Способ получения замутненных материалов

 

Использование: оргстекло. Сущность способа заключается в том, что метилметакрилат полимеризуют в присутствии радикального инициатора и 10-40 мае.ч. от реакционной смеси трис(метакрилоилоксиэтил)бора и полученный материал подвергают обработке водой или паром до степени набухания 2-5%. Температура размягчения материала 125-140°С, прочность при разрыве 85-89 МПа, модуль упругости 5000-6000 МПа, относительное удлинение 4-7%. 1 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (лЭ

О

О

О (21) 4857131/05 (22) 06.08.90 (46) 15.04.92. Бюл. N 16 (71) Научно-исследовательский институт химии и технологии полимеров им, акад.

В. А. Каргина с опытным заводом (72) С, А. Аржаков, В, А. Кабанов, А, И, Сорокин, П. M. Траскин, В, И. Арулин, В. И. Кучерявая и Е. П. Бешенова (53) 678.764.32(088.8) (56) Патент Великобритании ¹ 1080549, кл..

С ЗР, 1968, Патент Японии N 16848/68, кл, 25Н

411.1.

Авторское свидетельство СССР

¹ 371255, кл, С 08 L 27/06, 1973.

Авторское свидетельство СССР

N 560891, кл, С 08 F 220/10, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N . 912730, кл, С 08 F 2/44, 1981.

Патент Японии N. 61-215610, кл. С 08

F 230/06, опулик, 1981, Изобретение относится к химии полимеров, в частности к способу получения замутненных материалов на основе органических стекол, которые могут быть использованы как в светотехнической промышленности, так и в строительстве в качестве декоративных материалов.

Замутненные полимеры светотехнического назначения должны удовлетворять требованиям ГОСТа 9787-75, согласно которому существует 5 светотехнических групп стекла. Они должны хорошо формоваться и иметь достаточно высокий уровень физикомеханических свойств: температура размягчения не ниже 125 С; прочность при разрыве не ниже 85 МПа; модуль упругости не ниже 5000 МПа, Ы, 1730091 А1 (s»s С 08 F 120/14, 2/44, 6/26 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАМУТНЕННЫХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: оргстекло. Сущность способа заключается в том, что метилметакрилат полимеризуют в присутствии радикального инициатора и 10 — 40 мас,ч. от реакционной смеси трис(метакрилоилоксиэтил)бора и полученный материал подвергают обработке водой или паром до степени набухания 2 — 5%. Температура размягчения материала 125-140 С, прочность при разрыве

85 — 89 МПа, модуль упругости 5000 — 6000 МПа, относительное удлинение 4 7 . 1 табл.

Известны способы получения замутненных материалов, получаемых при введении в исходную реакционную систему на основе акрилатов неорганических соединений или совместно неорганических пигментов и полимеров, Так при полимеризации метилметакрилата (MMA) в качестве замутнителя вводят окиси металлов (А!20з; Т О2; ZnO; СаО) и ряд других неорганических соединений или ММА полимеризуют в присутствии сополимера этилена с винилацетатом и окиси титана.

Недостатки данных способов получения заключаются в трудностях приготовления однородных устойчивых к седиментации и коагуляции дисперсий указанных добавок в мономере, а также в том, что получаемые таким образом материалы в значительной степени неоднородны как по светотехническим, так и физико-механическим характеристикам, Известен способ получения замутненных материалов путем радикальной блочной полимеризации метилметакрилата в присутствии поливинилхлорида;

Недостатками указанного способа являются плохая формуемость получаемого замутненного материала, определяемая малым относительным удлинением (2 — З ), и низкая теплостойкость {Tpa3M 90 — 1 10 C).

Известен способ получения замутненных материалов путем сополимеризации форполимера ММА с 5-20 мас. от массы мономера диакрилатов или диметакрилатов бисфенолов. П ри испол ьзова ни и известного способа увеличивается теплостойкость органических стекол (Тр =117 — 130 C), Недостатки способа заключаются в сложности, обусловленной необходимостью выбора форполимера MMA различной конверсии, обеспечивающего получение частиц MMA необходимой степени дисперсности, низкой деформационной способности стекол (относительное удлинение 2 — 3 ), затрудняющей, а часто делающей вообще невозможной их переработку (формование), и возможности получения светотехнического материала только 3 — 4 групп.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения замутненных материалов полимеризацией метилметакрилата в блоке в присутствии радикального инициатора и модифицирующей добавки, в качестве которого используют 0,15 — 10,0 мас. от мономера олигодиметилсилоксана с кинематической вязкостью 25 — 100 сСт.

Способ позволяет получить замутненные материалы любой светотехнической группы, способные формоваться в изделия различной конфигурации, Недостатками известнога способа являются недостаточный уровень физико-механических свойств; теплостойкость составляет 117-120 С; прочность — 6670 МПа; модуль упругости — 3000 — 3500 МПа и сложность процесса, заключающаяся в необходимости подбора олигодиметилсилоксанов с определенной кинематической вязкостью для получения материала различных светотехнических групп.

Цель изобретения — улучшение физикомеханических свойств при сохранении фор1730091 муемости материала и упрощение процесса, Поставленная цель достигается тем, что в способе получения замутненных материалов полимеризацией метилметакрилата в массе в приСутствии радикального инициатора и модифицирующей добавки, в качестве модифицирующей добавки используют

10-40 мас.ч. от массы реакционной смеси трис-(метакрилоилоксиэтил)бора и получен1" ный материал подвергают обработке водой или паром до степени набухания 2 — 5 .

Трис-(метакрилоилоксиэтил)бор известен в качестве мономера для получения нейтронопоглощающего прозрачного пол15 имерного материала.

Способ осуществляют следующим образом, Пример 1. К 70 мас.ч. метилметакрилата добавляют 30 мас.ч. трис-(метакрилои20 локсиэтил)бора (ТБОМ) и 0,3 мас.ч. инициатора дициклогексилпероксидикарболэта (ЦП К). Реакцион ную смесь зал и ва ют в формы из силикатного стекла и проводят полимеризацию в водяной бане при 20 С до д готовности. Дополимеризацию осуществляют в сушильном шкафу с воздушным обогревателем при 135 С в течение 1 ч. Поверхность полученного листа оргстекла обрабатывают водой до степени набухания 2 /, Степень набухания определяют путем взвешивания образца до и после набухания, Получают материал -й светотехнической группы.

Пример 2. Готовят реакционную смесь, содержащую 60 мас,ч, ММА, 40 мас.ч, ТБОМ и 0,3 мас,ч. ЦПК. Полимеризацию проводят по примеру 1, обрабатывают поверхность стекла паром до степени набухания 2 . Получают материал I I-й светотехнической группы.

40 Пример 3. Полимеризацию проводят по примеру 1, но используют 20 мас. ч.

ТБОМ и 0,1 мас.ч. инициатора — азодинитрила изомасляной кислоты (АДН), Степень набухания стекла 4, Получают материал IV-й светотехнической группы.

Пример 4. Полимеризацию проводят по примеру 1, но используют 25 мас,ч, ТБОМ, и 0,15 мас ч. АДН. !

Полученное стекло обрабатывают паром до степени набухания 3 .

Получают материал Ч-й светотехнической группы.

Пример 5. Полимериэацию проводят по примеру 1, но используют10 мас.ч, ТБОМ и 0,2 мас,ч. ЦПК. Степень набухания 2 .

Получают материал I-й светотехнической группы.

Пример 6. Полимеризацию проводят по примеру 5. Степень набухания 3 j. Пол-

40

45 !

5 173009 учают материал II!-й светотехнической группы.

Пример 7. Полимеризацию проводят по примеру 5. Степень набухания 5%. Получают материал V-й светотехнической группы.

Свойства материалов, полученных по примерам 1 — 7 приведены в таблице.

Из таблицы видно, что предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет получить замутненный формуемый материал с повышенным комплексом физико-механических свойств (теплостойкость выше на 5 — 20"С; прочность при разрыве больше на 17 — 19 МПа; модуль упругости выше на 2300 — 3300 МПа

Кроме того, способ позволяет из одного и того же листа органического стекла путем изменения степени набухания получить замутненный материал любой светотехнической группы (примеры 5-7), что значительно упрощает процесс по сравнению с прототипом, по которому для получения различных светотехнических групп необходим подбор 25 олигодиметилсилоксанов с различной кинематической вязкостью.

1 6

При использовании ТБОМ менее предложенного количества (пример 9) снижакнся физико-механические свойства и материал не соответствует ГОСТУ на светотехническое стекло, при увеличении его содержания (пример 10) получаемый материал не формуется.

При степени набухания меньше 2 g, (пример ".1) материал не соответствует

ГОСТУ на светотехническое стекло, при степени набухания больше 5% (пример 12) появляются дефекты ча поверхности стекла (коробление, сыпь,. рябь).

Формула изобретения

Способ получения замутненных материалов полимеризацией метилметакрилата в блоке в присутствии радикального инициатора и модифицирующей добавки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств материала и упрощения процесса, в качестве модифицирующей добавки используют 10—

40 мас.ч. на 100 мас.ч. реакционной смеси трис-(метакрилоилоксиэтил)бора и полученный материал подвергают обработке водой или паром до степени набухания 2 — 5%.

1730091

Степень набухаг-—

Пример Модуль

УГ Ру гости, КПа ния, 4

ТемпеПрочность ратура размягения, С при разры ве,МПа

89 5000

135

ММА

ТБОМ

ЦПК

MÞ

ТБОМ

ЦПК

КМА ,БОМ

АДН

КМА

ТБОМ

АДМ

ММА

ТБОК

0,2

ЦПК

ИГА

ТБОМ

ЦПК

3С

0,2

0,2

К МА

ТБОК

ЦПК

1СО

ММА

Олигодиметилсилоксан.3-5

МКА

ТБОМ

ЦПК

92

0,1

0,3

0,2

MMA

ТБОМ

ЦПК

ММА

ТБОМ

ЦПК

ММА

760М

ЦПК

0,2

45

55

Состав реакционной смеси, мас.ч.

0,3

0,3

0,1

0,15 физико-механические показатели

14С 85 6000

130 89 5500

133 88 5500

127 87 5000

120 80 5000

125 87 5000

117-120 66-70 2700

118 80 3000

145 65 5500

128 86 4500

Дефекты поверхности стекла (коробление, сыпь, рябь) 1730091

Продолжение таблицы т

Физико-механичес . кис г окааа1 с>>и

Светотехнические характеристики формуеность йрииер

ОтносиСветоул ная техническая те.",ь нов вязудлинение, группа кость, кДы7м2

1 0>13 0,75 0,07 I Формуется

4,0 12 0,36 0,65 0,07 II . Формуется

0,55 0,06 Ш Формуется

14 0,45

5,0

0,03 1V формуется

14 0,78

0,45

5,0

5,5 14 0>13 0,77 0,08 I формуется

5>5 18 0,45 0>55 0,07 III формуется

14 0,75 0>3 0,03 Ч формуется

13 0,68 0,57 0,03 IV-V формуется

7,0 о,12 0,7 о,о8 Не соответ ствует

6,0

10

0,30 0,04 V Не форнуется

8 0,75

2,0

5,3 15

0,85 0,05 Не соответстаует

Дефекты поверхности стекла (коробление, сыпь, рябь) 45

Составитель B. Полякова

Редактор А. Лежнина Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Д. Сычева

Заказ 1486 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Степень рассеяния овф фициснт пропусКоэффициент поглощения