Способ получения полимерных материалов с модифицированной поверхностью Советский патент 1992 года по МПК C08J5/12 

Изобретение относится к переработке и модифицировании полимерных материалов (ПМ) и может быть -использовано в химической, лакокрасочной промышленности, при декоративной отделке пластмасс.

Известен способ получения композиции для защитных покрытий пластмасс, согласно которому защитные покрытия содержат поликремневую кислоту и сополимер алкилметакрилата и оксилалкилмета- крилата. Покрытия, полученные по этому способу, повышают атмосферостойкость, механическую прочность пластмасс.

Однако, данный способ трудоемок, покрытия не устойчивы к органическим растворителям, не обладают гидро- фильностью.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ модифицирования поверхности полимерных материалов, например, полиметилметакрилатов, заключающийся в обработке поверхности пластмасс 20%-ным раствором гидроксида натрия при 60-100°С а течение 5-20 ч (заявка Японии Ms 58-17121 - прототип). Недостатком способа является отсутствие у обработанной поверхности пассивных свойств, малая механическая прочность поверхности, неустойчивость к действию растворителей.

Цель изобретения - повышение химической устойчивости, поверхностной микротвердости и гидрофильности полимерных материалов за счет создания на поверхности ультратонкой защитной неорганической пленки.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве химических реактивов, активирующих поверхность, используют 20%-ный раствор NaOH или насыщенный раствор КаСгаО в 90% НаЗОз и процесс проводят при 50-90°С, после обработки растворами химических реактивов полимерный материал подвергают циклической обработке в токе инертного газа рри 60-110°С:

а)инертным газом 4 мин;

б)парами воды 4 мин:

в)парами SICU 4 мин

(Л

С

XI 00 ГО Ч) XI ON

и удаляют избыток реагента и продуктов реакции после каждой стадии обработки, причем обработку парами воды и SiCly проводят шестикратно.

Существенным отличием предлагаемого способа является последовательная обработка поверхности материала в растворах химических реактивов, активирующих поверхность (20%-ного раствора NaOH или насыщенный р-р toCraO в 90% HaSO) и парами SiCU и НаО в токе инертного газа при 60-100°С. Последовательность операций формирования модифицированного слоя из жидкой и газовой сред приводит к образованию на поверхности ультратонкой равномерной пленки из диоксида кремния, что способствует повышению гидрофильности, микротвердости и химической устойчивости поверхности ПМ. Предлагаемое техническое решение иллюстрируется примерами, подтверждающими возможность осуществления изобретения с получением положительного эффекта при использовании всей совокупности существенных признаков изобретения, указанных в формуле.

Пример 1. Образец ПММА выдерживают в 20%-ном растворе NaOH при 90°С в течение 5 ч, затем достают, промывают водой и помещают в реактор проточного типа, где нагревают образец в атмосфере инертного газа - азота до 90°С в течение 4 мин. Скорость инертного газа составляет 50 мл/мин. Затем током инертного газа - азота подают пары воды в реактор и обрабатывают образец подвергают обработке парами четыреххлористого кремния в течение 4 мин. Затем удаляют избыток: реагента и продукты реакции током инертного газа- азота в течение 4 мин и снова обрабатывают ПММА парами воды до отсутствия следов HCI на выходе из реактора. Далее обрабатывают парами SICU и т.д. Циклическую обработку парами НаО и SICU проводят б раз.

Пример 2. То же, что и в примере 1 но перед обработкой в газовой фазе образец выдерживает 5 мин в насыщенном растворе К2Сг20у в концентрированной (90%) серной кислоте при 50°С. Результаты испытаний образцов различных полимерных материалов приведены в таблице. Как видно

из таблицы, предлагаемый способ позволяет значительно повысить гидрофобность поверхности полимерных материалов, увеличить поверхностное натяжение смачивания в 1,5-2 раза, повысить на 50% микротвердость поверхности ПМ, увеличить химическую устойчивость к органическим растворителям.

Формула изобретения Способ получения полимерных материалов с модифицированной поверхностью путем обработки поверхности полимерного материала растворами химических реактивов, активирующих поверхность, при нагревании, отличающийся тем, что, с целью

повышения химической устойчивости, поверхностной микротвердости и гидрофильности за счет создания на поверхности ультратонкой защитной неорганической пленки, в качестве химических реактивов,

активирующих поверхность, используют 20%-ный раствор NaOH или насыщенный раствор К2СГ20 в 90%-ной H2S04 и процесс проводят при 50-90°С с последующей обработкой поверхности пои 60-110°С, после

обработки растворами химических реактивов полимерный материал подвергают циклической обработке в токе инертного газа при 60-110°С: инертным газом 4 мин; парами воды 4 мин; парами SICU 4 мин, и удаляют избыток реагента и продуктов реакции после каждой стадии обработки: причем обработку парами воды и SICM проводят 6- кратно.

ПММА - полиметилметакрилат, МСП - сополимер стирола с метакрилатом, ПАН - поликрилонитрил, ABC - акрилнитрилбутадиенстирольный пластик, ПС - полистирол, УПС - ударопрочный полистирол

Использование: переработка пластмасс. Сущность изобретения: проводят обработку поверхности полимерного материала растворами химических реактивов, активирующих поверхность, при нагревании. После обработки растворами химических реактивов полимерный материал подвергают циклической обработке в токе инертного газа при 60-110°С: а) инертным газом 4 мин, б) парами воды 4 мин, в) парами SICM 4 мин, и удаляют избыток реагента и продуктов реакции после каждой стадии обработки, причем обработку парами воды и SICU проводят шестикратно. 1 табл.