Радиационно-отверждаемая на воздухе полиэфирная композиция

 

союз советсних социАлистичесних

РЕСПу блин

„.,Я0„„89208

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О, 2-1,0

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРмтиям пРи Гннт сссР

1 (2) ) 2584963/23-05 (22) 01.03.78 (46) 15.10.89. Бюл. Р 38 (7!) Институт химии высокомолекулярных соединений АН УССР (72) Н. Г. Виденииа, С. И. Омельченко, С. А. Брацлавская, И. А. Навроцкий, Л. Н. Лучанский и В. К. Суриков (53) 678.674(088.8) 156). Чикин N. А. и др. Ингибирование радиационной полимериэации иекасыцекных олигоэфиров кислородом воздуха.

Пластические массы, В 7, 1975, с. 2022.Натект Англии t» 1347680, кл. СЗР, опублик. 20.02. 74. (54) (57) РАДИАЦИОННО-ОТВЕРЖДАЕМАЯ НА

ВОЗДУХЕ ПОЛИЭФИРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, вклюИзобретение относится к области получения радиационно-отверждаемых на воздухе полиэфирных композиций, которые могут быть использованы для изготовления тонкослойкых защитных и защитно-декоративных покрытий ка древесине, металле, стекле и других подложках.

Известна радиационно-отверждаемая композиция, включающая ненасыщенный олигоэфир и виниловый мономер.

Однако пленки на основе этой композиции дают липкие, нестойкие к царапакию покрытия, неудовлетворительного. качества (проколы, кратеры, шагрекь).

Ближайшей по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является радиационно-отверждающая на воздухе полиэфирная композиция, вклю(51)4 С 08 Ь 67 06 С 08 Р 289 00

2 чающая ненасыщенный олигоэфир, стирал, ацетобутират целлюлозы и сенси.билизатор радиационного отверждения, отличающаяся тем, что, с целью снижения количества стирола и уменьшения дозы поглощенной энергии, в качестве сенсибилизатора ока содержит 2,4,6-трис-(диметиламинометил}фенол и дополнительно — акриловую кислоту Ри следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Некасыценкый олигоэфир 62-75

Стирол 25-38

Акриловая кислота 1,6-5,0

Ацетобутират целлюлозы

2,4,6-Трис-(диметиламинометкл)фекол 0,1-5,0 чающая ненасьщенкьй олигоэфир, стирол, @ ацетобутират целлюлозы и сексибилизатор Радиационного отверждения.

Ацетобутират целлюлозы (АБЦ), вхо» 1© дящий в состав известной композиции, позволяет частично устранить ингибиру- 4в ющее воздействие кислорода.воздуха и О© получать в воздушной среде покрытия хорошего качества, Для распределения АБЦ в пленкообраэующей композиции и получения технологической вязкости лаков АБЦ предварительно совмещается с полиэфнром при !00-200 С в отсутствие сткрола (иэ-за опасности его полнмеризации) п.::.н введении летучих растворителей типа толуола,трихлорэтилена,метилэтилкетона и меткпизобутилкетона. Для достижения технологической вязкости

689208

0,2- 1,0

Ненасыцеиный олигоэфир растворяют в стироле, ингибируют добавкой 0,0150,02Х гидрохинона от веса олигоэфира.

В качестве ненасыщенных олигоэфиров .50 используют.олигоалкиленмалеииаты pasличного строения, например модифицированные фталевым ангидридом или дициклопентадиеиом, с кислотньзт числом 38"

42 мг КОН, синтез которых осуществля:55 ется обычными методами. В композицию вводят ацетобутират целлюлозы (АБЦ) марки "лаковый". лаков добавляется большое количество (100-1000X) сополимеризующегося мономера (стирола или виннлтолуола), что приводит к нарушению оптимального, г близкого к эквивалентному, соотношения иенасыцениых связей олигомера и моно мера, существенно повыпает летучесть составов. Некоторое уменьшение содержания мономера может быть достигну о введением спирта, в частности бутанола 10-50Х способствующего снижению вязкости АВЦ.

В дальнейшем перед отверждеиием ускоренными электронами для удаления избыточного стирола и бутанола систе» му подвергают обдувке.

Недостатком известкой композиции является наличие инертных летучих растворителей, высокое содержание стирола, вызывающее ухудшение качества покрытий, вэрывоопасность композиции и высокая доза поглощенной энергии, необходимой для отверждения по- . крытий. 25

Целью изобретения является снижение количества стирола и уменьшение дозы поглощенной энергии.

Цель достигается тем, что радиационно-отверждаемая на воздухе полиэфирная композиция, включающая ненасыщен30 иый олигоэфир, стирол, ацетобутират целлюлозы и сенсибилизатор радиационного отверждения в качестве сенсибилизатора содержит 2, 4,б-трис«(диме" тиламинометил)феиол и дополнительно - 3 акриловую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Ненасыщенный олигоэфнр 62 - 75

Стирол 25 - 38

Акриловая кислота l,6- 5,0

Ацетобутират целлюлозы

2,4,6-Тряс-(диметипамииометил)фенол О,!- 5,0

Пленкообразующую композицию готовят путем совмещения 65Х-ного стироль- . ного раствора ненасыщенного олигоэфира с 1О-20Х-ным раствором ацетобутирата целлюлозы в акриловой кислоте с последующим-введением 2,4,6-трис-(диметиламииометил)фенола. Полученные лаки представляют собой однокомпонент- иые системы с жизнеспособностью до

6 мес. при 20-22 С. Лак наносится на металлические стеклянйые пластинки или на предварительно очищенную и загрунтованную поверхность щитовых деталей мебели с помощью аппликатора либо наливом толщиной 250-300 мкм и отверждают при дозе поглощенной энергии 2-12 Мрад; мощности дозы 0,3-3,0 Мрад/с и энергии электронов 0,3-1,0 Иэв.

В результате получают пр4зрачные, бесцветные, с хорошими декоративными свойствами твердые покрытия с содержанием гель-фракции 89-97Х, относительной твердостью 0,55-0,,90 и адгезией к древесине 12-16 кг/см .

В случае олигоалкиленмалеинатов, модифицированных циклопентадиеном, исчезновение липкости покрытий наблюдается при дозе поглощенной энергии

2-4 Ирад, для композиций на основе других олигоэфиров при 6-8 Мрад.

Состав композиций, условия отверждения и свойства покрытий приведены в табл. 1, 2, 3, 4.

Как следует нз данных, приведенных в таблицах, описанные пленкообразующне композиции отличаются высоким содержанием олигозфира по отношению к летучему реакционноспособному мономеру, меньшим содержанием АБЦ и полным отсутствием инертного растворителя.

Кроме гого, онн отличаются высокой реакционной способностью (отверждение их завершается при дозах до 8-10 Ирад с высоким выходом гель-фракции, а при низком содержании стирола - при 24 Мрад), высокой стойкостью к ультрафиолетовому излучению (табл. 3). При введении в лаковую композицию до 2Х инертного растворителя типа ацетона, метилизобутилкетона или бутаиола (табл. 1, и. 1) как и в случае известной композиции, увеличивается доза поглощенной энергии, время отверждения покрытий, и на поверхности последних появляются дефекты в виде точечных проколов и кратеров.

Таким образом, при использовании описанной лаковой композиции по сравá89208 в акриловой кислоте упрощает техиологво приготовления полиэфирного лака радиационного отверждения и одновременно способствует улучшенью качества получаемых полимерных покрытий. нению с известной достигается полное исключение летучих инертных раствори телей, снижение количества стирола, уменьшение дозы поглощенной энергии.

Растворение ацетобутирата целлюлозы

Т а б л и ц ° 1

Прн- Состав компоэици иер, р т олигоэти- Стиро леипропипеималеинатэидометилеитетрагидрофтапат озпиц

Известная 12,8 композиция

l6,3

Состав композиций, условия отверкдения и свойства покрыт>б!

Иве ртньэ! растворитель и в мас.ч.

Иоиомеры л Акриловая кислота, At! яэкость сп/с

Сеисибнлизатор

Олигоэфир олнгоэтиленпропиленмалеинатфталат ОЭПИФ

7,6 2,7 (Сака)

2,3 1,6 (- " -)

5,Î

3,9 70 (Вутанол)

О,3 (Иетилнэобутнпкетон)

2,0 190 (Вутанол) 73,0 (73,0Х)

61> О (61, ОХ)

38,7 (62,4I) 34,8

Описываемая композиция

1 контр. опыт

3

5

7

9

11

l,6

0,5

0,5

Продолжение табл.1

Вненний вид

Свойства покрытий

Пр ме

Ио>яиость Напрякение, Ток, А дозы» кВ

Ирад/с

Доза, Ирад олщина Содеркание пленки, гель-фракци

Икм 2 тносительная твердость

Поверкиость покрыт>М твердая, стойкая к растворителям

170

2-50

2-50

210-250

280-290

»»

»!

° !

0 5-0,7

0 65-0 75

0,72

0,82

o,е!

0,85

0,8-1,1

I I

0,8

Дефекты в виде прокопов

Появляк»тся кратеры

Незначительная липкость

Покрытия глянцевые беэ дефектов, нелипкие, стойкие к растворителям

»! ! °

° I

»!

»! я

»I

»!

0,68

0,70

0,87

0,84

0,83

Повьээается стойкость к царапанию

Липкость покрытий полностые исчезает при 4 Ирад

Покрытия глянцевые беэ дефектов, нелипкне, стойкие к растворителям

250

0,8

Oi8

0,54

0,54

i>0 ь

П р и и е ч а н и е: Время истечения (с) определя»т по ВЗ-4

13-40! 10

2 8

3 !О

5 10

6 10

7 10 е е

9 Е

l0 В

11 8

l2 6

65.

t7О

I7О !

30-170

II

»!

»»

»!

160

3$

4

3,8

З,б

3,4

3,2

3,0

5,0

1,6

t>á

5,0

l,8

88-91

93,1

92,0

94,3

93,0

92,2

91,0

93,5

96,3

90,7

89,0

91,$

0,2

0i2

0>4

0,6

0,8

1,0

0,2

0,4

0,4

0,4

0,2

440/69

540/86

670/113

840/129 ! 000/150

1250/-/65

-/!00-160

"190

-/28

650/120

689208

Т а б л н ц,а 2

Состав композиций, условия отверхдения и свойства покрыткй

Состав конпознцнн, мас.ч.

Показателя

Пример, У

Свойства лака

Прозрачная слег- Проэвачная почка велтоватая тн бесцветная хндкость вндкос ть

48 28

Xoponadl Хорошнй

Прозрачная почтн бесцветная вндкость

1 Внещннй внд

2 Вязкость по ВЗ"1, с

3 Роэлнв

Очень хороший

Свойства покрытнй

2-4

4-6

Доза нсчеэновення лнпкостн покрытий, Ирад

Выход гель-фракции прн дозе нсчеэновення лнпкостн

Твердость по ИЗ-3

Декоративные свойства

82,0

0,91

Гладкая блестящая поверхность, беэ дефектов, не поддается царапанню

80,1

0,87

Гладкая блестящая поверхность

70,9

0,74

На поверхностн покрытия дефекты

s виде пузырей, проколов, легко царапается

Продолжение табл.2

Покрытня

Внешннй внд

Относнтель- Инкро-тверная твер- дость лость кг/нм

Адгеэня, кг/сн

Иороэостойкость прн -35 С после

10 и

Блеск строка

0,3-0,6 14-16 12-14 5-20

87-94

Растрескнванне вдоль волокон

Твердая глянцевая цоверхность с дефектамн в виде проколов

16 19

90-97

0,6-0,75 б/н

l 2-16 до 5

0,82

15,3 я б/н

94,6

1&,3

Твердая поверхность, стойкая к растворнтелям.

I н царапаннш

Таблица 3

Свойства походных составов н отверяденных под левствнем ускоренных электронов покрытнй

Палмер, р

Состав

Исходные составы

Доза отвервдення, Ирад удельная масса, г/см сп C „ по 83-4

Олнгозфнр

Стпрал

1 АБЦ

Инертньа! растворнтель

350-550

40-90

6-1 2

Олнгозфмр

Стнрол

Акрмловвя кнслотя

АБЦ

62

33 1,12

0,4

280-400

33-60

Содерваняе гель фракцнн, Х

ОЭПИЦ

Стнрол

Вутапол

АБЦ.

62

38

0,4

1,6

65,0

35,0

2,0

1i0

ОЭПИЦ

Стнрол

AK

АБЦ

Устойчивость х

УФ-свету через 8 ч

) 62,0

ЭЭ,О

5,0

0,5

0,5

9-10 Глянцевая твердая ловерхкость, без дефектов, стойкая к растворнтелям

Твердая глянцевая по« верхность, с повьэвенной. устойчнвостьн к царапанюее н растворнтелям беэ дефектов

689208

Продолмеиие табл. 3

Исходные составы

Ц>>имер, IP

Мас,ч

Состав

Доза отверидеимл, Нрад

Удельная нвсса г/си

Вязкость

С„стзч по 93-4 сп

Олмго зфир

Стирол

Акриловал кислота

АВЦ

2, 4,6-Тр ис (диме тине>о>пометил) фе пол

280-400

В-IO

t,12

0 5

70-350

1 0-40

Та внииа 4

Влияние концентрации 2,4,6-трнс(диметиланнноиетил)фенола

Л 1 l оз» практического Интегральная с«о«В>о>од гель- Твердость Хачество покрытий авериеиия процесса рость гелеобразо- фракщюн, и по НЭ-3

Нрад ванна

Сбде рва ние сенснбилнзатора, Х зкость

ВЗ I> с

Текред N.Xopahsm - Корректор В. Кабаций

Редактор О. Юркова

Закаэ 6865 Тирак 4ll Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Проиэводствеиио-иэдателъский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 101

Прототип

Олнгозфир

С>мрол

АВЦ

Сака

Вутанол

О,I

0>5

t 0

3,0

5,0

27

ЗО, t

3ts8

44,В

6 5

6,0

5,7

5 4

5,0

S,I

1,6

0,4

12>В

73,0

7,6

2>7

3,9

15,0

15 S

16> 3

17,6

l0 6

93,0

95>0

97,0

96,4

96,0

В7,0-92>5

0,60 Не царапается

0,7! На царапаетсл

0>70

0,60 н

0,74

Ф!

0,47-0,55 Царапается