Способ получения пленкообразователей

ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 150430 (21) 2909395/23-05 С 08 Г 2/22С 08 Г 230/08С 09 О 3/82 с присоединением заявки М 9 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ордена Трудового Красного Знамени институ физической химии АН СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНКООБРАЗОВАТЕЛЕЙ латметилтриалкоксисиланыформулы общей Н С = С - С - 0-СН ) - 51 (й ).где Изобретение относится к химии полимеров, а именно к способам получения пленкообразующих из водных дисперсий полимеров,и может быть использовано для образования пленок и покрытий.Г Известен способ получения пленкообразующих путем водоэмульсионной сополимеризации виниловых мономеров с алкоксисиланами, согласно которому в качестве виниловых мономеров используют акрилаты, а в качестве алкоксисиланов - силаны различной структуры С 13. 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 пленкообразователей путем водоэмульсионной сополимеризации смеси виниловых мономеров с алкоксисиланами, согласно которому в качестве алкоксисилана используют метакриР = - Н, - сН10. и= 1-8;к ОН, Н Недостатком известного способа является невысокая коллоидная устойчивость дисперсий, не образующих вследствие этого эластичных покрытий. 20Целью 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 0,5- 5,0 мас.Ъ от мономеров моно-:или би 952855функциональных соединений общей фор 0Н С =С - С "0 СН - МЙ ) (Ок ))1 О ЬВРгдеР: -Н, - 0 Н Й,С,Н(;М"- ("8) 1П+ГО= 3)и процесс проводят в присутствии0,001-0,003 мас.Ъ от мономеров метилгидрохинона.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 устойчивости дисперсий и уменьшения интенсивности сшивания при синтезе полимеризацию проводят в присутствии25 ингибитора полимериэации, вводимогов реакционную систему в начале процесса. В качестве ингибитора полимеризации может быть использован метилгидрохинон (0,001-0,003 мас.Ъ). 30При описанных условиях образуетсяколлоидно-устойчивая дисперсия сополимера, содержащего в боковых цепяхалкоксисилйльные группы, частично прореагировавшие с образованием меж молекулярных поперечных связей -51-0-5-. В этой дисперсии в процессе сушки при нормальных условияхи обезвоживания проходит дальнейшаяреакция конденсации с образованием 4 О . пленки сшитой структуры по всему объему.Использование для сополимериэациис виниловыми и акриловыми (метакрилоными) мономерами моно- и дифункциональных силанов, уменьшая густотусшивки сополимера, создает возможность широко регулировать эластичность пленок клеев и пленкообразую);щие свойства дисперсий.Использование для получения дисперсий метода ингибированной метилгидрохиноном полимеризации уменьшаетстепень структурирования саполимера . в процессе синтеза и повышает коллоидную устойчивость дисперсии, причемпозволяет успешно использовать монои бифункциональные силаны.)П р и м е р 1. Пленкообраэующуюдисперсию синтезируют эмульсионнойполимаризацией смеси этилакрилата(5 мас.ч) в качестве эмульгатора и 65 персульфата аммония (0,2 мас.ч) в качестве инициатора при соотношении фаэмономер-вода 1:2. Полимеризацию проводят в стеклянном реакторе, снабженном мешалкой, двумя дозаторами, обратным холодильником и термометром, ватмосфере инертного газа при 80 С.Эмульгатор растворяют в 180 мас.ч воды, 1/3 этого раствора загружают вреактор и нагревают до укаэанной температуры. Смесь мономеров и оставшуюся часть раствора эмульгатора при непрерывном вращении мешалки постепенно, в течение 4 ч, вводят в реакторчерез доэаторы. Инициатор растворяютв 20 мас,ч воды раствор вводят порциями в начале и по ходу полимеризации. После слива всех реагентов процесс продолжают при той же температуре до глубокой конверсии,Полученная коллоидно-устойчиваядисперсия может быть использованасамостоятельно в качестве бесцветного покрытия мягкой поверхности иликлеевой прослойки между склеиваемымиповерхностями гибких полимеров и волокон, при высыхании на воздухе безприменения термообработкй или катализаторов она образует пленки сшитойструктуры, устойчивые к органическимрастворителям и термостойкие. Дисперсия может быть также применена дляполучения кроющих покрытий после смешивания ее с высококонцентрированными пигментными пастами,П р и м е р 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,). Температурареакции снижается до 40-60 С,П р и м е р 3. Отличается от прииера 1 тем, что в качестве смеси мономеров используют метилметакрилат(1 мас.ч.) и процесс ведут в присутствии метилгидрохинона (0,001 мас.ч),Соотношение фаз мономер - вода 1:1.Дисперсия может быть использованадля покрытия и склеивания жесткихповерхностей: металла, полистирола,керамики и других.П р и м е р 4. Отли%.,ется от примера 1 тем, что в качестве смесимономеров используют метилакрилат(1,5 мас,ч) и. полимериэацию ведут вотсутствие метилгидрокинона.П р и м е р 5. Отличается от примера 1 тем,что в качестве смеси мономеров используют стирол (40 мас.ч.),бутилакрилат (58,5 мас.ч.), метакрилатметилдиэтоксиметилсилан (1,5 мас.ч),Полимеризацию проводят в присутствии метилгидрохинона (0,001.мас.ч.).3П р и м е р б. Отличается от примера 1 тем, что в качестве смеси мономеров используют стирол (55 мас.ч), бутилакрилат (45 мас.ч), метакрилатметилдиамилоксиметилсилан (3 мас.ч.), амид метакриловой кислоты (2 мас.ч.).ГП р и м е р 7. Отличается от примера 1 .тем, что в качестве смеси мо. 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 сдисперсиями, синтезированными по известному способу, предлагаемые дисперсии обладают повышенной коллоидной устойчивостью, расширенным интервалом эластичности полимеров, повышенной прочностью пленок и устойчивостью к действию воды,с также устой чивостью пигментированного покрытия ксдвигу при высокой температуре.Таким образом, изобретение позволяет получить коллоидно-устойчивыедисперсии, образующие эластичные по крытия.1 М1 Н 1 О О %.Ч х аю 5%9 ид О О ае О О О СО сР6 1Х оож ФЦФ доО офо Ж д в аоо с х и х Эй х х а а а с 9 Х х 9 ю к С д М н в ао Х д 4 х х ОХ ко 1 Н о о Ы Х ее 6 аххао дхд 30 хон Фадои д Х ФНО Е ок; цанооакх охно х Роыд а ф х х о 1 о В 6 о и н о о х п.д ххоР ох Фо ин оо хЦ х х о а 6 о 1 Х 1 е- Й 6Х ЯО а нн ав а н о 03 каа а оцнххоонкх к о И о о ООО ыид х х охаоц 1 хдхо1 ЭХ Э 1 СЕ 1 О,ЮК т хе," 1 а ха 1 жХОХ 1 1 Х 1 Х 1 ."1 1, Х 1 дО 1 С 1 Ео д й о О О 1ж аагавокод",е 9а хаыодЮООеоыкн о в кю озх Ом ОН Ха Фа а о о хаХд нк х оо ха 9 аа н дхф днОХ ыокнЦ х О О х э а е к хх к н о; ИО оо ко ха в о а да а ф 1 е а е о ДО о 6 9 хао дно о 1 йдОеОН оаих н о х ойдо х х а а ОК Х Х Х О а о х н к х эх х анхо оцуп кхнк оо," х ххон кохенО 3 хай аодхф оо к 0 йхи 1 3а 61 г Н ЕЮО ЕН-Оад с - КМО 952855 1 а 1.Х о а о н о ее Я д Н еа Фаа екн ххо как охи Мах ОКх ох аох ч О О ахи кна цон 6 9 аале Идее ж а к х а о х кхо ххх ндх енх Ецо хно оу ОХО к я их х Цф Э Н И Х еЧе ней;е ее Н ф.1 а О-о ХЛ ас ВМОс Э Э аххао дхдЗО хоняваО о Ця ценое ОИ, " аН нооаих о.х но хцохдо1 1 н 11 аахакнхнакхооххйохоаэи,еххокхио,ххахиоАнно о99 Х ДЯи окоХ ее КНн Х д сО а н хо х1.К Я Ц ее Нохоклеоохх -иХ Х Нт.1а Ккф сГ ХХ. Оанхо,вцхххЕе абХв ннкдоааехнадкоо 1 13 а ок 9 фе Яо Хъе к н оа и к ОХ о а6х ан 53 6 Э хао дно О 1 д н,"оэео Н о аи х н о х ойдо еН ХаххкодххнОООыннаданоожвххоо ажи хйхдо8 Энз Цхи-хХ Хе"ИйеКа нО хкаонхк-еНХае 3й О.х хса хмн аоН В КОа я Х сКОо"=-И - СН 13 Составитель В. ЧуповРедактор Н. Егорова Техред М.Коштура Корректоо О.Билак Заказ 6202/37 Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ФилиаЛ ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретенияСпособ получения пленкообраэователей путем водно-эмульсионной сополимериэации смеси виниловых мономеров с алкоксисиланами, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью получе ния коллоидно-устойчивых дисперсий, образующих эластичные покрытия, в качестве алкоксисиланов используют 0,5-5,0 мас,% от мономеров моно-. или бифункциональных соединений общей 10 формулы0ИН С=С - С - 0 - СН - 819 ) 0 Р )15где й =СИ =-8пффф 3,0,001-0,003 мас, Ъ от мономеров метилгидрохинона.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ВепикобританииР 1359558, кл. С 3 Р, 1972.2. Патент США М 3706697,кл. 260-29.2, опублик, 1970 (прототип).