Как приготовить акриловую смолу

Способ получения самоотверждающейся акриловой смолы

ИЗОБРЕТЕН И Я (lii) 439l6 l

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к а вт. свид-ву (22) Заявлено 07.01.72 (21) 1736851/23-5 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (51) M. Кл.

СССР (53) УДК 678.746.22-13 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Л. В. Козлов, С. И. Вирезуб, Л. Я. Леонтьева, Г. А. Фетисов, С. С. Дрезельс, В. Ю. Эрман, М. М. Левина, Т. А. Амфитеатрова и С. В. Якубович (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САМООТВЕРЖДАЮЩЕЙСЯ

Изобретеййе относйтся к способу получения самоотверждающихся акриловых смол, пригодных для приготовления порошковых покрытий и красок.

Известен способ получения самоотверждающихся акриловых смол путем радикаль,ной сополимеризации смеси стирола, сложных эфиров и амидов акриловой и метакриловой кислот (этилакрилат, метилакрилат, метакриламид) с последующими метилолированием и бутанолизацией образующегося сополимера.

Однако получаемые смолы не отвечают требованиям, предъявляемым к порошко,вым смолам, используемым для приготовле- 15 ,ния порошковых покрытий и красок.

С целью синтеза порошковой смолы, не слеживающейся при хранении и транспортировке, предлагается использовать смесь ,мономеров, содержащую, вес. %: 20

Метилметакрилат 15 — 20

Бутилметакрилат 20 — 30

Акриламид или метакриламид

Температура стеклования получаемых термореактивных акриловых порошковых смол 50 — 70 С, что позволяет сохранять и 3О транспортировать их без агломерации длительное время.

Молекулярный вес получаемых смол лежит в пределах, которые обеспечивают необходимую растекаемость порошка. при формировании покрытий. Покрытия на основе этих смол имеют хорошую адгезию к металлу, стеклу и другим подложкам, обладают хорошей эластичностью, прочностью при ударе, хорошими диэлектрическими и электроизоляционными свойствами, высокой стойкостью при высокой термической нагрузке. Смолы способны самоотверждаться при 160 †2 С, а при введении

2 — 15% отвердителей они отверждаются при 130 — 200 С.

При получении сополимеров стирол и метилметакрилат придают системе необходимую для порошковой смолы жесткость; а бутил-, этил- и 2-этилгексилакрилат — эластичность. Введение бутилметакрилата способствует улучшению качества лакокрасочных покрытий. Акрил-, метакрил- и метилолметакриламиды, содержащие реакционноспособные группы, а также их бутоксильные производные, служат для термосшивания.

Радикальную сополимеризацию можно проводить в блоке, растворе, суспензии и эмульсии.

Бутанолксилол (1; 1)

Инициаторами полимеризации могут служить перекиси бензоила или лаурила, гидроперекись изобутила, диазосоединения (диазоаминобензол) и азодинитрилы (динитрил а-азодиизомасляной кислоты). Регуляторами молекулярного веса, являются алкилмеркаптаны (н-додецилмеркаптан, трет-додецил мер каптан) .

Полученный на основе указанных выше соединений полимер последовательно оорабатывают параформом и бутанолом или бутилформалем, Пример 1. В круглодонную колбу на

3 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром и капилляром для пропускания инертного газа, загружают 210 г стирола, 140 г бутилметакрилата, 150 г метилметакрилата, 140 г бутилакри,лата, 105 г метакриламида, 4,37 г перекри,сталлизованной перекиси бензоила, 3,5 r трет-додецилмеркаптана (первая порция ,инициатора и регулятора), б48 мл бутанола, 610 мл ксилола и нагревают при перемешивании и пропускании тока аргона до

85 — 90 С. При этой температуре добавляют раствор 4,37 г перекиси бензоила и 3,5 г трет-додецилмеркаптана в 50 мл ксилола ,(вторая порция), нагревают до 110 С, вы,держивают 2 ч, приливают раствор 4,37 г перекиси бензоила и 3,5 г трет-додецилмер,каптана в 50 мл ксилола (третья порция),,выдерживают 2 ч, добавляют раствор 4,37г перекиси бензоила и 3,5 г трет-додецилмер,каптана в 50 мл ксилола (четвертая пор,ция) и выдерживают 2 ч при 110 С. Раствор бутилформаля (74,4 г параформа. и

325 мл бутанола) и 2,45 r малеинового ангидрида фильтруют, добавляют в реакци,онную массу и ведут метилолирование с ,бутанолизацией при 110 С в течение 3 ч. ,После удаления растворителя полученную ,акриловую смолу сушат в вакууме при

50 — 70 С, охлаждают и измельчают до порошкообразного состояния.

На основе синтезированного поро шка

Хар актеристика поро шка:

Температура стекловарения, ОС 57

Температура пленкообразования, С 80 — 95

Содержание, %: метилольных групп бутоксильных групп

Вязкость при 20 С, с

Температура сушки, Время сушки, мин

Прочность на удар бору У-1, кг.см

Эластичность по прибору

Содержание гель-фракции, 98

Пример 2. В круглодонную колбу на

0,5 л, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником и капилля«оом для пропускания инертного газа, за,гружают 20 ir стирола, 20 г метилметакрилата, 30 г бутилметакрилата, 20 r бутилакрилата, 10 г акриламида, 100 мл бутанола, 0,8 г первкристаллизованной перекиси бензоила, 2 r н-додецилмеркаптана и нагревают до 100 — 115 С, пропуская при перемешивании ток аргона. Через 2 ч добавляют раствор 0,4 г перекиси бензоила в

25 мл бутанола и 1 r н-додецилмеркаптана ,в 25 мл бутанола, выдерживают 2 ч при указанной температуре, прибавляют 0,4 г перекиси бензоила и 1 г н-додецилмеркаптана и выдерживают 2 ч при 110 С. Метилолирование и бутанолизацию проводят, как в примере 1, удаляют растворитель, высушивают смолу, измельчают и получают ,порошок, т. стекл. 52 С, не слеживающийся при хранении и транспортировке.

П р и м ер 3. Аналогично примеру 1 получают порошковую термореактивную акриловую смолу, используя 30 г стирола, 20 г бутилакрилата, 15 г метилметакрилата, 20 г бутилметакрилата и 15 .г метилолметакриламида. После бу танолизации получают порошковую смолу, с т. стекл. 63 С, не ,слеживающуюся при хранении.,Порошок .наносят на металлическую подложку, на,гревают 1 ч при 200 С и получают бесцвет,ное покрытие толщиной 80 — 100 мк с хорошим блеском, нерастворимое в органических растворителях.

Прочность на удар по прибору У-1, кг.см 30

Эластичность по прибору

Прочность:на растяжение по прибору Эриксена, мм 3 — 4

Содержание гель-фракции (экстрагирование ацетоном в течение 20 ч в приборе

Адгезия методом отслаивания, г/см 350

Пример 4. Как в примере 1, получают порошковую термореактивную акриловую смолу при сополимеризации 25 г стирола, 25 г метилметакрилата, 30 г бутилметакрилата, 10 г 2-этилгексилакрилата и 10 г метакриламида. После измельчения смолы .получают порошок, т. стекл. 50 С, не слеживающийся при хранении и транспортировке, 439161

Фор мул а изобретения

Составитель С, Ерофеева

Техред А. Камышникова

Корректор Е. Хмелева

Редактор Л. Письман

Заказ 2630/2 Изд. Мз 130 Тираж 590 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Способ получения самоотверждающейся акриловой смолы путем радикальной сополимеризации смеси стирола, сложных эфиров и амидов акриловой и метакриловой кислот с последующими метилолированием и бутанолизацией образующегося сополимера, отличающийся тем, что, с целью синтеза порошковой смолы, не слеживающейся при хранении и транспортировке, используют смесь мономеров, содержащую, вес %

Источник

Получение, состав и разбавление акриловых смол растворителем Р-12.

Большинство термореактивных акриловых композиции применяется в виде растворов. Поскольку растворение твердых полимеров часто протекает медленно и с трудом, то обычно растворы полимеров получают путем проведения процесса полимеризации в растворе. Растворители для полимеризации выбирают таким образом, чтобы их растворяющая способность и температура кипения соответствовали требованиям, которые предъявляются к готовым лакокрасочным материалам. Отлично для этой цели подходят растворители марки Р-12.

Полимеризацию активируют с помощью инициаторов свободно-радикального типа, и она протекает в соответствии с общим механизмом, рассмотренным ранее. Для того чтобы получать композиции с сухим остатком 40-50% (при рабочей вязкости), величину молекулярного веса полимеров поддерживают 20000-30000 одним из следующих способов.

Используют относительно высокие концентрации инициатора (около 2% из расчета на массу мономера), проводят полимеризацию при повышенных температурах (100-140°С) или добавляют в полимеризующуюся систему регуляторы роста цепи. Кроме того, растворитель Р 12 не должен реагировать с функциональными группами как акрилового полимера, так и полимера-отвердителя. Поэтому для этой цели чаще всего используют углеводороды, например ксилол. В некоторых случаях желательно применять термореактивные акриловые смолы в виде дисперсии или латексов; их в этом случае получают методами водной или неводной эмульсионной полимеризации.

Какие мономеры и пластификаторы использовать в производстве акриловых ЛКМ?

Состав смеси остальных мономеров (кроме мономера с функциональной группой) определяется свойствами, которые желательно придать композиции и получаемому на ее основе покрытию, а также их стоимостью. Когда наиболее важны стойкость к щелочам и моющим средствам, предпочтительны углеводородные мономеры (стирол, винплтолуол), а не эфиры (метилметакрилат); если необходима повышенная долговечность покрытия, то следует использовать мономеры типа метилметакрилата.

Для термореактивных систем обычно применяют внутренние пластификаторы, которые химически связаны с трехмерной полимерной сеткой. Пластифицирующий компонент может входить в состав сшивающего агента и акрилового сополимера. В качестве пластификаторов акриловых смол часто применяют акрилаты и длинноцепные метакрилаты; пластифицирующий мономер при этом входит в состав обычного статистического сополимера или же в состав боковых цепей в результате образования привитого сополимера.

Подбор мономерном смеси для атмосферостойких акриловых эмалей был недавно систематизирован, и в настоящее время можно заранее определять составы композиций, обеспечивающие получение покрытий с максимальной долговечностью и требуемыми механическими свойствами при наименьшей стоимости. Хотя такая систематизация проведена для акриловых сополимеров, содержащих в цепи звеньев акриламида и отвержденных мочевино-формальдегидной смолой, ее результаты и теоретические положения, по-видимому, могут быть распространены на все термореактивные акриловые смолы. Так, показано, что сополимеры мягких и твердых мономеров имеют повышенную атмосферостойкость. При смешении сополимеров, образующих покрытия с повышенной долговечностью, получаются материалы также с повышенной долговечностью.

Как подобрать идеальную рецептуру?

Следовательно, изучая композиции простых сополимеров, можно подобрать рецептуры с наиболее желательным сочетанием свойств.

Концентрация функциональных групп в акриловых полимерах может изменяться от 3 до 25%, причем оптимальное их количество зависит от молекулярного веса полимера, функциональности сшивающего агента и активности реакционноспособных групп.

При использовании полимера с большим молекулярным весом для отверждения лакокрасочного материала требуется меньше функциональных групп, но это не всегда удается осуществить, так как необходимо сочетать высокий сухой остаток (который уменьшается при увеличении молекулярного веса) с приемлемой скоростью отверждения. Как правило, желательно вводить в полимерную цепь минимально допустимое количество функциональных групп, поскольку мономеры, содержащие эти функциональные группы, сравнительно дороги.

Источник

Акриловая смола: состав, свойства, характеристики, производители, особенности применения

Акриловая смола сегодня широко применяется во многих направлениях. Самый простой вариант – это создание пластмассы. Но этим все не ограничивается, потому что есть много полимерных композиций, а также изделий из них: полимербетон, мозаичная плитка, армирующий утеплительный материал. В итоге из них начинают создавать такие изделия, как:

• Ванны.
• Памятники.
• Фонтаны.
• Водоемы.
• Наливные полы и т. д.

Акриловая смола применяется во многих сферах. Для этого стоит знать, что это такое и какими характеристиками состав обладает. Стоит отметить, что такой компонент всегда важен для создания многих составов. Он может использоваться в любом направлении.

О применении материала

Акриловая смола применяется как с определенными наполнениями, так и без них. Чаще всего используют два продукта, это полиэфирная акриловая смола и эпоксидная. При этом есть важный момент: дополнительные элементы не настолько безопасны, как акриловая смола. По этой причине те люди, которые ведут работу с такими составами, должны иметь средства личной защиты. Это:

• Резиновые перчатки.
• Респиратор.
• Защитные очки.
• Специальный халат.

Но и это не все. Помещение, где ведутся работы, должно проветриваться, чтобы в нем не собирались пары, и человек их не вдыхал. Если происходит попадание состава в глаза или на кожу, то это место обязательно промывается большим количеством воды.

При этом ничего не мешает применять акриловую смолу в качестве самостоятельного элемента. Но чаще всего ее используют с разными наполнителями. Есть специальный твердый порошок. Чтобы от него был эффект, стоит применять как минимум 30 процентов его в составе. Эффективность создания смолы будет достигнута в том случае, если все условия соблюдаются. Одно из них — это температура, которая должна быть не менее +15 градусов Цельсия. Если не получится это выполнить, то количество отвердителя в акриловой смоле увеличивается.

Нужно знать, что когда температурный показатель ниже +11 градусов Цельсия, то полимеризация конечного материала увеличивается. Отвердитель всегда отличается повышенной влажностью. По этой причине его нужно перед началом процесса подсушивать.

В итоге состав акриловой смолы достаточно насыщенный. Но это еще не все. Чтобы дополнительный компонент приобрел нужные характеристики, акриловую смолу стоит выложить на бумагу и дать высохнуть в течение определенного времени. Вполне хватает 3-4 часа. Когда отвердитель влажный, то меняется внешний вид конечного продукта в цветовом показателе. Также период полимеризации увеличивается, а это не всегда удобно.

Но почему этот компонент во влажном состоянии, если требуется сухой? Таким вопросом задаются многие. Ответ прост: это вещество взрывоопасное и при контакте с нагретым элементом может произойти возгорание. В итоге его хранят только во влажном состоянии подальше от любого нагрева.

Как создать?

Для выполнения смеси нужно взять любую пластиковую емкость: ведро, чашку, миску. После добавляется отвердитель. Нужно хорошо все перемешать, пока не получится однородная масса. При создании условий нужной температуры для этого хватит пяти минут. После чего состав нужно разместить в формы. Чтобы получилось все грамотно, стоит произвести смазку этих емкостей. Используются такие составы:

• Лак «Изокол».
• Литол.
• Солидол.
• А также любые смазки, которые убирают адгезию.

Дальше процесс поляризации будет зависеть от температурного показателя в помещении. Он варьируется от 15 минут и до одного часа. До формы нельзя дотрагиваться голыми руками. В противном случае она начинает нагреваться более чем на 50 градусов. Чтобы наверняка произошло застывание состава, нужно ожидать 24 часа.

Описание акриловой смолы

Есть такое название, как «Пластикрит». Это смола с наполнением. Чтобы понимать, для чего она используется, нужно разобрать каждую ее характеристику. Чаще всего используют ее для создания архитектурных элементов, при этом размеры не имеют значение. Часто это акриловый камень или же металл высокой прочности. Многое зависит от выбранных наполнителей. Также материал не подвергается горению.

Нередко его используют в литье. Легко создать лист любой толщины, а также получить форменные конструкции. Часто добавляют такие вещества, которые увеличивают прочность. Необходимо провести несколько нанесений кистью до тех пор, пока не будет достигнута нужная толщина. Отвердение происходит при допустимых температурных показателях.

Это может быть как акриловая смола прозрачная, так как на водной основе. Создается нужная масса, после чего она со временем приобретает высокие качества надежности, что превосходит другие составы. Но для этого потребуется ждать несколько часов, создав подходящий микроклимат с температурой не менее +20 градусов Цельсия.

Чтобы продукт изменил свой внешний вид, в него добавляют различные наполнители. В их роли могут выступать:

• Оксид железа.
• Алюминиевая пыль.
• Инертные составы.

При применении этих компонентов стоит знать, что степень прочности получившейся массы снижается. После создания таких смесей не стоит забывать, как они перерабатываются и для чего нужны.

Процесс переработки

При отливании в любую форму не забывают о смазке. Нанесение происходит разными методами, например, кистью или отливом, если получается масса не слишком твердой. Некоторые специалисты проводят вливание нескольких слоев, добавляя стекловолокно. После чего время застывания становится больше, чем при стандартных работах. Когда смолы меньше, то и пористость падает. Это не каждого устроит. Но такие композиции подходят для применения на открытом воздухе.

Период отвердения самый различный, при этом если создать нужные условия, к примеру, поместить в камеру с повышенной температурой, то этот период будет уменьшаться. После чего стоит подождать как минимум 13 часов и только после этого начинать вести работы с полученными материалами. Их считают акриловыми смолами для литья, потому что из таких масс создают самые различные материалы.

Но и это не все особенные моменты, потому что требуется производить правильно хранение. Если температурный показатель снижается, и смола находится в таких условиях, то происходит смена состава, образуется гель. Именно по этой причине транспортируется и хранится такой состав при температурах не ниже нуля. Когда начинаются работы с этой массой, то ее необходимо хорошо перемешать, чтобы наблюдалась однородность.

Еще один важный момент – это наполнители. Для них имеет значение влажность воздуха и просто попадание жидкости. По этой причине стоит держать их в плотно закрытых контейнерах. Если были созданы несоответствующие условия, то перед началом работ нужно выдержать оба состава при комнатной температуре или хотя бы не ниже +16 градусов Цельсия. Иначе для созревания конечного материала потребуется больше времени, чем обычно. Если акриловая смола на водной основе, то срок ее хранения до одного года, но стоит создать требуемые условия.

Применение смол с наполнителями

Все смолы имеют свои особенности. Когда применяются наполнители, то стоит знать характеристики и свойства составов. Если произошло смешивание основных компонентов, можно уже добавлять прочие наполнители. Для этого применяются простые варианты:

Когда делают яркие изделия, то нужно добавить инертный пигмент. После собрания в одной емкости нужно тщательно перемешать состав и дальше разлить по формам. Чтобы исходные продукты получались качественными, стоит выбрать верную пропорцию – 30 к 70. Рекомендации по хранению стоит соблюдать, чтобы не нарушать состояние смолы, иначе ее область применения меняется.

Специалисты считают, что область применения акриловых смол большая. Но в основном это касается тех продуктов, которые происходят в итоге при смешивании всех составных.

Производство акриловой смолы

Нужно знать производителей. Их много, потому что такие массы востребованы. Это различные страны:

• Tennants GmbH. Германия.
• VELOX GmbH. Германия, один из лучших на сегодня.
• ФГУП НИИ Полимеров им. академика В.А. Каргина (Дзержинск. Россия). Этот товар на рынке востребован.
• ELEKTROISOLA, Табор (из Чешской Республики).
• Suter Kunststoffe AG. От Швейцарского поставщика.
• GRUPA EXLAK. Польша создает не менее качественный товар.

Но где чаще всего применяется акриловая смола? Она эффективна в процессе создания пластических масс. Помимо этого, годится для полимерных композиционных материалов: искусственные камень и мрамор, фурнитура, декоративные изделия и т. д. Наиболее востребованным на сегодня этот компонент считается в создании наливных полов и лакокрасочных составов.

Основные свойственные показатели

Акриловая смола относится к типам акриловых пластмасс, но с измененным составом и качеством. Благодаря этому в исходной продукции не образуются поры. Отсутствие мономера наблюдается после полимеризации. Если сравнивать акриловую смолу с другими подобными компонентами, то в ней меньше всего химических дополнений. Помимо этого, скорость отвердения выше. Это позволяет быстрее вести работы по созданию конечного продукта.

Специалисты считают, что сроки хранения, а также спектры применения акриловой смолы могут быть различными. Есть и искусственные заменители. На рынке много как отечественных, так и зарубежных поставщиков данной продукции. Из этого можно обобщить положительные стороны материала и вывести в единые показатели:

• Отсутствие стирола говорит о полной безопасности и экологической чистоте.
• Мономер остаточный — минимальный (материал не токсичный).
• Срок хранения выше по сравнению с другими подобными материалами.
• Физико-химические показатели высокие.
• При покупке можно получить скидку на товар.

Что можно сказать о конечном продукте?

Самый востребованный товар из акриловой смолы – это искусственный камень. Его используют в разных направлениях, так как у него много положительных качеств. Первое, о чем стоит сказать, – это химические показатели. Выполненный искусственный камень из смолы не реагирует на многие химические составы, что увеличивает срок эксплуатации и повышает спрос на рынке. Именно на это делают акцент производители акриловых смол.

Как уже отмечалось, применение таких смол помогает полностью исключить образование пор. В итоге такой камень становится гигиеничным. В нем не заводятся бактерии и на поверхности ничего не размножается. В итоге область использования расширяется не только в производственных масштабах, но и в личном применении.

Еще один показатель – это ремонтопригодность. Так как камень искусственный, то появление на нем сколов или трещин просто и легко убирать, используя шкурку или терку. Поэтому изготовление из него любой конструкции или в процессе отделки – это выгодно и просто. Помимо этого, более серьезные повреждения убираются и вставляется подобный камень из акриловой смолы.

Многие мастера считают, что искусственный камень из таких материалов хорош в работе. Из него получается реализовать любые проекты сложной формы и конфигурации. Ничего не помешает – плоскость и объем. Из акрилового камня можно встретить лестницы, фонтаны, скульптуры и все подобное. Самое интересное, что собирается фигура любого размера. Для этого отдельные части склеиваются, а место стыка просто шлифуется. В итоге ничего не видно, так как получается монолит.

Акриловая смола — уникальное вещество. Потому, как уже отмечалось, создается любая цветовая гамма. В итоге выполняя из нее строительные материалы, также выбирается цвет. Для этого берется требуемый пигмент. Благодаря этому искусственный акриловый камень встречается в любых композициях.

Что нужно знать?

В процессе смешивания стоит постараться и создать полноценную равную по консистенции смесь. Для этого не должно оставаться ни одной гранулы. Если форма не из пластика, то будет сложно из нее доставать полученный продукт. Иногда в такой ситуации не помогают и антиадгезивные смеси. Помимо этого, металлическая посуда будет сильнее нагреваться. Но и при выборе чего-то другого не стоит об этом забывать, чтобы не произошло расплава или смены формы.

Рекомендации специалистов

Не стоит раньше суток доставать из формы получившийся камень или что-то подобное. Идеально, когда соотношение наполнителей порядка 50 процентов. Помимо этого, важно грамотно сохранять получившиеся составы. Не должно доаускаться воздействие атмосферных потоков, а температура должна быть не ниже +18 градусов Цельсия. Материал держится вдали от отопительных приборов примерно на один метр. Но при этом, если температуры отрицательные, акриловая смола не меняет своих качеств и остается такой, как и была.

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет данный материал, какими свойствами он обладает и где он используется. Теперь каждый понимает, что акриловая смола применяется как самостоятельный элемент, так и для создания определенных материалов. Если в процессе не нарушать правил, то получаются надежные изделия, которые показывают себя с лучшей стороны и служат долгий отрезок времени.

Источник