Акриловый сополимер для изготовления вибропоглощающего материала и способ его получения

, СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Е ИЗОБРЕТЕН СВИЛСТЮЛЬСТВ,)г 1(71) Охтинское научно-производственное объединение "Пластполимер"; Центральный научноисследовательский институт конструкционных материалов "Прометей"(54) АКРИЙОВЫЙ СОПОЛИМЕР ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕЙИЯ ВИБРОПОГЛОЩАЮЩЕГО МАТЕт:ат т щ ОПИСАН к авторском РИАЛА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ(57) Сущность изобретения: сополимер включав мол% винилацетат 21,5. - 31,9 бутилакрип 65,1 - 76,5; 1-метакрилоилокси -1-трет- бутилпероксиэтан 1 - 48, имеет значение характеристической вязкости в ацетоне при 20 С 054122 дл/г, Сополимер получают водно-эмульсионной полимеризацией мономерной смеси, дозируемой в реакционную зону с постоянной скоростьа 28,5 - 50% суммарной загрузки в 1 ч. в присутствии 0,8 - 6 мас% эмульгатора Си водорастворимого инициатора, загружаемого равными порциями через одинаковые промежутки времени. равные 24 - 42 мин. 2 саф-лы, 2статическим нагрузкам вибропоглощающего сополимера на основе ВА и БА, который предназначен для эксплуатации в диапазоне температур -2 12 С.5 Поставленная цель достигается созданием акрилового сополимера, включающего 21,5 - 31,9 мол.% ВА, 65,1 - 76,5 мол.% БА и 1,0-4,8 мол.% 1-метакрилоилокси-третбутилпероксиэтана (МТП), обладающего ха рактеристической вязкостью в ацетоне при20 С 0,54 - 1,22 дл/г, общей формулы СН С: ООС Н4 9 ОС: ОСНз С :.ОО1СН-СНзО1ОССН )з з 20 25 30 40 апазоне 24-42 мйн 50 Изобретение относится к получению сополимеров на основе винилацетата (ВА) ибутилакрилата (БА), которые используютсядля изготовления высокоэффективных в диапазоне температур 2 - 12 С вибропоглощающих пленочных материалов,Известен сополимер, включающий 87,4мол.% ВА и 12,6 мол.% БА и получаемыйпутем одностадийной эмульсионной сополимеризации в присутствии эмульгаторовТритон Хи Тритон-ОЯмономернойсмеси из 87,7 мол,% ВА и 12,3 мол.% БА,которую дозируют в реакционную зону втечение.140 мин. Однако этот сополимеробладает низкими демпфирующими свойствами (в диапазоне температур -2+12 С коэффициент механических потерь пленкид не превышает 0,20, а коэффициент потеешьтрехслойного металлополимерного материала д при частоте 1 КГц не более 0,05).Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к данномуизобретению является сополимер ВА с БА,включающий 23,9 - 29,4 мол,% ВА и 70,676,1 мол,% БА и характеризующийся среднечислен ной молекулярной массой514000-757000. Он обладает отличными демпфирующими свойствами в диапазонетемпературС(г 1 не ниже 1,40, а ц неменее 0,3) и получается путем водноэмульсионной сополимеризации смеси, включающей 25,0-30;0 мол.% ВА и 70,0-75,0 мол,%БА, которую непрерывно вводят в реакционную.зону с постоянной скоростью, равной (33,3-40,0)% суммарной загрузки в 1 ч, 3В качестве поверхностно-активного вещества (ПАВ) используют натриевые соли сульфатированных эфиров алкилфенолов(эмульгатор С), а водорастворимый инициатор загружают в 6 приемов, равнымипорциями,. через одинаковые интервалывремени, равные 36 мин, Однако переработка указанного полимера в пленочный материал высокопроизводительным методом- экструзией - затруднена высокой вязкостью расплава полимера в интервале напряжений сдвига (0,11-0,16 МПа), реализуемыхна стандартных экструдерах, при максимально допустимой для ВА-содержащихполимеров температуре 1200 С, Кроме того,известный сополимер вследствие низкогозначения модуля упругости - (10-12) 10 Па5при 5 С обладает пониженной стойкостью кстатическим воздействиям и может выдавливаться из металлополимерных конструкций при хранении.Целью изобретения является улучшение реологических характеристик, повышение модуля упругости и стойкости к СН -СН Н -СН Н -Се,где 1:в:и = (21,5-31,9):(65,1-76,5):(1,0-4,8). Кроме того, в способе получения акрилового сополймера водноэмульсионной сополимеризацией в присутствии ПАВ -натриевых солей сульфатированных эфиров алкилфенолов - при непрерывной подаче с постоянной скоростью мономерной смеси и дробной загрузке водорастворимого инициатора в 6 приемов, равными порциями, через одинаковые промежутки времени в качестве мономерной смеси используют.22,2-32,9 мол,% ВА, 64,1-75,8 мол.% БА и 1,0 - 4,8 мол,% 1-метакрилокси-трет-бутилперокСиэтана, причем дозируют ее со скоростью 28,5-50% суммарной загрузки в 1 ч, ПАВ используют в концентрации 0,8 - 6,0 мол,% от смеси мономеров, а временной интервал между последовательными операциями введения инициатора выбирают в диП р и м е р 1. Синтез тройного сополимера ВА, БА и МТП проводили в однолитровой четырехтубусной стеклянной колбе,снабженной однолопастной стеклянной мешалкой (100 об/мин), обратным холодильником, термометром и капельницей для непрерывной подачи жидких компонентов в реакционную зону. Температура сополимеризации 30+2 С, Смесь мономеров, включающую 22,2 мол,% ВА, 75,8 мол.% БА и 2,0 мол,% МТП, после тщательного перемешивания загружали в оттарированную по объему с точностью до 1 мл расходную емкость (капельницу), откуда она с заданной скоростью подавалась в реакционную зону, Вод 1795644ную фазу готовили непосредственно в кол- периментальныеданныеобусловияхсинтебе, растворяя в 494 г дистиллированной во- за и структуре образующихся полимеров по ды 2 гэмульгатора С(0,8 мас,от суммы примеру 1 и последующим примерам мономеров) и продувая образовавшийся представлены в табл. 1, Свойства сополираствор в течение 15 мин аргоном. Модуль 5 меров по примеру 1 и последующим приме- ванны равен 0,5, Затем в реактор вводили рам приведены в табл, 2.0,4 г персульфата калия (1/6 часть общей П р и м е р ы 2-4. Тройной сополимер загрузки) в виде 250 -ного водного раство- ВА, БА и МТП получали по примеру 1, но ра, открывали кран на линии подачи моно- варьируя в заявляемых пределах состав исмерной смеси (начало реакции) и в течение 10 ходной мономерной смеси, скорость ее дози ч осуществляли дозировку со скоростью ровки в реакционную зону, временные 33,36 суммарной загрузки в 1 ч, По ходу интервалы междудробными загрузками инипроцесса через каждые 36 мин в реактор .циатораиконцентрациюПАВ,Молекулярную добавляли новые порции (по 1/6 общей за- массу сополимеров(характеристическую вязгрузки) персульфата калия и метабисульфа кость) регулировали температурой сополимета натрия, так чтобы последняя порция ризации аналогично известному способу.инициирующей системы загружалась сразу П р и м е р ы 5 и 6 (контрольные). Трой- после окончания дозировки смеси мономе- ной сополимер ВА, БА, МТЛ получали по ров. Последующая дополимеризация осу- примеру 1 (концентрация ПАВ рана.2,4 ществляласьвтечение 90 миндоконверсии 20 мас,6), но используя запредельные эначе% (по данным гравиметрического и газо- ния содержания МТП в мономерной смеси, хроматографического анализов), Незаполи- П р и м е р ы 7 и 8 (контрольные), Троймеризовавшиеся мономеры отгоняли с ной сополимер ВА, БА и МТП получали по помощью водяного пара. Сополимервыде- примеру 1 (концентрация ПАВ равна 2,4 ляли из латекса вымораживанием, отмыва мас.о ), но используя запредельные значели водой от эмульгатора и сушили в ниясодержанияВАиБАвмономернойсмевакууме при температуре 50 С до постоян- си,ного веса П р и м е р ы 9 и 10 (контрольные).Состав сополимера определяли с по- Тройной сополимер ВА, БА и МТП получалимощью ЯМР 13 С-спектроскопии на спектро по примеру 1(концентрация ПАВ равна 2,4 метре "Тесла" прикомнатнойтемпературе мас.о , мономерная смесь содержит 26,0 на частоте 25,1 МГц с полной развязкой от мол,оВА и 72,0 мол,оБА), но используя протонов и 2 Н-стабилизацией. Характеристи- запредельные значения скорости загрузки ческую вязкость определяли в вискозиметре мономерной смеси и временных интервалов Убеллоде при температуре 20 С, используя в 35 между дробными дозировками инициатора.качестве растворителя ацетон. Виброакусти- П р и м е р ы 11 и 12 (контрольные).ческие характеристики (коэффициент по- Тройнойсополимер ВА, БАиМТП получали терь ди яудинамический модуль упругости) по примеру 1 (мономерная смесь 26,0 мол, определяли методом вынужденных резо- ВА и 72,0 мол, БА), но используя занренансных колебаний, Реологические харак дельные значения концентрацииэмульгатотеристики снимали в виде зависимости ра С,вязкости расплава от напряжения сдвигаП р и м е р ы 13 и 14 (контрольные по при температурах 80, 90, 100, 120 С. Стой- известному способу). Двойной сополимер кость материала к статическим нагрузкам ВА с БА получали по примеру, но используя оценивали как долю сополимера, выдавлен условия синтеза (состав мономерной смеси ного из стандартного металлополимерното и скорость ее загрузки, порядок введения сэндвича (под весом одного листа из сплава инициатора), аналогичные известному спо. АМг толщиной 1,8 - 2,0 мм) за один год, Экс- собу..с О Й , с с с ФЪф я Се) ФЪ СеЪ о о о ф ф Йтооооо сч, сч сч сч сч фрл х ФфЙл .-Ю Фф 3 с, Е. З,р СеЭ СЪ сСс е.еФ Ф Ф Ф еФ сч сч Ф 4 сч сч ф Ф О о сч в Е с ф Л ф,.о ее Сс,с о о ф х "со ф ЛСЧ(О Ф О сО ф О) ф Я сО роо-ооооооооо о О О ф О,Л е- О О О О О О сч с) Фо Й сч сч сч сч сч сч Й сч в в л аф ф ф фсо Ю и ф СЛЧ СЧ Е ф Д Р СЛЧ СЧ СЧ сО О Й В О Ф О СЧ Ч В СЧ СЧ СЧ СЧ В еС ф" е Л Ф 1 Й Э Ф Й Й Й Й Се) Э сч ф сч сч сч сч - е) сч сч сч сч сч сч ооооооооо ф Й е сч ф ф ф ф Ффф СЧее Сч эооОоооОю л Ф л л л л лЙл ф00 ф сч сч сч сч сч Й Ф сч в ф сч ф о о о о о о СЧ Сее Л Л Л Э О СО Э О О сч л сч сч.сч сч сч л сч сч сч1 ОЙ1 1 З ЩЕЩ МЪСе СЧдО 2 ф а% Щ з 0 Щ.11 1в1 1 1 1. оо ос оо ас СЧ + о У СЧ 1э оаЩо ко що т з Щф ат,Э 1Еээо. о с цтсзщфз хо .фз т зъз х аОЦ ЭоВФ Евз з3 то аъг сс о о ф ой 3 СЪ СЪ Я Щ т аС о м о за Э СЕ л М Э 1 ЩЗ Э о щ з З к т Ф с м с К а с Щ Ф т х а - с цЩ ос о щз ЩФ ЩЩ щ Е щ о с о с Ф ц Щц о х Щ с ф Ь х о з сФ т щ о хэ о . о т с Э о з х :Г Э з а э" Вао 63о о о з э аа с с Щ Ща Ф асЕ Ф Щ 3- Е з о. -с о- а е- Э Е . з о с о т ффоо ООО-етф Ъ ИЪ О ОЪо о, ф сч сч сч сч СЪ СЪ С СС СЪ о оооо О О О О О 3 ес ей 3 еС о оооо оооо СЪ СЪ СЪ СЪ СЪ о оооо 0 ф ф ф фС еС а а :Ь1 11 1 е,1 1 1 1 1е СЪ 1 1 1 1 1 1вв а.С С о, . фв Сс СЪ1 1 1 1 1 1щ 1 1 1 1 1 11 1 ф ф1 1 1 1 1 СЧ1 1 е СЪ СЧ ав а СЪ СЪ о оо ов а аСЪ СЪо 1СЪа ва. аСЪ СЪ1 1 11 1е 1ф ОЪ - СЧ Е е)ф СО ОСФ СЧ СЪа е1795644 10 Составитель В. ПоляковТехред М,Моргентал Редактор Корректор М,Керецман Тираж . . Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035 Москва ЖРа щскэя наб, 4 5 Заказ 498 у /Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 9ьФормула изобретения ного вещества - натриевых солейо м. сульфатированных эфиров алкилфенолов 1, Акриловый сополимер общей форму при непрерывной подаче с постоянной лыскоростью мономерной смеси и дробнойсн. 5 загрузке водорастворимого инициатора в 6с сй;сн;С 44 сн,4приемов, равными порциями, через одина 1. ковые промежутки времени, отличающийсятем, что, с целью улучщенйя реологическихо с о с о- о ос "в ф:херактеристик сополимера и повышения:ю всн си-сн 10 его модуля упругости и стойкости к статиЭ Эческйм нагрузкам, в качестве мономерной. смеси используют 22,2 - 32,9 мол. виниз 1 з. лацетата, 64,1 - 75,8 мол. бутилакрилатагде 1: е: и (21,5 - 31,9): (65,1 - 76,5): 15 и 1,0- 4,8 мол.1-метакрилоилокси-трет 0,0-4,8); . :. бутилпероксиэтана, причем дозируют ее сос характеристической вязкостью, изме- скоростью 28,5 - 50 суммарной загрузки ренной в ацетоне при 20 С, 0,54-1,22 дл 7 г в 1 ч, поверхностно-активное вещество исдля изготовления вибропоглоюющего ма- пользуют в концентрации 0,6 - 6,0 мол. териала.+ 20 от смеси мономеров, а временной интер 2. Способ. получения.акрилового сопо- вал между последовательными операциялимера водно-эмульсионной сополимери ми введенйя инициатора выбирают в диаэацией в присутствии поверхностно-актив- паэоне 24- 42 мин,