовано в области полимерных антистатйков.

Известны сополимеры акриловой (метакриловой) кислоты с М-акрилоил (метакрилоил)амидами общей формулы

B И

1 1 (-сн,— с — +сн;с-)„ !

СООЯ С=О где R = Н,СН3, Е, = С„Н

20 обладающие электрической йроводимостью $1), Недостатком таких сополимеров является то, что они обладают недостаИ точно вь сокой электрической проводимостью, а антистатические лаки на их основе не дают качественных покрытий на полимерных подложках.

Такие сополимеры получают путем радикальной полнмериэацни акриловой или метакриловой кислоты в присутствии неполимериэационноснособного алифатического или ароматического амида кислоты с последующим нагреванием полученного полимерного комп- 3$ лекса при 140-150 С.

Известны сополимеры акриловых кислот с вийиловыми мономерами, которые используют в качестве связующих. для антистатических лаков j2 ). 40

Однако антистатические характеристики этих лаков .сравнительно невысоки, покрытия имеют матовые участки, происходит их частичное отслоение.

4$

Известны сополимеры 4-метилпентена-1 с акриловыми или галоидакриловыми кислотами, используемые в качестве связующих в антистатических лаках (3).

Однако антистатический эффект покрытий на основе таких лаков невысок, покрытия характеризуются наличием пятен и отслаиваний.

Известны полимеры гомо- или сополимеры диалина, используемые для антистатической обработки термопластичньгх полимеров (41.

Однако антистатические характеристики таких покрытий сравнительно невысоки. На покрытиях имеются отслаивания. Покрытия матовые.

Известны полимеры — полиаценафтиленсульфокислота и полиаценафтиленвиннлбензолсульфокислота, которые используются для изготовления антистатических лаков (5 ).

Однако покрытия на основе известных полимеров при нанесении их на подложки из поливинилхлорида не обеспечивают достаточного антистатического эффекта, Кроме того, на этих покрытиях имеются отслаивания, белые пятна, разводы.

Целью изобретения является получение полимеров, используемых в качестве основы антистатического лака и обладающих высокой электрической проводимостью.

Поставленная цель достигается новой химической структурой общей формулы

СН СН

-(-сн с +ф сн,— с-) СООН С= О

П

H Ñ вЂ” С вЂ” СН где m = 87-40 мас.Х, мол.м. 4,3.10 — 1,8.10 .

Сополимеры метакриловой кислоты с

@-метакрилоилацетоксимом получают модификацией полиметакриловой кислоты ацетоксимом в среде органического растворителя (диметилформамида). Реакцию проводят при 150-170 С при соотношении полиметакриловой кислоты и ацетоксима 1:1 и концентрации

ПИАК в растворе 3 моль/л.

Предлагаемая структура синтезированных сополимеров доказана методом

ИК-спектроскопии (в ИК-спектрах продуктов реакции наличие полор поглощения при 1690 см " для группы C=N-, при 17 10 см 1, характерные для

-С=О группы органических кислот).

Доказательством наличия в модифицированной поликислоте С=И-групп является и бромное число, которое определяется по методу Кноппа. Был проанализирован сополимер метакриловой кислоты с -метакрилоилацетоксимом с содержанием кислоты

1101

Таблица

Состав сополимера, масЛ

Сополимер

Удельное объемное электрическое сопротивление

pv, Ом см з амещенно го амида и метак рилоилацетоксима+ кислоты, соли

Известный

6,7 -.10"1

2,7 10 м

2,0 1О"1

МАК с N-agermeee axpan npox 50,0

МАК с N-бутирилметакриламидом 38,9

МАК с N-капроилметакриламидом 40,0

50,0

61,1

60,0

Предлагаемый

МАК с й-метакрилоилацетоксимом 87,0

9,06 ° 10"4

2 65 ° 101е

3,5 - 1014

++13,0

"+2,0 60,0

78,0

40,0

Метакрилат Иа с N-метакрилонл-. ацетоксимом, 26,5

4,7 ° 10

+""73, S

3 114

75,0 мас.X. Бромное число практически для него равно 26,71, а теоретическое — 28,25, т.е. можно заключить что бром присоединяется по С=Nсвязи не только качественно, но и количественно.

Пример 1. В трехгорлую колбу, снабшенную мешалкой и холодильником, помещают 25,8 г полиметакриловой кислоты, предварительно растворенной в небольшом количестве диметилформамида, 21,9 r ацетоксима, доводят объем до метки 100 мл диметилформамидом и ведут реакцию модификации при 153 С в течение 1 ч.

По окончании реакции сополимер очищают двойным переосакдением; вначале 5-10Х-ным раствором НС1,промывают водой до нейтральной реакции, затем растворяют в спирте и высахдают диэтиловым эфиром. Затем сополимеры сушат до постоянного веса при t 40 С. Содершание кислоты в сополнмере, определенное методом потенциометрического титрования, равно 87,0 мас.Х, мол.м. 4,3 -104.

Пример 2. Получение сополимеров аналогично примеру 1, но реакцию модификации ведут в течение

2 ч. Содершание кислоты в сополщкере 78 мас.Ж, мол.м. 8,3 10+.

Пример -3. Получение сополимеров аналогично примеру 1 и 2, но реакцию модификации ведут 20 ч.

Сополимер высалдают.,вначале 5-;

10X- mr раствором НСХ, промывают водой до нейтральной реакции, а заtO тем растворяют в диметилформамнде и высалдают из него водой. Затеи сополимеры сушат до постоянного веса при t = 40 С и определяют содерхание KHcJloTblметодом потенциометрического титроваиия, равное 40 мас.Х мол.м. 1,8 ° 10 .

Пример 4. Получение сополимеров с мол.м. меньше 4,3 10 и

Ф больше 1, 8. 10 аналогично, примерам

1-3 (с условием ведения реакции в течение времени меньше 1 ч и больше

20 ч соответственно), но сополимеры

Обладают понишенными электрическими

2i свойствамн (порядок g„-101").

Электрические свойства известных и предлагаемых сополимеров приведены в табл. 1.

4 1141101 б

Антистатический лак с испольэова- Антистатический лак наносят на кием предлагаемцх сополимеров гото- полимерные образцы из линолеума на вят по рецептуре, приведенной в основе:поливинилхлорйда, декоративтабл. 2. ной отделочной нленки полистирола и

Таблица

5 полиметилметакрилата.

Удельное поверхностное электрическое сопротивление (у„ ) измерено

1-2 по ГОСТУ 6433.2-71 при относительной влажности Э= 65Х.

Сополимер

Растворитель (этиловый!с пирт, диметилформамид (ДИФА) для сополимеров с содержанием кислоты менее &О мас.й во-да — для сополииеI ров с содержанием кислоты более

60 мас.й

В табл. 3 и 4 приведены значения р„ покрытий, полученных путем поверхностной обработки полимерных подложек антистатическими лаками на основе предлагаемых сополимеров метакриловой кислоты с й-метакрилоилацетоксимом и на основе известных сонолимеров.

}.

} о5еф 3 О Ю III

ФЪ.

D м

Ф о о

Ф л

О сч е

Ф В

Ф»Ъ

° 1

Cl

4 Ъ

A. о ь

ОО

Ю

Ф»

Э о

» с а» ь л

Cl

Ф

С Ъ

Ф о

t» ь л

-Ф Ф

Ф Ю

t4 ь

» о сА ь

47

00

4»1

f и

М

)(f f

j ()f

Э O

О I

N о

Ф ° о л

Ф

111

Р о о е еч

» A л

М Р о о о л

Ф В

Ф»Ъ

Ф о ь

1141)01

М г с хо е

D а + л °

CO W

Е и

«1Ъ «1Ъ о о

»ФЧ «Э л -" Яl0 е

O,I

ЪФ

° Ф

Cl

Ф» о

° ю

CI о

Ю о о

Э л л

° « о

« о

0 о

° ю о

t«I

«Ф мс о

«Ю л (1 л

Ф

«О л

° «

C«I

1 а

М о

3 В

Зi

1141101

В о Э о

69

6 \ фЬ

В о

В о л

60 ф ° 4 о о

«0

Ф ° « м

° е « IV

Ю

))

2а

)0

:1

3Я

$ о р Ф !

l3, 5 ф

Э р

l М о о

--к

Ь во

В O «»«« л i» о

° Ю к л %

Э сч

I оЪ

e4 «О а Ф

У«Ъ )«3

) е»

) оо

° Ф Ф

° Ь Ю«

)«) °

II

Фю Oi оо

О0 °

O В

Ф \ Ф«\

) f

O оо л в а

° И

Составитель Н . Лукин

Редактор Г.Волкова Техред Л.Коцюбняк Корректор С.Шекмар.Заказ 2026 Тираж 475 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 5

11 1141

Таким образом, покрытия, полученные на основе антистатического лака с использованием предлагаемых сополимеров, ровные,, блестящие, однородные, значительно снижают величину удельного поверхностного электрического сопротивления у испытанных матев риалов (на 5-8 порядков), а с использованием известных сополимеров у

131 12 испытанных материалов снижаетсн только на 2-4 порядка, к тому же покрытия неоднородные, с разводами, матовыми пятнами, имеются отслаивания.

Таким образом, изобретение позволяет получать связующие для антистатических лаков, покрытия на основе которых характеризуются высокими антистатическими свойствами.