Способ получения замутненных материалов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Q fl И С А Н И Е ii ввоеоi

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) ЛЬполнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 10.07.75 (21) 2155689/05 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Я (51) M. Кл.

Г 08 F 220/10

Государственный комитет

Совета Миииатраа СССР по делам изаоретений и открытий (43) Опубликовано05.06.77.Бюллетень № 21 (53) УДК 678.744.3 (088.8) (45) Дата опубликования описания 08.09.77

И.А. Воронкова, Т.И. Радбиль, E.Ì. Лукина, Н. A. Михалев и Б. П, Штаркман (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАМУТНЕННЪ|Х МАТЕРИАЛОВ

Изобретение касается получения непрозрачных замутненных материалов на основе акрилатов, которые могут быть использованы как в светотехнической промышленности, так и в строительстве в качестве декоративных, отделочных материалов.

Известные способы получения замутненных материалов, основаны на введении полимеров, неорганических соединений или совместно неорганических соединений и поли- ip меров в реакционную полимеризуюшуюся систему на основе акрилатов (11. Известен, например, способ получения замутненных материалов путем полимеризации метилметакрилата (ММА) в присутствии сополиме- 15 ра этилена с винилацетатом и окиси титана (2).

Смесь сополимера трифторхлорэтилена с винилиденфторидом и сернокислого бария предлагается в качестве замутнителя при 20 получении светотехнического органического стекла на основе метилметакрилата 13).

B ряде случаев с целью создания матовых экранов предлагается при полимернза- 25 ции MMA вводить окиси металлов (АС О, Тт(), Ет 0, CG0 ), карбонаты Етт, Р11, Ca, ñóëüôîêñèäû, алюминаты, силикаты Си, Mg и т.д. (4).

Все известные способы имеют следуюшие недостатки.

Во-первых, трудно приготовить однород-. ную, устойчивую к седиментации и коагуляции дисперсию указанных добавок в мономере.

Поэтому к диспергнруемым частицам предъявша ются жесткие требования в отношении размеров частиц и лиофильности их поверхности (поверхность частиц пигмента, лучше Тт О, предварительно гидрофобизируется; а по дру гому способу стабилизации суспенэий достигается затиранием пигмента со стружкой блочного полиметилметакрилата с молекулярным весом меньше 3 10 в присутствии мыл жирных кислот. Иногда для получения однородной дисперсии используют специальные смесители.

Во-вторых, седиментация диспергируемых частиц при полимериэации мономеров приводит к получению материалов, неоднородных как по физико-механическим свойст5608q 1

R =н,сн,; 3, = вам, так и в большей степени по светотехническим характеристикам. Создание условий для высокой скорости полимеризации позволяет в некоторой степени избежать этого недостатка j5 j, 5

Б - третьих, трудность (и даже иногда невозможность) фильтрации реакционных смесей от посторонних включений (грязь, вносимая вместе с добавками пигментов; спекшиеся, оплавленные частицы диспергируе- мых полимеров) приводит не только к пло- хому внешнему виду получаемых замутненных листов, но и к ухудшению физико-механических свойств, обусловленному неравномерной скоростью полимериэации по поверхности материала.

Известен способ получения замутненных материалов путем полимеризации ММЛ в присутствии поливинилхлорида (ПВХ), являющегося замутнителем, инициатора полиме- 2О ризации и стабилизирующей добавки-диметакри нового эфира дифенилолпропана (6). Укаэанная стабилизирующая добавка вводится в мономерную смесь в количестве 2-2и вес.ч. на 100 вес ч. ММЛ с целью повышения Р5 теплостойкости материала и сохранения хороших,светотехнических свойетв после УФоблучения. Недостатки такого способа получени . замутненных кетериалов заключаются в сложности технологического процесса, 3О обусловленной необходимостью выбора полимера (ПВХ) с определенной степенью дисперсности и смачиваемости его порошкообра ных частиц, тщательного смешения ПВХ с

ММА, седиментацией полимера во время приготовления реакционной смеси и в процессе дальнейшей полимеризации. Седиментация ухудшает как физико-механические, так и светотехчические свойства материала, Кроме того, теплостойкость получаемого при этом материала невысокая, Е1ель изобретения — упрощение процесса получения замутненных материалов и увеличение теплостойкости с сохранением хороших светотехнических свойств и удельной ударной вязкости после УФ-облучения.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что диметакрилаты или диакрилаты бисфенолов вводят в форполиме эфиров метакриловой кислоты или в их смеси, 50 с эфирами акриловой кислоты, В качестве диметакрилатов и диакрила тов бисфенолов используют соединения общей формулы 0 О 55 н с=с-с -о-я-о-с -с=сн, 2. ф

R R 1-1

/ 3 6 / 1!

Способ осуществляют следуюшйм образом.

В процессе полимеризации исходной смеси образуются сополимеры метилметакрилага и сложных эфиров акриловой и метакриловой кислот и полимеры сложных эфиров акриловой и метакриловой кислоты, которые ограниченно совмещаются с полиметилметакрилатом форполимера. Степень замутнения обусловливается их несовместимостью, которая зависит от молекулярного веса полимера в форполимере, конверсии форполиме ра, соотношения форполимера и сложных эфиров в исходной реакционной смеси и температуры процесса полимеризации. Хорошая однородность и высокая степень диспергирования достигается тем, что в процессе. полимеризации гомогенная прозрачная реакционная смесь (совместимая система) превращается в непрозрачный, замутненный материал (ограниченно совместимая система) т,е. диспергирование происходит на макро-. молекулярном уровне. Количество вводимых сложных эфиров составляет от 5 до 20 вес.ч. на 100 вес.ч. форполимера.

Предлагаемый способ по сравнению с известными обеспечивает высокое качество замутнения материала благодаря осуществлению диспергирования на макромолекулярном уровне. Кроме того, введение сложных эфиров акриловой и метакриловой кислот повышает теплостойкость и стабильность к

УФ-облучению полученного светотехнического материала. Способ позволяет получать светотехнические изделия путем реакционного формования в пресс-форме под давле2 нием от 10 до 2000 кг с/см и при температуре от 50 до 200оС. В случае необходимости получения материалов 5-6 светотехнических групп возможно введение различных неорганических пигментов, при этом устраняется их седиментация благодаря тому, что исходную смесь можно приготовить с необходимой вязкостью.

Пример 1. К 100 вес,ч. форполимера метилметакрилата (конверсия 40%, молекулярный вес полимера 80000) добавляют 10 вес.ч. диметакрилового эфира дифенилолпропана. Реакционную смесь заливают в пресс- )юрму иэ нержавеюшей стали.

Полимеризацию проводят при температуре

140 С в течение 20 мин. Получают эамуто ненный материал, свойства которог0 привепены в таблице.

56089

Пример 2. К 100 «ес.ч, фориолимера метипметвкрилвтв и метилакрилата (метилвкрилат в количестве 2,0 вес.% от

ММА; конверсия форполимера 31%, молекулярный вес 100000) добавляют, > вес.ч. диметакрилового эфире дифднилолпропана, Реакционную смесь заливают в форму из силикатного стекла и полимеризуют в две стадии: температура первой стадии 50 С, время полимеризвции до готовности; температура второй стадии 1 1 5оС, время полимеризации 1 час.

Свойства замутненного материала приведены в таблице.

Пример 3.,К 100 вес.ч. форполимера метилметакрилвтв (конверсия 28%, молекулярный вес 110000) добавляют 10 вес.ч. диметакрипового эфира дифениполпропанв.

Полимеризацию проводят, как описано в примере 2 °

Свойства полученного материала приведены в таблице.

Пример 4, К 100 вес.ч. форполимера метилметвкрилата и метилакрилвта (метилакрилат в количестве 2 вес.% от ММА; конверсия форполимера 31%, молекулярный вес 100000) добавляют, 15 вес.ч. диметакрилового эфира дифенилолпропана. Полимеризацию проводят, как описано в примере 2, Свойства полученного материала приведены в таблице. Пример 5, К 100 вес.ч. форполимера метилметакрилата и бутилакрилата (бутилакрилат 10 вес% от ММА; конверсия форполимера 22%, молекулярный вес 76000) добавляют 7 вес.ч, диметакрилового эфира гидрохинона. Полимеризацию проводят, как описано в примере 2.

Свойства полученного материала приведены в таблице.

Пример 6. К 100 вес.ч.- форполимера метилметакрилата и бутилакрилвта (бутилакрилат 10 вес % от ММА; конверсия форполнмера 22%, молекулярный sec 76000) добавляют 8 вес.ч. дивкрилового эфира гидрохинона. Полимеризвцию проводят, квк описано в примере 2.

Свойства полученного материала приведены в таблице.

Введение диметакрилатов и диакрилатов бисфенолов в форполимер значительно упрошает процесс получения замутненных материалов, так как отсутствуют стадии смешения с ПВХ, седиментвция смеси и стадия введения других добавок. Введение указан- ных добавок в форполимер дает возможность

Ф значительно увеличить теплостойкость и получить материал с хорошими светотехническими свойствами и удельной ударной вязкостью посл е УФ-облуч ения.

l1 р и м е р 7., К 100 вес.ч. форполимера метилметакрилага (конверсия 23%, Молекулярный вес полимера 130000) добавляют 20 вес,ч. диметакрилового эфира дифед нилолпропана. Реакционуню смесь заливают в форму из силикатного стекла и полимеризуют в две стадии: температура первой стадии 50оС, время полимеризации— до готовности; температура второй стадии

25 115оС время полимеризацни 1,5 ч.

Свойства замутненного материала приведены в таблице.

Пример 8. К 100 вес.ч. форполи- мера метилметвкрилата и бутилвкрилата (буЗо тилакрилат в количестве 10,0 вес.% от

ММА; конверсия форполимерв 25%, молекулярный вес 90000) добавляют 20 вес.ч. диметакрилового эфира гндрохинонв. Полиме° ризвцию проводят как описано в примере 1.

35 Свойства полученного материала приведены в таблице.

Пример 9. К 100 вес.ч. форполимера метилметакрилатв и метилакрилата (метилакрилат в количестве 5 вес.% oT. ММЛ

g) конверсия форпопимера 34%, молекулярный вес

110000) добавляют 20 вес.ч. диакрилового эфира гидрохинона. Полнмеризацию проводят как описано в примере 1.

Свойства полученного материала приве41 дены в таблице.

° 4 о с4 л

С

СЧ л о

С 1 с0

СЯ

СЧ ф

° 1 о л

iQ (0 о

С 4

О) о

I0 сО о

Ф

СО о

С4

Ф о о о

3 . о>5

М4,О

04 о о о

СЧ о

I0

С4 о4

Ф о

О

Ф

О л

Ф о о

Ч о ц, ) 1 о

Ф

С 4 о

Р4 о о сО

%Я о

С4

Ф о

I0 о о

Ф

Ф о л

Ф о

l (Ч о

И g3

I0

СО о

0»

CO о

Ф

Ф о

Ф

I0 о

СО

I0 о о

t о о о о

М> о с4

О4 о

Ф

Ф о

I0 ф о о

О) о

Ф

О) о ф ф о

l сО о (Ч

Ф о

СО ф о

Ф о о

I0

С4 о о

СЯ о о

Ф о

СЧ с4 о

СЧ л о 4 о

С0 о о

СЧ о

С ) с! о о o

С4)

С4 о

ID с 4 о

I0 о о с4

СО о

Ф о

ГСЯ о

Cl

It) о

Ф о

СО

I0 о о

t» о о

СО о

Ф

Ф о о

® о

С4

I0 о ф,о

0)

СО о л

Ч" л о

С4 .

° 4

I0

Ф

4 о

Ф л о

Ф !

СЧ 4

4 о !

4 о

<Ч

g oO

ы сО о л л

С4 л 3 б

Й" о

III

1 о

Ъ

Й

3. g

Х »

Й ч

4 о

Й

ttj

П ч

1о

ji р

И о л

В со л

44

Ф о

Л

Я и

Х (2 I4

„Л

» 2 .

I g ф g ме М (m

% "„

3.

4 в

45 3 ф о

I ч4

3! и ф о

8 о е о. c 1

Э М X p а а о

i>3>! ! !

560891

О Q

Н C =-Ñ-С -О-Я-О-С-С=СН

2 Я Ф

R R

10 где R =HCH; Я, = сн, С

СЕ

Составитель В. Полякова

Редактор Л. Ушакова Техред Н. Андрейчук Корректор Е. Папп

Заказ 1658/138 Тираж 610 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ получения замутненных. материалов путем сополимеризации эфиров метакриловой кислоты или смеси эфиров метакриловой и акриловой кислоты с диметйсрилатами или диакрилатами бисфенолов обшей формулы в количестве 5-20% от веса мономероа,-. о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с пелью упрощения процесса и увеличения теплостойкости материала при сохранении хороших светотехнических свойств и удельной ударной вязкости после УФ-облучения, диметакрилатй йли диакрилаты бисфенолов вводят в форполимер эфиров метакриловой кислоты или их смеси с эфирами акриловой кислоты, Источники информадии, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство М 219174, кл, С 08 f 29/46, 1968 r.

2, Патент Японии М 16848/68.

3. Авторское свидетельство % 181276, кл. С 08 1 29/46, 1966 г.

4. Патент Великобритании No 1080549, кл. С 3 Р, 1968 г.

5. Авторское свидетельство % 353940, кл. С 08 f 25/ОО, 1972 г.

6. Авторское свидетельство % 423357, С 08 5 29/46, С 08 х 29/18, 1974

{ прототип) . о