Способ получения окрашенного полиметилметакрилата Советский патент 1980 года по МПК C08F120/14 C08F2/44 

1

Изобретение относится к области получения окрашенных полимеров, а точнее окрашенного блочного полиметилметакрилата.

Известен сиособ получения окрашенных полимеров путем полимеризации соответст- 5 вуюш,их мономеров под действием динитрила бисазоизомасляной кислоты в массе при 60-80°С в присутствии жирорастворимых красителей .

Недостаток этого способа заключается в ю том, что процесс можно проводить только при повышенных температурах, что снижает молекулярную массу иолимеров и как следствие ухудшает физико-механические показатели образцов. Кроме того, высокая 15 темиература полимеризации иредопределяет требовапия к применяемым красителям: последние должны обладать высокой термостойкостью, что в конечном счете, ограничивает выбор используемых в производстве 20 красителей.

Известеи способ получения окрашенных полимеров путем полимеризации виииловых мономеров иод действием иерекисных инициаторов 2.25

Недостаток этого способа заключается в том, что используемые перекиси как сильные окислители вступают в химическую реакцию с целым рядом красителей, что приводит к изменению первоиачальной ок- 30

раски. Вследствие этого для получения, например, синих, зеленых, красных и других оттенков перекпсные инициаторы не применяются.

Наиболее близкг.м техническим решением является способ получения окрашенного полиметилметакрилата (ПММА) путем полимеризации метилметакрилата (ММА) в массе прп температуре 60-80°С в присутствии иерекисного пннцпатора, жирорастворимого краснтеля и 0,01 моль/л мономера стабилизируюшей добавки, в качестве которой используют щавелевую кислоту 3. Стабилизируюидую добавку используют для увеличения светостойкости окрашенного ПММА.

Недостаток этого способа заключается в том, что использование шавелевой кислоты не прнводпт к стабилизации первоначальной окраски целого ряда красителей (красного, зеленого).

На фиг. 1 показана зависимость оитической плотиости (Д) иолиММА, иолучеиного в присутствии ПЛ 5-10-3 м/л, 0,01 м/л, КР-А) 1,3-10-4 м/л, от времени облучения: 1-О ч, 2-25 ч, 3-50 ч, см.

Как видно из фиг. 1, окраска полимера, полученного в присутствии красителя - жирорастворимого антрахиноиового зеленого (1,3-10- моль/л), перекиси лаурила (5-10 м/л), щавелевой киелоты (0,01 моль/л) при температ)ре 60°С, под действием облучения лампа ПРК-2 изменяется. Кроме того, повышеппая температура полимеризации и введение кислоты при производстве блочного полиметилметакрилата ухудшают физико-мехаиические свойства полимера (уменьшение молекулярной массы, прочности, температуры размягчения и т. д.) и затрудняют отделение силикатного стекла от органического.

Цель изобретения - повышепие светостойкости окрашенных полимеров.

Эта цель достигается тем, что в способе получения окрашенного ПММА путем радикальной полимеризации ММА в массе при нагревании в присутствии перекисных инициаторов, жирорастворимых красителей и стабилизирующей добавки в качестве стабилизирующей добавки используют 2-10 моль/л мономера третичного амина и полимеризацию проводят при 30-50°С.

В качестве перекисных инициаторов используют перекись бензоила (ПБ), перекись лаурила (ПЛ) и дициклогексилнероксидикарбонат (ЦПК), а в качестве третичных аминов - диметил - я - толуидин (ДМТ), диэтиланилин (ДЭА), триэтиламин (ТЭА).

Концентрацию перекиси и амина изменяют в пределах и 10-5 моль/л соответственно, при их оптимальном соотношении 1 : 10 концентрация красителя равна 1-10- моль/л.

Природа исходных компонентов, а также выбранное соотношение концентраций амина, перекиси и красителя приводит к тому, что скорость реакции взаимодействия перекиси с амином намного больше по сравнению со скоростью взаимодействия ее с красителем. Наличие такой конкурирующей реакции исключает возможность реакции перекисного соединения с красителем, что и приводит к получепию светостойких окрашенных полимеров. Вследствие наличия указанных двух тииов реакций иорядок введения компонентов в реакционный объем по предлагаемому способу имеет решающее значение: к раствору красителя в мономере добавляют сначала амин, а затем перекисный инициатор.

Использовапие третичных аминов приводит не только к стабилизации окраски полимеров, полученных в присутствии перекисных инициаторов, но и позволяет снизить температуру процесса получения окрашенных полимеров и при этом интенсифицировать данный процесс в 1,5-2 раза. Проведение полимеризации ири более иизких температурах (20-50°С) по сравнению с известными способами получения окрашенных полимеров в присутствии таких радикальных инициаторов, как перекиси, динитрил азоизомасляной кислоты (60-

100°С) способствует улучшению всех физико-механических свойств готовых изделий.

Пример 1. Раствор метилметакрилата с 1,3-10- моль/л красителя, S-IO моль/л диметил-л-толуидина и 5-10- моль/л перекиси лаурила (ПЛ) помещают в стеклянную ампулу, вакуумируют иа водоструйном насосе, ампулу заполпяют инертным газом, запаивают и помещают в термостат с температурой 50°С. Через 4-5 ч получают готовый окращенный полимер, который облучают ртутной лампой ПРК-2.

На фиг. 2 представлена зависимость Д поли-ММА, полученного в присутствии ПЛ 5-10-з м/л, ДМТ 5-10-2 м/л, .КР-А 1,3-10- м/л, от времени облучения: 1-0 ч, 2-25 ч, 3-50 ч, / 1 см.

В качестве красителей используют:

A.Жирорастворимый антрахиноновый зеленый (КР-А) .

Б. Жирорастворимый антрахиионовый фиолетовый.

B.Жирорастворимый антрахииоиовый ораижевый.

Г. Люминар красный 2Ж 600 РТ, (КР-Г).

Д. Люмипар желтый 2 3 495 РТ. т. е. красители, применяющиеся ири промыщленном синтезе окрашенного ПММА. Пример 2. Процесс проводят по примеру 1, исиользуя раствор ММА с 5-10- моль/л ПЛ. Поли.меризацию проводят при 70°С в течение 8-10 ч.

На фиг. 3 показано изменение Д полиММА, получеииого в присутствии ПЛ 5-10-3 м/л, КР-Г 1,3-10- м/л, в зависимости от времени облучения: 1-О ч, 2-25 ч, 3-50 ч; см.

Пример 3. Процесс проводят но примеру 1, используя раствор ММА с 5-10-5 моль/л ПБ, 5-10-2 моль/л ДМА. Полимеризацию проводят при 30°С в течение 7-9 ч.

На фиг. 4 показана зависимость Д полиММА, полученного в присутствии ,ПБ 5-10-3 м/л, ДМА 5-10-2 м/л, 1,3-10- м/л от времеии облучения: 1-0 ч, 2-25 ч, 3-50 ч; / 1 см.

Таким образом, проведение процесса по способу изобретения позволяет получать окрашенный полпметилметакрилат с повышенной светостойкостью.

Формула изобретения

Способ получения окрашенного полиметилметакрилата иутем радикальиой полимеризации метилметакрилата в массе при нагревании в ирисутствии перекисиых инициаторов, жирорастворимых красителей и стабилизирующей добавки, отл и ч а ющийся тем, что, с целью повышения светостойкости окрашенного нолимера, в качестве стабилизирующей добавки используют 5-10-2-10- моль/л мономера - третичного амина и полимеризацию проводят при 30- 50°С. Источники информации, принятые во внимание цри экспертизе 1.Марек О., Томка М. Акриловые полимеры, «Химия, М., 1966, с. 218. 2.Бородкин В. Ф. Влияние красителей на 5 фотодеструкцию полиметилметакрилата, - Пластические массы, № 2, 17, 1968. 3. Сергеев 3. И. Крашение пластических масс органическими пигментами и лаками, - Пластические массы № И, 27, 1961 (прототип).

2 100sooso о

pUt.1

H.HM

PLJ. г

400 soo eoo

i, wf iput.3