СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКРАШЕННОГО ПЛЕНКООБРАЗУЮЩЕГО СОСТАВА Российский патент 1994 года по МПК C08F220/18 C08F220/14 

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу получения окрашенных пленкообразующих составов, применяемых для декоративной обработки поверхности (дерева, металла, стекла, керамики, картона бумаги и др. ).

Известен способ получения красящей композиции, представляющей собой смесь полиакрилата или полиэтилена, или полистирола с пигментом [1] . Для предотвращения агломерации и неравномерного распределения части пигмента в композицию вводят диспергатор.

Недостатком этого способа является использование диспергатора, который приводит к увеличению газопроницаемости пленки, резкому возрастанию водопоглощения покрытия, ухудшению защитных свойств покрытия и его недолговечности.

Известен также способ получения окрашенного пленкообразующего защитного состава путем сополимеризации бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в органическом растворителе в присутствии инициаторов радикального типа с последующим введением красителя[2] (а. с. СССР N 509631, опубл. 02.11.73).

В качестве инициаторов радикального типа используют перекиси. Пленки на основе таких сополимеров обладают хорошей эластичностью, адгезией к различным поверхностям (металлу, коже, дереву и др. ). Технология изготовления таких пленкообразующих сополимеров проста.

Пленкообразующий раствор можно готовить заранее, так как он отличается высокой агрегатной устойчивостью в течение длительного времени: отсутствуют агломерация и высаживание частиц полимера. Недостатком этого способа получения пленкообразующего защитного состава является невозможность получения интенсивно окрашенных растворов сополимеров и нестабильность окраски во времени, так как краситель либо обеспечивается оставшимися в растворе перекисными группами, либо краситель плохо совмещается с пленкообразующими сополимерами и выпадает в осадок.

При этом пленки также имеют слабую окраску. Такие слабо окрашенные сополимеры не могут быть использованы для получения окрашенных покрытий с четкой границей защищенной поверхности, например, в сложных схемах контрольно-измерительных приборов, радиоэлектронике, медицине, металлоконструкциях и др. , что ограничивает область их применения.

Наиболее близким техническим решением является способ получения окрашенного пленкообразующего защитного состава сополимеризацией (метил)бутилметакрилата с метилакрилатом и метакриловой кислотой в органическом растворителе в присутствии инициатора радикального типа с последующим введением красителя. В качестве инициаторов радикального типа используют динитрил-2-азо-бис-изомасляной кислоты, а в качестве красителя 0,04-5,0 мас. % от раствора сополимера диметиламинотрифенилметана [3] .

Недостатком данного способа получения окрашенного пленкообразующего защитного состава является дефицитность диэтиламинотрифенилметана (невозможность использования в промышленном масштабе), пониженная красящая способность, светостойкость окраски и узкая гамма цветов (зеленый) окрашенного пленкообразующего состава.

Светостойкость: на бумаге 4 балла
0,04 мас. % диэтиламинотрифенил-
метана на стекле 4 балла
на металле 4 балла
0,5 мас. % диэтиламинотрифенил-
метана на стекле 4 балла
на металле 3 балла.

Целью изобретения является повышение интенсивности окраски растворов сополимеров и сохранения окраски во времени.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения окрашенного пленкообразующего состава сополимеризацией метил(бутил)метакрилата, метилакрилата(мета)акриловой кислоты в органических растворителях в присутствии динитрил-2-азо-бисизомалсяной кислоты с последующим введением красителя, в качестве красителя используют 0,08-0,19 мас. % от раствора сополимера дисперсный желтый 6з, полиэфирный, основание (Т. У. 6-14-08-17-87) и 0,01-0,2 мас. % , дисперсный красный 2 с полиэфирный, основание (Т7У 6-14-08-87), органический жирорастворимый ярко-синий антрахиноновый 0,04-0,2% масс.

Получение бесцветного пленкообразующего состава.

В металлический реактор емкостью 1,2 л, снабженный металлической мешалкой, термометром и обратным холодильником подают растворитель - стэтилбензольную фракцию (силол) в количестве 270 г.

Включают металлическую мешалку. При температуре в реакторе 98^оС начинают подачу мономеров, состоящую из: метил(бутил)метакрилата - 126 г, метакрилата - 99 г, (мета)-акриловой кислоты и 6 г динитрил-2-аза-бисизомасляной кислоты - 0,9 г. Дозировка ведется в течение 180-10 мин. После окончания слива смеси мономеров содержимое реактора продолжают перемешивать в течение 10-30 мин при температуре 100-4^оС.

Реакционные газы из реактора поступают в холодильник, с холодильника скондесированная жидкость возвращается в pеактор. Процесс полимеризации заканчивается при содержании в сополимере остаточных мономеров метилакрилата и метил(бутил)акрилата не более 10-13 мас. % .

Для отгонки непрореагировавших мономеров из сополимера температура в реакторе повышается до 165-5^оС. При отгонке наряду с мономерами отгоняется и растворитель. Отгонка непрореагировавших мономеров продолжается до полного их отсутствия в сополимере. Получают акрилатный сополимер при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Метилакрилат 42,5
Метил(бутил)метакрилат 55
(Мета)акриловая кислота 2,5
Акрилатный сополимер охлаждается до температуры 60-5^оС. Бесцветный лак по-лучают перемешиванием в реакторе акрилатного сополимера с составным растворителем:
Растворитель 1
Этилацетат 4Р%
Этиловый спирт 50%
Ацетон 10%
Растворитель 2
Ксилол 50%
Этилацетат 50%
Растворитель 3
Нефрас Ар 130/150-120/200 75%
Этилацетат 25% при следующем соотношении компонентов, мас. %
Акриловый сополимер 50
Растворитель 50
П р и м е р 1. Получение желтого пленкообразующего состава.

Бесцветный лак загружается в реактор в количестве 9 г, после чего в реактор самотеком сливают растворитель 1 или растворитель 2 или 3. Через верхний штуцер в реактор добавляют краситель: дисперсный желтый 6з, полиэфирный, основание - 0,19 г дисперсный красный 2С, полиэфирный, основание - 0,01 г при температуре 40-5^оС.

Содержимое реактора перемешивается в течение 60-5 мин.

После окончания перемешивания красителя в растворителе заполняют реактор оставшимся бесцветным лаком в количестве 37,6 г. Перемешивание в реакторе продолжается еще в течение 60-5 мин, после чего отбирается проба на соответствие цвету. Получают желтый пленкообразующий состав в следующем соотношении компонентов, мас. % :
Акрилатный сополимер 46,6
Растворитель (1,2 или 3) 53,2
Дисперсный желтый 5з,
полиэфирный, основание 0,19
Дисперсный красный 2С,
полиэфирный, основание 0,1.

Результаты испытания на светостойкость следующие:
Оценка светостойкости в баллах
Бумага 6
Стекло 7
Металл 8
Окраска в течение года стабильна.

П р и м е р 2. Пример аналогичен примеру 1 за исключением того, что получаем оранжевый пленкообразующий состав.

Бесцветный лак загружается в реактор в количестве 9 г, после чего в реактор самотеком сливают растворитель 1 или растворитель 2, или растворитель 3 (53,2 г).

Через верхний штуцер в реактор добавляют краситель:
Дисперсный желтый 6з поли-
эфирный, основание 0,15 г
Дисперсный красный 2С поли-
эфирный, основание 0,05 г.

При температуре 40-5^оС содержимое реактора перемешивается в течение 60-5 мин.

После окончания перемешивания красителя в растворителе, заполняют реактор оставшимся бесцветным лаком в количестве 37,6 г.

Перемешивание в реакторе продолжается еще в течение 60-% мин.

Оранжевый пленкообразующий состав в следующем соотношении компонентов, мас. % :
Акрилатный сополимер 46,6
Растворитель (1,2 или 3) 53,2
Дисперсный желтый 6з
полиэфирный, основание 0,15
Дисперсный красный 2С
полиэфирный, основание 0,05
Результаты испытания на светостойкость следующие:
Оценка светостойкости, баллы:
Бумага 5
Стекло 5
Металл 5
Окраска в течение года стабильна.

П р и м е р 3. Получение красного пленкообразующего состава.

Процесс проводят аналогично примеру 1 за исключением того, что получаем красный пленкообразуюзий состав при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Акрилатный сополимер 46,6
Растворитель 1 или 2, или 3 53,2
Дисперсный красный 2С,
полиэфирный, основание 0,2
Результаты испытаний на светостойкость следующие.

Оценка светостойкости, баллы:
Бумага 5
Стекло 5
Металл 5
Окраска в течение года стабильна.

П р и м е р 4. Получение голубого пленкообразующего состава.

Процесс проводят аналогично примеру 1. Голубой пленкообразующий состав получают при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Акрилатный сополимер 46,6
Растворитель 1 или 2, или 4 53,2
Органический жирорастворимый
ярко-синийАнтрахи-
ноновый 0,2
Результаты испытания на светостойкость следующие.

Оценка светостойкости, баллы
Бумага 5
Стекло 6
Металл 5
Окраска в течение года стабильна.

П р и м е р 5. Получение зеленого пленкообразующего состава.

Процесс проводят аналогично примеру 1. Зеленый пленкообразующий состав получают при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Акриловый сополимер 46,6
Растворитель 1 или 2, или 3 53,2
Краситель жирорастворимый
ярко-синий антрахиноновый 0,12
Дисперсный желтый 6з поли-
эфирный, основание 0,08.

Аналогично получают состав с использованием красителя бриллиантового зеленого (диэтиламинотрифенилметана).

Оценка светостойкости, баллы, предложенного состава (известного состава):
Бумага 5/3, расход зеленого пленкообразующего состава, 78 г/м², 257 г/м²
стекло 5/3 расход состава 70 г/м², 175 г/м²
металл 5/3 расход состава 72 г/м², 216 г/м²
Окраска в течение года стабильна.

П р и м е р 6. Получение коричневого пленкообразующего состава.

Коричневый пленкообразующий состав получают аналогично примеру 1 при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Акрилатный сополимер 46,6
Растворитель 2 или 2, или 3 53,2
Дисперсный желтый 6з, поли-
эфирный, основание 0,12
Дисперсный красный 2С, поли-
эфирный, основание 0,04
Органический жирорастворимый
ярко-синий антрахиноновый 0,04
Оценка светостойкости, баллы:
Бумага 5
Стекло 5
Металл 5
Окраска в течение года стабильна.

Испытания светостойкости образцов цветных пленкообразующих составов, нанесенные на бумажные, стеклянные и металлические подложки на приборе "Ксенотест-50".

П р и м е р 7. В качестве контрольного образца использовали пленкообразующие составы с использованием красителей дисперсного желтого 6з (Т. У 6-14-786-85) и дисперсного красного 2С (Т. У 6-14-772-85).

В среде органических растворителей эти красители образуют взвеси и пленкообразующие составы получаются неоднородные, мутные с осадком.

Назначение: окрашенный пленкообразующий состав для декоративной отделки различных поверхностей: дерева, металла, стекла, керамики, картона и т. п. Сущность изобретения: способ получения окрашенного пленкообразующего состава заключается в сополимеризации метил/бутил/ метакрилата с метилакрилатом и /мет/акриловой кислотой в среде органического растворителя - смеси этилацетата с этиловым спиртом и ацетоном при их массовом соотношении 40 : 50 : 10 соответственно или смеси ксилола с этилацетатом при их массовом соотношении 1 : 1, или смеси нефтяного ароматического растворителя с этилацетатом при их массовом соотношении 3 : 1 в присутствии инициатора полимеризации -динитрил-2-азо-бис-изомасляной кислоты с последующим введением красителя - дисперсного желтого 6 "3" полиэфирного основания или дисперсного красного 2"С" полиэфирного, или жирорастворимого ярко-синего антрахинонового, или их смеси в количестве 0,2 % от массы пленкообразующего. Устойчивость окраски к свету на бумаге или стекле , или металле повышенная и составляет в зависимости от субстрата 5 - 7 баллов. Расход состава при нанесении на поверхность субстрата для получения интенсивной окраски составляет 70 - 78 г/м².

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКРАШЕННОГО ПЛЕНКООБРАЗУЮЩЕГО СОСТАВА путем сополимеризации метил(бутил)метакрилата с метилакрилатом и (мет)акриловой кислотой в среде органического растворителя в присутствии динитрил-2-азо-бис-изомасляной кислоты с последующим введением красителя, отличающийся тем, что, с целью повышения красящей способности и светостойкости окраски, в качестве органического растворителя используют смесь этилацетата с этиловым спиртом и ацетоном при массовом соотношении 40 : 50 : 10 соответственно, или смесь ксилола с этилацетатом при массовом соотношении 1 : 1, или смесь нефтяного ароматического растворителя с этилацетатом при их массовом соотношении 3 : 1, а в качестве красителя - дисперсный желтый 6"З" полиэфирный, основание, или дисперсный красный 2"С" полиэфирный, основание, или жирорастворимый ярко-синий антрахиноновый, или их смесь в количестве 0,2% от массы пленкообразующего.