Способ получения пленкообразователей

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ti>952855 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51) М. Кл. з (22) Заявлено 1504330 (21) 2909395/23-05

С 08 F 2/22

С 08 F 230/08

С 09 0 3/82 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.08.82. Бюллетень ¹ 31

Дата опубликования описания 230832

1531УДК.678. 744. . 32-139 (088. 8) В.И. Елисеева, A.Ê. Дабагова, С.П. Тарасова Н:В-:- Tитовa, A.Ñ. Герасимова и М.З. Дубиновски

1 4

1;, (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени институ физической химии АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНКООБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к способам получения пленкообразующих из водных дисперсий полимеров, и может быть использовано для образования пленок и покрытий.

F латметилтриалкоксисиланы формулы общей н с = с — с — о- сн ) — у (a 1 где

Известен способ получения пленкообраэующих путем водоэмульсионной сополимериэации виниловых мономеров с алкоксисиланами, согласно которому в качестве виниловых мономеров используют акрилаты, а в качестве алкоксисиланов - силаны различной структуры Е13 .

Недостаток способа заключается в необходимости введения катализаторов реакций сшивания, что приводит к образованию коагулюМа в процессе синтеза пленкообразующих.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам (базовым объектом) является способ получения пленкообраэователей путем водоэмульсионной сополимеризации смеси виниловых мономеров с алкоксисиланами, согласно которому в качестве алкоксисилана используют метакриf I

/,41 . /б=г

"Ф ,"--Ф

Н,— сн ь ! . и= 1-8; к — 0Н, Р„11

Недостатком известного способа является невысокая коллоидная устойчивость дисперсий, не образующих вследствие этого эластичных покрытий.

Целью изобретения является получе" ние коллоидно-устойчивых дисперсий, образующих эластичные покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения пленкообразователей водоэмульсионной сополимеризацией смеси виниловых моно- меров с алкоксиснланами, в качестве алкоксисиланов используют 0,55,0 мас.% от мономеров моно-:или би952855 функциональных соединений общей форMV JIbI

Р, = t>H))<+ (4"-(-8);

tl+IYI= 3) и= 3,l, и процесс проводят н присутствии

0,001-0,003 мас. t GT мономерон метил- 5 гидрохинона.

Эмульсионная полимеризация проводится с водорастворимыми инициаторами или инициирующими системами и анионоактивными, ионогенными или смешанного типа эмульгаторами и продолжается до глубокой конверсии. С целью достижения высокой коллоидной устойчиности дисперсий и уменьшения интенсивности сшивания при синтезе полимеризацию проводят н присутствии

25 ингибитора полимериэации, вводимого в реакционную систему в начале процесса. В качестве ингибитора полимеризации может быть использован метилгидрохинон (0,001-0,003 мас.Ъ). 30

При описанных условиях образуется коллоидно-устойчивая дисперсия сопо-! лимера, со;держащего в боковых цепях алкоксисилйльные группы, частично прореагированшие с образованием меж- 35 молекулярных поперечных связей

-Si-0-Si-. В этой дисперсии в процессе сушки при нормальных условиях и обезвоживания проходит дальнейшая реакция конденсации с образованием 40 . пленки сшитой структуры по всему объему. Использование для сополимериэации с виниловыми и акрилоными (метакрилоными) мономерами моно- и дифункциональных силанов, уменьшая густоту сшивки сополимера, создает нозможность широко регулировать эластичность пленок клеев и пленкообразую; щие свойства дисперсий.

Использование для получения дисперсий метода ингибированной метилгидрохиноном полимериэации уменьшает степень структурирования саполимера . в процессе синтеза и повышает коллоидную устойчивость дисперсии, причем позволяет успешно использовать монои бифункциональные силаны.

Пример 1. Пленкообраэующую дисперсию синтезируют эмульсионной полимаризацией смеси этилакрилата (98,5 мас.ч), метакриловой кислоты (1 МВс.÷) и метакрилатметилтриэтоксисилана (0,5 мас.ч) в присутствии метилгидрохинона (0,002 мас.ч), ал." киларилполиоксиэтиленсульфата (5 мас.ч) н качестве эмульгатора и 6S персульфата аммония (0,2 мас.ч) н качестве инициатора при соотношении фаэ мономер-вода 1:2. Полимеризацию проводят в стеклянном реакторе, снабженном мешалкой, двумя дозаторами, обратным холодильником и термометром, в атмосфере инертного газа при 80 С.

Эмульгатор растворяют в 180 мас.ч во-. ды, 1/3 этого раствора загружают в реактор и нагревают до укаэанной температуры. Смесь мономеров и оставшуюся часть раствора эмульгатора при непрерывном вращении мешалки постепенно, в течение 4 ч, вводят в реактор через доэаторы. Инициатор растворяют в 20 мас,ч воды> раствор нводят порциями и начале и по ходу полимериэации. После слива всех реагентов процесс продолжают при той же температуре до глубокой конверсии.

Полученная коллоидно-устойчивая дисперсия может быть использована самостоятельно в качестве бесцветного покрытия мягкой поверхности или клеевой прослойки между склеиваемыми поверхностями гибких полимеров и волокон, при высыхании на воздухе без применения термообработкй или катализаторов она образует пленки сшитой структуры, устойчивые к органическим растворителям и термостойкие. Дисперсия может быть также применена для получения кроющих покрытий после смешивания ее с высококонцентрированными пигментными пастами.

Пример 2. Отличается от примера 1 тем, что в качестве инициатора используют окислительно-восстановительную систему персульфат аммония (0,1-0,4 мас.ч) .— метабисульфит калия (0,1-0,4 мас.ч.). Температура реакции снижается до 40-60 С.

Пример 3. Отличается от прииера 1 тем, что н качестве смеси Мономеров используют метилметакрилат (40 мас.ч.), бутилакрилат (56 мас.ч), метакриловую кислоту (3 мас.ч), метакрилатпропилдиэтоксиметилсилан (1 мас.ч.) и процесс ведут в присутствии метилгидрохинона (0,001 мас.ч).

Соотношение фаз мономер — вода 1:1.

Дисперсия может быть использована для покрытия и склеивания жестких поверхностей: металла, полистирола, керамики и других.

Пример 4. Отли%ется от примера 1 тем, что в качестве смеси мономеров используют метилакрилат (62 мас.ч)> бутилакрилат (-35 мас.ч.), акриловую кислоту (2,5 мас.ч,), метакрилатметилмоноэтоксидиметилсилан (1,5 мас.ч) и. полимериэацию ведут н отсутствие метилгидрокинона.

Пример 5. Отличается от примера 1 тем,что в качестве смеси мономерон используют стирол (40 мас.ч.), бутилакрилат (58,5 мас.ч.), метакрилатметилдиэтоксиметилсилан (1,5 мас.ч), 952а55

Полимеризацию проводят в присутствии метилгидрохинона (0,001.мас.ч.). J

Пример б. Отличается от примера 1 тем, что в качестве смеси мо номеров используют стирол (55 мас.ч), бутилакрилат (45 мас.ч), метакрилатметилдиамилоксиметилсилан (3 мас.ч.), амид метакриловой кислоты (2 мас.ч.). г

Пример 7. Отличается от примера 1 .тем, что в качестве смеси моа. номеров иопользуют этилакрилат (96 мас.ч), метакриловую кислоту (3 мас.ч.), метакрилатметилдиэтоксиметилсилан (1 мас.ч.).

Сравнительные характеристики дисперсий и пленок, приведенные в таблице, показывают, что по сравнению с дисперсиями, синтезированными по известному способу, предлагаемые дисперсии обладают повышенной коллоидной устойчивостью, расширенным интервалом эластичности. полимеров, повышенной прочностью пленок и устойчивостью к действию воды,с также устой10 чивостью пигментированного покрытия к сдвигу при высокой температуре.

Таким образом, изобретение позволяет получить коллоидно-устойчивые дисперсии, образующие эластичные по15 крытия.

1 М

1 Н с ° о о

»-Ч

Фм аю к%9

1 ф

С»

Ю Ф

С»

»»Ъ м

C)

Ю

CO с3

I 1 М иож

Ф ЦФ

mom офо

Ж ф Ф 1-» эоо а. х и х

9 М х

Х»0

9 а

М

Х х

Q»ю к

И ф

A н

v ео

Х ф ц х х ое ко

1 Н о о

Ы «ъ

»»» 6 6 эмхэо фмфяц хие 6»d

W0u3an м эн!ло Ф

oem ан ооэих омно м ,"ькоыфо м

»б ф х х о

0 а х Ф о и н о о х ,>» Ц х

»0 ф х

x u » О»

»Х 6 о и н о о м

N 1(х х о а

И и х

1 х 1»-»

0» Ф ° °

Х ЯОЪ

»»! 1.» ° °

t» Id Cn

»d н о

0»Я К

° °

»d e u

Ц

xov нкх к о

И о о ооа хи ф х м й4МХФ1

uмюоrt1

XC0IeuI

1 к

I ЭХ Э

И $X !

»» а фе т РЭЯ

I »0 М»»»4

1 ж х ам

I Х

1 X х

l ° Х

m о

1 И

I о

1 о о

I ж ю

»date око п 0»»Q

»d 4 X»d аe О01

»0 00»6 о мин

ОФКь

us,х° ° а»»Ъ

0,é ым

6»0»0

q»о о

X 0I нк м оома, Фавн ф м ф

ФI OX

ыокн

4» х а

0 х

9»d е к х х к н о:

И»0 ои к о ма

1 м э о

»0

4»d

»0 ф (б э о

0О .и и

6 Э

X»d V фйо

Oк«5n н: оэ ъ4 0»н иеех н о х овфо х

М»0 М

0 К м х х о

»dО Х

h к х эх х анхо

ОЦНО4 кхнк

vu x ххи!

ГОМЭ н 0 И

К 01 4

0! О ° фхф оо к м о ами1 Й

° ° (б 9 » гч

Х»»ъ о эн-о

»»»»»Ъ с

- Кмо

952855

»0 1.

Х

О Э о н и э

» °

0, !» ° °

9»tl »d к н хмо к ак охи

И»0 М окх

u x

9 К.К еох

4 аа

»0 Х Х кнэ цон

9 Э аэ И

» ф ж

Э к

Х»d

v x кхо ммх нфм энх

Хоо

М Н О»

u wg аХ4

0 К

01 И х н

Цф 9

Н И х (ч нЭЛ М

Я аа

Н»О»-l

»0»»ъ о

-о х»»ъ с амю с 6 Э

0I X X 9 и фхфяо

x u I я 9»d

V0,uö n

»мэн оэ о и,"4ан

íuv»dex о.м но м ." Ч О м 01. v

° °

1 I Н 1 I Э

0! Х»0 К н х нак и о охмйoх оэаэмм окмzах махио аннu 0

Ф 9 Х фЯ ,ez0

Х К Н»»Ъ 4

К Н» М 0» с К

О»dНмоX

1 К 0) Ц н омокъэ

u0xx -z

Х М Нт-1

»»» к !» к (о с

4 М 01 М»-1 с»

ЭНМ0, 5 эцмхм и - 0!»0 М

9 ННКф

0»!d»d 9 X Н

1ХМК ОО

33 ок

9»»l»»

3о ,»Ъ» к н ое и к ох о 0, Ф

4 X эн

5 х

9 Э

xrdu

0!Xv и3у0! н." оэ

N4,0»н

V»d È Õ н о м овфо

° °

Н!

»б х м коф х н аоо

ынн

»d 0) >Id ноох эмхо (О 0,* и х нмфо

4 9»»Ъ Ц

xz--x

М М»-» 4 и м" к с но х

К»0»о н хк-э

М С0

0l 0»

Х 0»»

@Э Жм

° Н Эо н э кс

»03Ì к ° v c»

952855

R1=-И -Сн .

Составитель .В. Чупов

Редактор Н. егоposa Техред М.Коштура Корректор О.Билак

Заказ 6202/37 Тираж 514 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета 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 пленкообраэователей путем водно-эмульсионной сополимериэации смеси виниловых мономеров с алкоксисиланами, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью получе- 5 ния коллоидно-устойчивых дисперсий, образующих эластичные покрытия, в качестве алкоксисиланов используют

0,5-5,0 мас.Ъ от мономеров моно-: или бифункциональных соединений общей формулы

И

Н9 =С вЂ” С вЂ” 0 — CH — Si (R ) (0P )

1 15 где

Р =с„и „, 1с=r-е п+т 3; .ьА, и процесс проводят в присутствии ,0,001-0,003 мас. Ъ от мономеров ме тилгидрохинона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Вепикобритании

Р 1359558, кл. С 3 Р, 1972.

2. Патент США 9 3706697, кл. 260-29.2, опублик, 1970 (прототип) .