Сополимеры винилацетата с 1-хло-2оксипропилакрилатом для получения отверждаемых клеев и покрытий
О Il И С А Н И Е (ii) 586ISЗ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.09.76 (21) 2404479/23-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.77. Бюллетень № 48 (45) Дата опубликования описания 24.01.78 (51) М. Кл. C08F218/08
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 678.744.422-134.432.02 (088.8) (72) Авторы изобретения
С, Г. Никитина, М. Э. Розенберг, М. В. Почтарь, В. В. Громов, Е. М. Бляхман, Н. Н. Абаренкова, В. П. Соловьева и О. А. Веденин (71) Заявитель (54) СОПОЛИМЕРЫ ВИНИЛАЦЕТАТА С 1-ХЛОР-2ОКСИПРОПИЛАКРИЛАТОМ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ
ОТВЕРЖДАЕМЫХ КЛЕЕВ И ПОКРЫТИЙ
Изобретение относится к новым химическим соединениям, конкретно к сополимерам винилацетата с 1-хлор-2-оксипропилакрилатом для получения отверждаемых клеев и покрытий, Сополимер в отвержденном состоянии обладает повышенной водостойкостью и высокими физико-механическими свойствами и может быть использован для получения отверждаемых клеев и покрытий в строительстве, мебельной и других отраслях промышленности.
Известен отверждаемый сополимер винилацетата с N-метилолакриламидом (1). Этот сополимер предназначен для получения отверждаемых клеев.
Однако в процессе отверждения таких сополимеров выделяется форм альдегид, являющийся токсичным веществом, что делает необходимым применение специальных герметичных устройств, снабженных сложной вытяжкой вентиляцией. Использование таких сополимеров для склеивания некоторых деталей, где требуется тонкая ручная обработка, может вызвать профзаболевания. Кроме того, синтез N-метилолакриламида сложен, и организация промышленного выпуска его связана с большими трудностями.
Также известен отверждаемый сополимер винилацетата с эфирами метакриловой кислоты, содержащими эпоксидные группы (2). Однако для отверждения таких сополимеров необходимо применять в качестве отвердителей амины, например полиэтиленполиамин, являющиеся токсичными веществами. Это в значительной степени ограничивает области применения указанных сополпмеров, в частности, при изготовлении музыкальных инструментов, в мебельной промышленности для склейки некоторых ответственных деталей и т. д., где необходима тонкая ручная обработка, требующая непосредственного контакта человека с клеем. Такой контакт может вызвать профзаболевания.
Целью изобретения является создание сополимера винилацетата с 1-хлор-2-оксипропилакрилатом, который, например, в виде водной дисперсии, может быть использован для получения отверждаемых клеев и покрытий, имеющих высокую водостойкость и хорошие физико-механические свойства.
Такие клен можно, в частности, использовать в областях промышленности, требующих непосредственного контакта человека с клеем.
Указанные свойства определяются новой химической структурой сополимера винилацетата с 1-хлор-2-оксипропилакрилатом общей формулы
586183
В
Ql
Ж х <
0 Ю
r Pa о =,»
v о о
p,Х о
Д2х
Разрушающее напряжение, кгс/см з Х
Ю g х
О о о. ойдо ао
И
Ф алло хo
35 е д Я Ръ
v х
О х LQ
М <У о 3 х и 3- :(O Q v o х v Сополимер Предлагаемый по примеру 150 45 Известный 65 (снз — сн+, -(-сис- и Ососн- сооснрcH — снв I он с> где Х вЂ” 89 — 98 мол. %,,у — 2 — 11 мол. %, с молекулярной массой 5000 — 50000, Отверждение сополимера можно проводить путем добавки в дисперсию окислов некоторых металлов, например цинка, магния и других, в количестве 2 — 10% от веса дисперсии с последующей термообработкой полимера при температуре 80 — 120"С. Жиднеспособность таких дисперсий после добавки окислов металла б месяцев. Пример 1. В круглодонную колбу, снабя.енную обратным холодильником и механической мешалкой, загружают 7 г поливинилового спирта и 90 мл дистиллированной воды. Смесь нагревают при перемешивании до температуры 95 — 100 С и выдерживают при этой температуре в течение 3 — 4 ч до полного растворения поливинилового спирта, после чего смесь охлаждают до 70" С и в колбу загружают 0,005 г сульфата железа (11) и 0,3 r муравьиной кислоты. Затем при 70 С в реакционную смесь подают предварительно приготовленный раствор 1-хлор-2-оксипропилакрилата в винилацетате (5 г 1-хлор-2-оксипропилакрилата и 95 r винилацетата) и 1,,2 мл 30%ного раствора перекиси водорода. Смесь мономеров и перекись водорода подают пятью равными порциями. При этом каждую последующую порцию загружают только после того, как завершилась полимеризация предыдущей. Продолжительность полимеризации 4 ч, температура 70 — 75 С. Полученная дисперсия сополимера винилацетата имеет следующие характеристики: содержание сухого остатка 52%, выход сополимера 99,5% от теоретического. Сополимер содержит 2 моль. % 1-хлор2-оксипропилакрилата. Молекулярная масса 50000. По окончании полимеризации в охлажденную до комнатной температуры дисперсию вводят 2 г окиси цинка, после чего перемешивание продолжают еще 30 мин. Пример 2. Сополимерную дисперсию получают по примеру 1 при следующем составе мономерной смеси: 10 г 1-хлор-2-оксипропилакрилата и 90 r винилацетата. 11олученная дисперсия сополимера винилацетата имеет следующие характеристики: содержание сухого остатка 51,5 ; выход сополимера 99,7% от теоретического. Сополимер содержит б моль. % 1-хлор-2-оксипропилакрилата. Молекулярная масса 35000. По окончании полимеризации в охлажденную до комнатной температуры дисперсию вводят 5 г окиси магния, после чего перемешивание продолжают еще 30 мин. Вязкость дисперсии 32 с по стандартной кружке ВМС. Пример 3. Сополимерную дисперсию получают по примеру 1 при следующем составе мономерной смеси: 20 г 1-хлор-2-оксипропилакрилата и 80 г винилацетата. Полученная дисперсия сополи мер а винилацетата имеет следующие характеристики: содержание сухого остатка 53%, выход сополимера 99,6% от теоретического. Сополимер содержит 11 моль. % 1-хлор-2-оксипропилакрилата. Молекулярная масса 5000. По окончании полимеризации в охлажденную до комнатной температуры дисперсию вводят 10 r окиси цинка, после чего перемешивание продолжают еще 30 мин. Вязкость дисперсии 50 с по стандартной кружке ВМС. Для оценки свойств сополимера из дисперсий, полученных по примерам 1 — 3, отливали пленки, которые затем отверждали путем их термообработки при 80 С в течение 3 ч. Аналогичным образом были получены пленки из дисперсий известного сополимера. О водостойкости пленок судили по потере механической прочности после выдержки в воде при 20 С в течение 5 суток. Свойства отвержденных пленок, полученных из сополимерных дисперсий по примерам 1 — 3, а также адгезионные свойства дисперсий представлены в таблице в сравнении со свойствами сополимерной дисперсией винилацетата с эпоксисодержащим мономером. Как следует из данных таблицы, данные сополимеры по свойствам не уступают известному сополимеру, но, благодаря полному отсутствию каких-либо токсичных компонентов в их составе, они могут быть использованы в тех областях промышленности и строительстве, где требуется непосредственный контакт человека с клеем, например при изготовлении музыкальных инструментов, в мебельной промышленности. Переход указанных отраслей промышленности к использованию в качестве клеев предлагаемых сополимерных дисперсий приведет к резкому улучшению условий труда, так как в настоящее время там широко применяются 586183 (СНз — СН - - СНа- СНф 0(-ОСНз COOCH CH — СН I I оН с1 Составитель Т. Хороших Техред И. Михайлова Корректор И. Позняковская Редактор Т. Никольская Заказ 3175/11 Изд. Мв 116 Тираж 633 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Типогрфия, пр, Сапунова, 2 клеи на основе карбамидоформальдегидных смол, которые являются очень токсичными продуктами. Производство предлагаемой сополимерной дисперсии может быть легко осуществлено на любом промышленном предприятии, выпускающем поливинилацетатную дисперсию. 1Хлор-2 - оксипропилакрилат, применяющийся при синтезе сополимера, может быть получен как продукт взаимодействия выпускающихся в нашей стране в серийном производстве эпихлоргидрина и акриловой кислоты, причем не требуется дополнительной очистки полученного мономера. Формула изобретения Сополимеры винилацетата с 1-хлор-2-оксипропилакрилатом общей формулы где Х вЂ” 89 — 98 мол. %., У вЂ” 2 — 11 мол. /о, с молекулярной массой от 5000 до 50000 для 10 получения отверждаемых клеев и покрытий. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3301809, кл. 260-29.6, 15 опублик. 1967. 2. Авторское свидетельство СССР №433171, кл. G 08F 220/06, опублик. 1974.
