Сополимеры метакриловой кислоты с -метакрилоилацетоксимом в качестве основы антистатического лака

(54) СОПОЛИМЕ С М-МЕТАКРИПО ВЕ ОСНОВЫ АНТ (57) Сополиме с Я-метакрило формулы0 ЯС -С - С где щ = 87-40 ма мол. м. 4,3 1 О честве основы ан Х8 105 статическог,Вф АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(72) Л.А.Бударина, С.А.Верухина, ЕВ,Кузнецов.и Г.В.Кочнева (71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. С.М.Кирова (53) 678.744.322 (088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 225443, кл. С 08 Г 220/06, 1966.2,. Авторское свидетельство СССР У 331068, кл. С 09 Э 3/80, 1970.3. Авторское свидетельство СССР В 443884, кл. С 09 К 3/16, 1973.4. Авторское свидетельство СССР 443885, кл. С 09 К 3/16, 1973.5. Авторское свидетельство ССС 600154, кл. С 09 К 3/6, 1976. МЕТАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫИЛАЦЕТОКСИМОМ В КАЧЕСТ ТАТИЧЕСКОГО ЛАКА метакриловой кислоты ацетоксимом общей1141101 ЗН15 С=О1В 1Изобретение относится к химииазотсодержащих соединений, а именнок новым сополнмерам метакриловойкислоты с Я-метакрилоилацетоксимом,и может быть использовано в областиполимерных антистатйков.Известны сополимеры акриловойСООН С=О где К = Н,СН, К, = Сии +20 обладающие электрической йроводимостью 1,Недостатком таких сополимеров является то, что они обладают недоста 25 точно вьсокой электрической проводимостью, а антистатические лаКи на их основе не дают качественных покрытий на полимерных подложках.Такие сополимеры получают путем радикальной полимериэацни акриловой или метакриловой кислоты в присутствии неполимериэационноснособного алифатического или ароматического амида кислоты с последующим нагреванием полученного полимерного комп лекса при 140-150 С.Известны сополимеры акриловых кислот с вийиловыми мономерами, которые используют в качестве связующих. для антистатических лаков2 . 40Однако антистатические характеристики этих лаков .сравнительно невысоки, покрытия имеют матовые участки, происходит их частичное отслоение.45Известны сополимеры 4-метилпентенас акриловыми или галоидакриловыми кислотами, используемые в качестве связующих в антистатических лаках 3.50Однако антистатический эффект покрытий на основе таких лаков невысок, покрытия характеризуются наличием пятен и отслаиваний.Известны полимеры гомо- или соло лимеры диалина, используемые для антистатической обработки термопластичньгх полимеров Однако антистатические характеристики таких покрытий сравнительно невысоки. На покрытиях имеются отслаивания. Покрытия матовые.Известны полимеры - полиаценафтиленсульфокислота и полиаценафтиленвиннлбензолсульфокислота, которые используются для изготовления антистатических лаков 5 .Однако покрытия на основе известных полимеров при нанесении их на подложки из поливинилхлорида не обеспечивают достаточного антистатического эффекта, Кроме того, на этих покрытиях имеются отслаивания, белые пятна, разводы.Целью изобретения является получение полимеров, используемых в качестве основы антистатического лака и обладающих высокой электрической проводимостью.Поставленная цель достигается новой химической структурой общей формулы СН СНсн- с +- сн, - с - ) СООН С= ОЯС - С - СНз,где в = 87-40 мас.Х,мол.м. 4,3 1 Оф - 1,8 10.Сополимеры метакриловой кислоты сИ-метакрилоилацетоксимом получаютмодификацией полиметакриловой кислоты ацетоксимом в среде органическогорастворителя (диметилформамида). Реакцию проводят при 150-170 С присоотношении полиметакриловой кислотыи ацетоксима 1:1 и концентрацииПИАК в растворе 3 моль/л.Предлагаемая структура синтезированных сополимеров доказана методомИК-спектроскопии (в ИК-спектрах продуктов реакции наличие полор поглощения при 1690 см " для группыС=И-, при 7 10 см 1, характерные для-С=О группы органических кислот).Доказательством наличия в модифицированной поликислоте С=И-группявляется и бромное число, котороеопределяется по методу Кноппа. Былпроанализирован сополимер метакриловой кислоты с М-метакрилоилацетоксимом с содержанием кислоты1101 Таблица Состав сополимера, масЛ Сополимер Удельное объемноеэлектрическое сопротивлениер, Ои см заиещенного амида и метак рилоилацетоксима кислотысолиИзвестный 6,7 10"1 2,7 10 ф 10 ффМАК с Н-ацетилиетакриламидои 50,0 МАК с И-бутирилиетакриламидои 38,9 МАК с М-капроилиетакрилаиидом 40,0 50,0 61,1 60,0 Предлагаеиый МАК с Я-метакрилоилацетоксимом 87,0 9,0610"ф 2,65 1014 3,5 1013,0 ф+2,0 60,0 78,0 40,0 Метакрилат Иа с К-метакрилонл-.ацетоксимои, 26,5 4,710 ф ф"73,5 3 114 75,0 мас,й. Бромное число практически для него равно 26,71, а теоретическое - 28,25, т.е. можно заключить что бром присоединяется по :С=Н- связи не только качественно, но и количественно.П р и и е р 1. В трехгорлую колбу, снабщенную мешалкой и холодильником, помещают 25,8 г полиметакриловой кислоты, предварительно растворенной в небольшом количестве диметилформаиида, 21,9 г ацетоксима, доводят объем до метки 100 мл дииетилформаиидом и ведут реакцию модификации при 153 С в течение 1 ч. По окончании реакции сополииер очищают двойным переосащдением; вначале 5-103-ным раствором НС,промывают водой до нейтральной реакции, затеи растворяют в спирте и высахда" ют диэтиловым эфиром. Затем сополимеры сушат до постоянного веса при й40 С. Содерщание кислоты в сополнмере, ьпределенное методом потенциометрического титрования, равно 87, 0 мас. Х, мол.и. 4, 3104.П р и м е р 2. Получение сополииеров аналогично примеру 1, но реакцию иодификации ведут в течение2 ч. Содерщание кислоты в сополаюере 78 мас.Ж, мол.м. 8,3 10 ф.П р и м е р 3. Получение сополимеров аналогично примеру 1 и 2,но реакцию модификации ведут 20 ч.Сополимер высалдают,вначале 5-;107-ньм раствором НС 1, проиываютводой до нейтральной реакции, а за теи растворяют в диметилфориамндеи высаздают из него водой. Затеисополимеры сушат до постоянного веса при С = 40 С и определяют содерхание кислоты методом потенциоиетц рического титроваиия, равное 40 иас.Хмол.м. 1,810 П р и м е р 4. Получение сополимеров с мол.м. меньше 4,3 10 иФ 20 больше 1,8 10 аналогично, примерам1-3 (с условием ведения реакции втечение времени меньше 1 ч и больше20 ч соответственно), но сополимерыОбладают понищенныии электрическими 2 свойствамн (порядок р).Электрические свойства известных и предлагаемых сополииеровприведены в табл. 1.4 1141101Антистатический лак с использованием предлагаемцх сополимеров гото- пвят по рецептуре, приведенной во табл. 2.нТаблица 25 ое электри) иэмереноотносительной чени в одло- ос- метак- илацетров с со кислоты БО мес.й соноСополимерРастворитель (этиловый снирт, диметилформамид (ДИФА) для сополимеров с содержанием кислоты менее 60 мас.й во да - для сополияедержаниемболее Антистатический лак наносят на олимерные образцы из линолеума на снове поливинилхлорйда, декоративой отделочной нленки полистирола и полиметилметакрилата.Удельное поверхностическое сопротивление (упо ГОСТУ 6433.2-71 привлажности Э= 653. В табл. 3 и 4 приведены зн р покрытий, полученных путем ностной обработки полимерных жек антистатическими лаками н нове предлагаемых сополимеров риловой кислоты с й-метакрило оксимом и на основе известных лимеров.1. 1 е ЪГ ещ ЪФ е й Ю о о о СфФ ФфЪ й 4 Э 3 с00 е О а ФОс, у мо о ее . ЕвеЯЭ ф лв фЧФоо оФг сЧ ОФл о л 1 е оо о е Фе Фф е е л в й ие- оЗаказ 2026 Тираж 475 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Иосква, Ж, Раущская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 5 11 114Таким образом, покрытия, полученные на основе антистатического лака с использованием предлагаемых сополимеров, ровные блестящие, однородные, значительно снижают величину удельного поверхностного электрического сопротивления у испытанных матевриалов (на 5-8 порядков), а с использованием известных сополимеров у 131 12испытанных материалов снижаетсн только на 2-4 порядка, к тому же покрытия неоднородные, с разводами, матовыми пятнами, имеются отслаивания.Таким образом, изобретение позволяет получать связующие для антистатических лаков, покрытия на основе которых характеризуются высокими антистатическими свойствами.