Способ получения замутненных материалов Советский патент 1977 года по МПК C08F220/10 

1

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

Известные способы получения замутненных материалов,основаны на введении полимеров, неорганическихсоединений или совместно неорганических соединений и полимеров в реакционную полимеризуюшуюся систему на основе акрилатов l. Известен, например, способ получения замутненных материалов путем полимеризации метипмет- акрипата (ММА) в присутствии сополимера этилена с винилацетатом и окиси титана 2.

Смесь сополимера трифторхлорэтилена с Бинипиденфторидом и сернокислого бария предлагается в качестве замутнителя при получении светотехнического органического стекла на основе метилметакрилата з.

В ряде случаев с целью создания матовых экранов предлагается при полимериза-

ции ММА вводить окиси металлов ( TiO, ZtiO , Со О ), карбонаты Zt7 , Pt, Са ,;сульфоксиды, алюминаты, силикаты Си, Mg- и тм. 4.

Все известные способы имеют следующие недостатки.

Во-первых, трудно приготовить однородгную, устойчивую к седиментации и коагуляция цисперсиюуказаниых добавок в мономере. Поэтому к диспергируемым частицам предъявп ются жесткие требования в отношении размеров частиц и лиофильности их поверхности (поверхность частиц пигмента, лучше TiO, предварительно гидрофобизируется; а по другому способу стабилизации суспензий достигается затиранием пигмента со стружкой блочного полиметнлметакрилата с молекулярным весом меньше 31О в присутствии мыл жирных кислот. Иногда для получения однородной дисперсии используют специальные смесители.

Во-вторых, седиментация диспергируемых частиц при полимеризации мономеров приводит к получению материалов, неоднородных как по физико-механкческим свойствам, так и в большей степени по светотехническим характеристикам. Создрние услови для высокой скорости полимеризации позволяет в некоторой степени избежать этого недостатка б. В -третьих, трудность (и даже иногда невозможность) фильтрации реакционных см сей от посторонних включений: (грязь, вносимая вместе|с добавками пигментов; спек шиеся, оплавленные частицы диспергируе- ( мых полимеров) приводит не только к плохому внешнему виду получаемых замутненных листов, но и к ухудшению физико-механических свойств, обусловленному неравномерной скоростью полимеризации по поверх ностн материала. Известен способ получения замутненных материалов путем полимеризации ММЛ в присутствии поливинилхлорида (ПВХ), являющегося аамутнитепем, инициатора полимеризации и стабилизирующей добавки-циметакринового эфира дифенилоппропана Сб. Ука йаМная стабилизирующая добавка вводится в мономерную смесь в количестве 2-2и вес. на 1ОО вес,ч. ММА с целью повышения теплостойкости материала и сохранения хороших светотехнических свойств после УФоблучения. Недостатки такого способа полу чени5. замутненных кетериалов заключаются в сложности технологи4еского процесса, обусловленной необходимостью выбора поли мера (ПВХ) с определенной степенью дисперсности и смачиваемости его порошкообр«оных частиц, тщательного смешения ПВХ с ММА, седиментациейПолимера во время пригх)товления реакционной смеси и в процессе дальнейшей полимеризации. Седиментация ухудшает как физико-мехаии1еские, так и светотехнические свойства материала. Кроме того, теплостойкость получаемого при этом материала невысокая. Цель изобретения - упрощение процесса получения замутненных материалов и увели чение теплостойкости с сохранением хороших светотехнических свойстви удельной ударной вязкости после УФ-облучения. Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что диметакрилаты или диакрилаты бисфенолов вводят в форполиме эфироп метакриловой кислоты или в их смеси с эфира ми акриловой кислоты. В качестве диметакрилатов и диакрилаTOR бисфенолов используют соединения обшей (|юрмулы С -С -0-R-0-C - С -CH.J, Кi К Н,СН. Способ осуществляют следующим образом, В процессе полимеризации исходной смеси образуются сополимеры метилметакрилата 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-f 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 макромол екулярном уровне. Количество вводимых сложных эфиров составляет от 5 до 20 вес.ч. на 100 вес.ч. форпопимера. Предлагаемый способ по сравнению с известными обеспечивает высокое качество замутнения материала благодаря осуществлению диспергирования на макромолекуляр- ном 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 давлением от 10 до 20ОО кг с/см и при температуре от 5О до 2ОО°С. В случае необходимости получения материалов 5-6 светотехнических групп возможно введение различных неорганических пигментов, при этом устраняется их седиментация благодаря тому, чтоисходную смесь можно приготовить с необходимой вязкостью. Пример 1. К 1ОО вес.ч. форполимера метилметакрилата (конверсия 4О%, молекулярный вес полимера 8ОООО) добавляют 10 вес.ч. диметакрилового эфира дифенилолпропана. Реакционную смесь заливают в пресс-форму из нержавеющей стали. Полимеризацию проводят при температуре 140с в течение 20 мин. Получают замутненный-материал, свойства которого привецены в таблице.

Пример 2. К ШО вйс.ч. фориолимера метипметакрипата и метилакрилата (метнлакрилат в количестве 2,0 вес.% от ММА; конверсия форполимера 31%, молекулярный вес 1ООООО) добавляют 5 вес.ч. диметакрилового эфира диф нилолпропана, Реакциоштую смесь заливают в форму из силикатного стекла и полимеризуют в две стадии: температура первой стадии 50 С, время полимеризации до готовности; температура второй стадии , время полимеризации 1 час.

Свойства замутненного материала приведены в таблице.

Пример З.К 1ОО вес.ч. форполимера метипметакрилата (конверсия 28%, молекулярный вес 110000) добавпяют 10 вес.ч диметакрипового эфира дифенипоппропана. Полимеризацию проводят, как описано в примере 2.

Свойства полученного материала приведены в таблице.

Пример 4. К 1ОО вес.ч. форполимера метилметакрилата и метилакрилата (метил акрил ат в количестве 2 вес.% от ММА; конверсия форполимера 31%, молекулярный вес 1ООООО) 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 (бутил акрилат О вес.% от ММА; конверсия форполимера 22%, молекулярный вес 76ООО добавляют 7 вес.ч. диметакрилового эфира гидрохинона. Полимеризацию проводят, как описано в примере 2.

Свойства полученного материала приведены в,таблице.

Пример 6. К 10О вес.ч.- форполимера метилметакрилата в бутилакрилата (бутилакрилат 10 вес.% от ММА; конверсия форполимера 22%, молекулярный sec 76ООО добавляют 8 вес.ч. диакрилового эфира гидрохинона. Полимеризацию проводят, как описано в примере 2.

Свойства пол чеяного материала приведены в таблице.

Введение диметакрилатов и днакрилатов

бисфенголов в форполиМер значительно упрошпет процесс получения замутненных материалов, так как отсутствуют стадии смешения с ПВХ, седиментация смеси и стадия введения других добавок. Введение указанных добавок в форполкмер дает возможность значительноувеличить теплостойкость и получить материал с хорошими светотехническими свойствами и.удельной ударной вязкостью после УФ-облучения.

Пример 7. , К 100 вес.ч. форполи- мера метилметакрилата (конверсия 23%, молекулярный вес полимера 13ОООО) добавляют 20 вес.ч. диметакрилового эфира дифенилолпропана.Реакционуню смесь заливают в форму из силикатного стекла и полимеризуют в две стадии: температура первой стадии , время, полимеризации до готовности; температура второй стадии 115°С, время полимеризации 1,5 ч.

Свойства замутненного материала приведены в таблице.

Пример 8. К 1ОО вес.ч. форполимера метилметакрилата и бутилакрилата (бутилакрилат в количестве 10,0 вес.% от ММА; конверсия форполимера 25%, молекулярный вес 9ОООО) добавляют 2О вес.ч. диметакрилового эфира гидрохинона. Полимеризацию проводят как описано в примере 1. Свойства полученного материала приведены в таблице.

Пример 9. К 10О вес.ч. форполимера метилметакрилата и метилакрилата (метилакрилат в количестве 5 вес.% от ММА} онверсия форполимера 34%, молекулярный вес 11ОООО) добавляют 2О вес.ч. диакрилово- го эфира гидрохинона. Полимеризацию провоят как описано в примере 1.

Свойства полученного материала приве- ены в таблице. Формулаизобретения Способ получения замутненных материалов путем сополимеризации эфиров метакриловой кислоты или смеси эфиров метакриловой и акриловой кислоты с диметйкрилатами или диакрилатами бисфенолов обшей формулы Н t C-C -О-И-О-С-С СН KH.CHj) в количестве 5-20% от веса мономероа отличающийся тем, что,|с це560895 0 15 20 лью упрощения процесса и увеличения теплостойкости материала при сохранении хороших светотехнических свойств и удельной ударной вязкости пбсле УФ-облучения, диметакрилаты или диакрилаты бисфенолов вводят в ф орполймер эфиров метакриловой кислоты или их смеси с эфирами акриловой кислоты. Источники информ ии, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство № 219174, кл. С О8 i 29/46, 1968 г. 2.Патент Японии № 16848/68. 3.Авторское свидетельство № 181276, кл. С 08 f 29/46, 1966 г. 4.Патент Великобритании № 1080549, кл. СЭР, 1968 г. 5.Авторское свидетельство М 35394О, кл. С 08 f 25/ОО, 1972 г. 6. Авторское свидетельство № 423357, С О8 29/46, С О8 1 29/18, 1974 (прототип).