NO771067L - Halogenholdige umettede bisestere samt polymerisater og kopolymerisater p} basis av disse estere. - Google Patents

Description

Halogenholdige umettede bisestere samt polymerisater og kopolymerisater på

basis av disse estere.

Oppfinnelsens gjenstand er bisakrylater og bismetakrylater med følgende formel (1) *

hvori R betyr hydrogen eller en metylgruppe og X betyr klor og/ eller brom samt en fremgangsmåte til fremstilling av disse forbindelser.

Ytterligere gjenstand for oppfinnelsen er polymerisater på basis av forbindelser med formel I, deres fremstilling og anvendelse som flammebeskyttelsesmiddel.

Fremstillingen av de umettede estere lykkes ved omsetning av 4,4'-bisklormetyl-oktaklordifenyleter eller av 4,4'-bisklormety1-oktabromdifenyleter med alkalisaltene av akrylsyre resp. metakrylsyre i polare, med vann i det minste i liten grad blandbare oppløsningsmidler.

Fremstillingen av de umettede estere ifølge oppfinnelsen formulert som eksempel av bromsubstituert bisakrylat foregår etter formelskjerna:

Stoffene ifølge oppfinnelsen inneholder, fordelt

på begge aromatiske ringer, helt foretrukket åtte halogensubstituenter, idet det bare er mulig brom- eller klorsubstituenter eller blandet brom- som også klorsubstitusjon. For syntesen av flammebeskyttelsesmidler er det ved siden av bromsubstituentene på de aromatiske kjerner ofte meget hensiktsmessig blandinger, hvori 6 til 8, spesielt 7 til 8 bromsubstituenter er tilstede og 2 til 0, spesielt 1 til 0, klorsubstituenter. Det er mulig at mindre enn åtte halogensubstituenter pr. molekyl er tilstede, eksempelvis mellom 7 og 8, imidlertid er dette ikke foretrukket.

I utgangsstoffene kan en mindre del av klor av klormetylgruppene være erstattet med brom, imidlertid er dette likeledes ikke foretrukket.

I et polart organisk oppløsningsmiddel overføres

de umettede karboksylsyrer ved tilsetning av f.eks. alkalialkoho-later, alkalihydroksyder, alkalikarbonater eller -bikarbonater eller tertiære aminer i alkali- resp. ammoniumsaltene. Med al-kaliforbindelser foretrekkes sterkt hydroksydene, vanligvis tilsettes de som vandige oppløsninger.

Derpå tilsettes 4, k'-bisklormety1-oktahalogendi-fenyleter ved et støkiometrisk overskudd på 1 til 10 mol% av alkalisaltet av den umettede karboksylsyre og omsettes i nærvær av en polymerisasjonsinhibitor ved 70 til 150°C til bisesteren.

Saltdannelsen mellom (met)akrylsyre og alkalihydroksyd foregår vanligvis ved værelsestemperatur, idet det til den i oppløsningsmidlet nærværende syre etter tilsetning av polymerisa- sjonsinhibitoren settes den vandige, fortrinnsvis 50^-ige alkalihydroksydoppløsning under omrøring.'

Etter innføring av k,4 '-bisklormetyl-oktahalogen-difenyletere oppvarmes■til reaksjonstemperatur 70 til 15-0aC, fortrinnsvis 90 til 130°C og lar det reagere til praktisk talt fullstendig omsetning. Reaksjonstiden ligger mellom 0,5 og 5, fortrinnsvis mellom 1 og 3 timer. Omsetningen kan følges ved kvantitativ bestemmelse av dannet alkaliklorid, eksempelvis, ved kloridbestemmelse etter Mohr. Som polart oppløsningsmiddel til fremstilling av de umettede bisestere med formel (1) med X = klor er det eksempelvis egnet .alkoholer med 2 til 4 C-atomer, glykoler, eteralkoholer, ringetere som tetrahydrofuran og dioksan, dimetoksyetan, dimetylformamid, dimetylacetamid, N-metylpyrrolidon og dimetylsulfoksyd. Fortrinnsvis anvendes etylenglykolmonometyleter.

Som polare oppløsningsmidler til fremstilling av de umettede bisestere med formel (l) med X = brom er det eksempelvis egnet dimetylformamid, dimetylacetamid, N-metylpyrrolidon, heksametylfosforsyretriamid og dimetylsulfoksyd. Fortrinnsvis anvendes N-metylpyrrolidon.

Som inhibitorer er det egnet hydrokinon, p-benzo-kinon, pyrokatekin, k- tevt.butylpyrokatekin, hydrokinonmono-metyleter, 2,4,6-tri-tert.butylfenol. Fortrinnsvis anvendes hydrokinon.

Som saltdanner anvendes fortrinnsvis NaOH eller KOH.

Det støkiometriske overskudd på 1 til 10 mol/S av alkaliakrylatet eller -metakrylatet i forhold til bisklormetyloktahalogendi-fenyleteren skal sikre en fullstendig omsetning av sistnevnte utgangsprodukt. De overskytende mengder av alkaliakrylat eller -metakrylat kan ved opparbeidelsen av blandingen lett adskilles sammen med det dannede alkaliklorid.

Alkalihydroksyd og umettet syre kan anvendes i til hverandre ekvivalente mengder. Det har imidlertid vist seg fordelaktig med hensyn til unngåelse av dannelse av uønskede biprodukter, som polymerisater, som oppstår ved vinylpolymeri-sasjon allerede under forestringen å anvende den umettede syre i et lite støkiometrisk overskudd i forhold til saltdanneren, således at reaksjonsblandingen under og etter foretatt salt-dannelse viser sur reaksjon. Derved kommer den fenoliske inhi-

bitor tilstrekkelig til virkning.

Etter avslutning av omsetningen befinner reaksjonsproduktene seg, med unntak av alkaliklorid samt mindre, allerede ved polymerisasjon nettdannede mengder av bisakrylatene eller bismetakrylatene i oppløsning. Ved filtrering eller sentrifugering kan det adskilles fra de uoppløste produkter. Ved avkjøling av filtratet krystalliserer vanligvis bisesteren med formel (1) med R = H ut i store utbytter og tilstrekkelig renhet. De adskilles, vaskes kloridfrie med vann og-*tørkes fortrinnsvis ved værelsestemperatur. For isoleringen av esteren kan også reaksjonsoppløsningen, fortrinnsvis etter adskillelse av de i varme uoppløste mengder helles i vann og på denne måte utfelles reaksjonsproduktene. En slik arbeidsmåte lønner seg ved de noe "tregere og mere ufullstendige utkrystalli-serende bismetakrylestere.

Ytterligere gjenstand for oppfinnelsen er polymerisater og kopolymerisater på grunnlag av de umettede bisestere ifølge formel (1), inneholdende grunnbyggestener av strukturen-heten

hvori R og X har overnevnte betydning samt fremgangsmåte

til fremstilling av polymerisater og kopolymerisater etter fremgangsmåten for radikalisk polymerisasjon av etylenisk umettede forbindelser, som erkarakterisert vedat monomere med formel (1), eventuelt med ytterligere etylenisk umettede monomere og eventuelt etter formgivning polymeriseres.

De ifølge oppfinnelsen halogenholdige umettede bisestere med formel (1) kan polymeriseres nettdannende eller anvendes som komonomere resp. som reaktive nettdannere av umettede, kopolymeriserbare forbindelser.

På grunn av merfunksjonalitefeen av de umettede bisestere med strukturformel (1) fåes herved nettdannede, uoppløse-lige homopolymerisater eller også kopolymerisater. Polymerisa-sjonsmekanismen såvel for homo- som også for kopolymerisasjonen er fortrinnsvis radikalis, enskjønt det også lykkes en anionisk

polymerisasjonsutløsning. Som radikaldannere kan det anvendes organiske eller uorganiske peroksyder eller alifatiske azofor-bindelser. Fortrinnsvis anvendes dibenzoylperoksyd, dikumylperoksyd eller kaliumperoksydisulfat samt azodiisosmørsyréni-tril. Radikaldannerne kan herved energiseres termisk ved energirik stråling eller ved en redoks-reaksjon til .nedbrytning. De vanlige polymerisasjonstemperaturer, vanligvis i området fra 0 til 150°C kommer på tale. Det er også mulig med en ren termisk polymerisasjonsutløsning uten initiatortilsetning.

Som komonomere til fremstilling av kopolymerisatene er det egnet med de umettede bisestere med formel (1) kopolymeriserbare, etylenisk umettede monomere, spesielt styren, akryl-hitril, akrylsyreestere eller metakrylsyreestere med fortrinnsvis 1 til 6 C-atomer i alkoholresten, usubstituerte og klor-eller bromsubstituerte benzylakrylater og -metakrylater, usubstituerte og klor- eller bromsubstituerte xylylenbisakrylater eller -bismetakrylater, butadien og isopren, fumar- og maleinsyre resp. deres anhydrid, deres estere samt eventuelt også vinylklorid, vinylidenklorid og andre. Polymerisasjonen av fleré komonomere til terpolymere er herved likeledes mulig. Foretrukkede komonomere er styren, akrylsyre- og metakrylsyreestere samt estere og polyestere av fumar- og maleinsyre. Ved sistnevnte dreier det seg om herdning av de styreniske oppløs-ninger av umettede polyesterharpikser på grunnlag av diolkompo-nenter som etylenglykol eller neopentylglykol, umettede syre-komponenter som fumar- eller maleinsyre samt eventuelt i tillegg mettede dikarboksylsyrekomponenter, idet i de nettdannede kopolymerisater av fumar- og maleinesterdobbeltbindinger med styren innbefattes også de umettede bisestere med formel (1).

Polymerisasjonen av bisestrene ifølge oppfinnelsen med formel (1) og kopolymerisasjonen med de foran nevnte monomere kan foretas i stoff, i oppløsning eller i suspensjon.

Da homo- eller kopolymerisasjonen i stoff fdrer til nettdannede, usmeltbare produkter foretas den hensiktsmessig etter formgivning.

Ved homo- eller kopolymerisasjon i oppløsning kan det alt etter oppløsningsmidlets natur og i sistnevnte tilfelle av den komonomere enten fåes oppldsningsmiddelfrie, pulverformede produkter eller oppløsningsmiddelholdige, svellede polymerisat-geler.

Skal det fremstillet", ved utpolymerisering nettdannede bis(met)akrylater så'er det ikke nødvendig apparativt å

adskille syntesen av de monomere med strukturformel (1) av akryl- eller metakrylsyre og k, h'-bisklormetyloktahalogéndi-fenyleter fra den tilsluttende nettdannende radikaliske polymerisasjon; såvel kondensasjonsreaksjonen til esterdannelse som også polymerisasjonen kan gjennomføres i en "en-porsjon-reaksjon" uten isolering eller rensning av mellomproduktet med formel (1). Det nettdannede polymerisat som faller ut uoppløselig suges fra, ettervaskes med organisk oppløsningsmiddel, vaskes kloridfritt

med vann og tørkes. t

Det er meget bemerkelsesverdig at følgelig fremstillingen av de nettdannede polymerisater er mulig direkte fra bisklormetylforbindelse i et eneste fremgangsmåtetrinn, idet den monomere blandes i sin oppløsning bare med polymerisasjons-initiatoren og eventuelt et oppløsningsmiddel og videreoppvarmes.

Herved forstyrrer' altså ikke følgestoffer ved fremstillingen av de monomere og også rester av klormétylgrupper er uten innvirkning.

De således fremstilte polymere har - i motsetning til det som var å vente - en ikke,nedsatt molekylvekt og samme egenskapsbilde som de av isolerte og rensede bisakrylatestere resp. bismetakrylatestere fremstilte polymere.

En fordel ved kopolynerisåtene består i deres

vanskelig flambarhet eller ubrennbarhet.

Det er generelt mulig å gjøre kunststoffer vanskelig oppflambare eller ubrennbare ved at man til dem under deres

■forarbeidelse setter flammehemmende stoffer. Vanligvis anvendes hertil stoffer som med de organiske polymere som danner kunststoffene ikke har noe kjemisk slektskap, som f.eks. halogenholdige eller også fosfor- eller nitrogenholdige uorganiske eller organiske lavmolekylære stoffer eller blandinger av slike forbindelser med metalloksyder, som under tiden forsterker seg gjensidig i deres flammehemmende virkning. Slike tilsetninger til kunststoffer har ved siden av deres flammehemmende virkning alltid bivirkninger, som vanligvis er uønsket, fordi de uheldig endrer de karakteristiske egenskapene ved kunststoffene og be-grenser deres anvendelsesområder. Således virker flammehemmende stoffer som settes til kunststoffet i pulverform og bibeholdes som pulver og igjen utskilles som egen fase for det meste ikke

bare i den ønskede flammehemmende måte, men dessuten som fyll-stoffer som endrer de mekaniske egenskaper, vanligvis virker spr.øgjørende og nedsetter rivutvidelse og slagseighet.

I omtrent alle tilfeller tenderer de tilblandede flammebeskyttelsesmidler mer eller mindre sterkt til igjen å utdiffundere fra kunststoffet. Ved denne utblomstring blir ikke bare ubrennbarheten av kunststoffet etterhvert igjen opp-hevet, men for mange anvendelsesformål er slike flammefaste appreterte kunststoffer ikke anvendbare, eksempelvis.„for bygning av elektriske anlegg og aggregater.

Fordelen ved anvendelsen ifølge oppfinnelsen av flammefastappreteringen ligger deri at flammebeskyttelsesmidlet ved kopolymerisasjon derfor ved homopolar binding er forbundet med kunststoffene, hvilket' umuliggjør en utblomstring. Videre opptrer, da det flammebeskyttende middel ikke har fyllstoffkarak-ter noen nedsettelse av de mekaniske egenskaper, det oppnås i motsetnin hertil bemerkelsesverdige forbedringer, spesielt av varmformbestandigheten og strekkfastheten.

De nettdannede polymerisater eller kopolymerisater av de bromholdige bisakryl- eller bismetakrylestere med strukturformel (1) har en for bromerte organiske forbindelser uvanlig høy termisk stabilitet, som muliggjør en problemløs forarbeidel-se resp. en anvendelse av polymerisatene ifølge oppfinnelsen ved temperaturer til 320°C i 280°C uten fare for spaltning eller termisk beskadigelse.

Forarbeidelses- og anvendelsestemperaturen av polymerisatene og kopolymerisatene ligger således på fordelaktig måte over forarbeidelsestemperaturen for tallrike kunststoffer, således at ifølge oppfinnelsen for flammebeskyttede kunststoffer åpner slike temperaturområder som ikke eller bare vanskelig er til-gjengelig ved kunststoffer med tilsetning av vanlig flammebeskyttelsesmiddel.

Bisakrylatene og bismetakrylåtene med formel (1) danner også interessante komponenter for varmehecdbare (radikalisk fornettbare) harpikser. Herved er det mulig å utherdne bisesteren etter formgivning i stoff eller også tilblande andre akrylater, metakrylater eller bis(met)akrylater som reaktive nettdannelseskomponenter.

De umettede bisestere med formel (1) kan også fortrinnsvis tjene som nettdannelseskomponenter av umettede poly-

esterharpikser. Ved herdningen reagerer maleinat- resp. fuma-ratdobbeltbindingen av UP-harpiksen med dobbeltbindingen av styrenet samt dobbeltbindingene av de ifølge oppfinnelsen umettede bisestere under nettdannende radikalisk kopolymérisa-sjon. Ved innbefatning av forbindelsene med formel (1) i nett-, dannelsesprosessen oppnås verdifulle egenskapsforbedringer,

spesielt varmeformbestandighet og strekkfasthet, idet over-raskende slag- og snittslagseighet bibeholdes.

Det kan også utherdnes styrenfrie umettede polyesterharpikser med de umettede bisestere ifølge oppfinnelsen, eksempelvis på anvendelsesområdet pressmasser. k

Homopolymerisater som kopolymerisater med høye mengder av stoffer med formel (1) i området fra 40 til 99, 9%, fortrinnsvis 70 til 99, 9 vekt%, kan finne anvendelse som polymere flammebeskyttelsesmidler, idet det ved uoppløselighet meget fordelaktig er hindret fjerningen etterhvert av flammebeskyttelsesmidlet ved oppløsningsmiddelekstrahering eller migrering.

Likeledes er tilsetningen av de polymere med formel 2, spesielt slike med 40 til 70, fortrinnsvis 50 til 70 vekt% brom, til ytterligere polymere som flammebeskyttelsesmiddel mulig, idet det er hensiktsmessig 5 til 25 vekt% tilsetning, eventuelt med ekstra mengder Sb20^.

Eksempel 1.

Fremstilling av bisakrylatester med formel ( 1) med X = klor.

I et med rører og tilbakeløpskjøler utrustet reaksjonskar oppløses J>1, 6 g (0,44 mol) akrylsyre og 1 g hydrokinon som polymerisasjonsinhibitor i 300 ml metylglykol og til oppløsningen settes under omrøring porsjonvis oppløsningen av 16,8 g (0,42 mol) natriumhydroksyd i 16,8 g vann. Deretter tilsettes 108,6 g (0,2 mol) 4,4'-bisklormetyloktaklordifenyleter og oppvarmes 2 timer til reaksjonstemperaturen på 110°C.

Kloridbestemmelse ifølge Mohr ga 97% omsetning.

For å adskille fra mindre uoppløste mengder ble den ennu varme blandingsoppløsning suget gjennom en glassfritte. For å full-stendiggjøre utkrystalliseringen av reaksjonsproduktet ble det i utgangsoppløsningen under avkjølingen innrørt 100 ml vann og av-kjølet til 0°C. Det utskilte seg en farveløs, krystallinsk utfelling, som ble frasuget, vasket kloridfri med vann og tørket ved værelsestemperatur over ?2®5'

Utbyttet utgjorde 78 g, tilsvarende 65,4% av det teoretiske. Fra moderluten kunne det ved tilsetning av 400 ml vann dessuten utfelles 26 g, tilsvarende 21,8$, således at det samlede utbytte utgjør 104 g, tilsvarende 87% av det teoretiske. Smeltepunkt av den utkrystalliserte fraksjon 124 - 136°C, av den utfelte fraksjon 105 - 131°C. Omkrystallisering av først-nevnte fraksjon fra metylglykol gir et produkt med smeltepunkt 132 - 138°C. Bestemmelsen av dobbeltbindingsinnholdet ifølge Beesing ga for den omkrystaliiserte bisakrylester en renhet på 98,1%.

Eksempel 2.

F remstilling av bismetakrylester med formel ( 1) med X = klor.

I et med rører og tilbakeløpskjøler utrustet reaksjonskar oppløses 94,7 g (1,1 mol) metakrylsyre og 2 g hydrokinon som polymerisasjonsinhibitor i 500 ml metylglykol og til oppløsningen settes under omrøring oppløsningen av 42 g (1,05 mol) natriumhydroksyd i 42 g vann langsomt. Deretter tilsettes 271,5 g (0,5 mol) 4,4'-bisklormetyloktaklordifenyleter og reaksjonsblandingen oppvarmes lg time ved 110°C. Befridd for uopp-løste mengder ved filtrering i varme utkrystalliserer fra den avkjølte utgangsoppløsning 208 g av den søkte bismetakrylester, hvilket tilsvarer et utbytte på 64,8% av det teoretiske. Fra moderluten utfelles ved tilsetning av 800 ml vann igjen 62,4 g, tilsvarende 19,4% av det teoretiske. Det samlede utbytte er 270,4 g, tilsvarende 84,2% av det teoretiske. Smeltepunkt av den utkrystalliserte fraksjon 91 - 102°C, av den utfelte fraksjon 82 - 92°C. Ved omkrystallisering av førstnevnte fraksjon fra metylglykol økes smeltepunktet til 99 - 104°C.

Eksempel 3.

Fremstilling av bisakrylester med formel ( 1) med X = brom.

I et med rører og tilbakeløpskjøler utrustet reaksjonskar oppløses 76 g (1,05 mol) akrylsyre og 1,5 g hydrokinon som inhibitor i 800 ml N-metylpyrrolidon og tilsettes en 50 vekt%-ig vandig oppløsning av 4l g (1,02 mol) natriumhydroksyd porsjonsvis. Deretter innføres 449 g (0,5 mol) 4,4'-bisklormetylokta bromdifenyleter og oppvarmes til reaksjonstemperaturen 110°C. Etter lg time ved 110°C er omsetningen omtrent kvantitativ (klorbestemmelse ifølge Mohr).

Etter adskillelse av uoppløste deler i varme 'utfelles for avkjøling ved tilsetning av vann reaksjonsproduktet, vaskes med vann og tørkes ved værelsestemperatur.

Det fåes 430 g av bisakrylesteren, tilsvarende et utbytte på 88,8% av det teoretiske. Smeltepunkt 143 - 151?C, etter omkrystallisering fra metylglykol 146 - 152°C.^ Bestemmelsen av dobbeltbindinginnholdet etter Beesing ga for den om-krystalliserte bisakrylester en renhet på 97,6%.

Det på bekostning av en for lav brommengde opp-tredende klorinnhold på 2,1% er å tilbakeføre på en liten brom-klor-utveksling i de to kjerner ved kloreringen av oktabromdi-tolyleteren til 4,4'-bisklormetyloktabromdifenyleter.

E ksempel 4.

Etter samme arbeidsmåte som i eksempel 3 fåes av en annen charge 4,4'-bisklormetyloktabromdifenyleter (449 g = 0,5 mol) etter tørkning 444 g av bisakrylesteren med formel (1) med X = brom, tilsvarende et utbytte på 90,8% av det teoretiske, smeltepunkt 146 - l60oc, etter omkrystallisaring fra metylglykol 158 - 165°C.

Det høyere smelteområde på 158 - l65°C i forhold til 146 - 152°C for bisakrylesteren ifølge eksempel 3 er å til-bakeføre på den mindre brom-klor-utveksling ved nevnte sidekjede-klorering.

E ksempel 5-

Fremstilling av bismetakrylester med formel ( 1) med X = brom.

I et reåksjonskar tilsvarende foregående eksempler oppløses 94,7 g (1,1 mol) metakrylsyre og 1,5 g hydrokinon i 650 ml N-metylpyrrolidon og til oppløsningen settes under omrør-ing en 50 vekt%-ig vandig oppløsning av 42 g (1,05 mol) natriumhydroksyd porsjonsvis. Deretter innføres 449 g (0,5 mol) 4,4'-bisklormetyloktabromdifenyleter og det innstilles en reaksjonstemperatur på 100°C. Etter 2\ time ved 100°C gir kloridbestem- meisen ifølge Mohr 95% omsetning. Etter tilsammen 3 timers reaksjonstid avbrytes reaksjonen, ennu i varmen uoppløste deler adskilles ved filtrering og reaksjonsoppløsningen av-kjøles ved 0°C. Den utskilte krystallmasse suges fra, vaskes kloridfri med vann og tørkes ved værelsestemperatur. Det fåes l60 g bismetakrylat, tilsvarende 32% av det teoretiske. Smeltepunkt 150 - 156°C. Fra moderluten kan det ved innhelling i vann utfelles ytterligere 176 g bismetakrylat, tilsvarende 3553%. Utbytte tilsammen 336 g, tilsvarende 6 7. s 3 % av det teoretiske. Smelteområdet av den utfelte- fraksjon 139 - 152°C.

Etter omkrystallisering av første fraksjon fra metylglykol, smeltepunkt 157 - l60°C.<*>

Eksempel 6.

Etter samme arbeidsmåte som i eksempel 53imidlertid med til 110°C forhøyet temperatur og til 2 timer forkortet reaksjonstemperatur fåes av 449 g (0,5 mol) 4,4'-bisklormetyloktabromdifenyleter en annen porsjon 170 g av reaksjonsoppløs-ningen ved avkjøling og utfelling med vann utkrystallisert bismetakrylester. Samlet utbytte 430 g, tilsvarende 86,2% av éet

teoretiske. Smeltepunkt for den utkrystalliserte fraksjon =

164 - l67°C, den utfelte fraksjon, smeltepunkt 143 - 159°C. Etter omkrystallisering av første fraksjon fra metylglykol, smeltepunkt 166 - l68°C.

Eksempel 7-

Polymerisasjon til nettdannet bisakrylat med formel ( 2) med

X = brom.

I et med rører, tilbakeløpskjøler og gassinnførings-rør utstyrt reaksjonskar oppløses 22,7 g (0,315 mol) akrylsyre og 0,15 g hydrokinon (sistnevnte for å hindre for tidlig nettdannende polymerisasjon i kondensasjonstrinnet) 'i 300 ml N-metylpyrrolidon og under omrøring tilsettes en 50%-ig vandig oppløsning av 12 g natriumhydroksyd (0,3 mol). Deretter innrøres 130 g (0,145 mol) 4,4'-bisklormetyloktabromdifenyleter og oppvarmes i 2 timer ved 110°C.

Til den nettdannende polymerisasjon fortynnes med 150 ml metylglykol og etter tilsetning av 3 g dikumylperoksyd som radikaldanner under overføring av en svak nitrogenstrøm oppvarmes til 135°C badtemperatur. Det oppstår en dispersjon av den utfallende nettdannende polymer. Etter 2 timer økes badtemperaturen til l40°C, etter en ytterligere time hensettes

ved 15Q°C og lg time ved 150°C. Det nettdannede bisakrylat

■ suges fra, vaskes kloridfritt med vann og tørkes i tørkeskap ved økende temperatur til l60°C. Det fåes 135 g nettdannet, uoppløselig og ikke smeltbart, pulverformet, farveløst polymerisat. Den elementæranalytisk bestemte brommengde utgjør 63,5%, klormengden 1,2%.

Ved IR-analyse er det ikke mer påvisbart akryl-ester-dobbeltbindinger.

På termovekt (luft, ,varmegrad 8°C/minutt) viser

det nettdannede produkt følgende vekttap: 1% ved 309°C, '5%

ved 327°C og 10% ved 334°C.

Eksempel 8.

Polymerisasjon til nettdannet bismetakrylat med formel ( 2) med X = klor.

I et reaksjonskar som i eksempel 7 oppløses 44,7 g (0,52 mol) metakrylsyre og 0,2 g hydrokinon (for å hindre en for tidlig nettdannende polymerisasjon i kondensasjonstrinnet) i 300 ml metylglykol og til oppløsningen settes under omrøring den 50%-ige vandige oppløsning av 20,4 g (0,51 mol) natriumhydroksyd langsomt. Deretter innføres 135,7 g (0,25 mol) 4,4'-bisklormetyloktaklordifenyleter, temperaturen økes til 110°C og lar det reagere i 1\ time.

Under overføring av en svak nitrogenstrøm tilsettes 2,5 g dikumylperoksyd som polymerisasjonsinitiator og badtemperaturen økes til 135°C. Det oppstår en dispersjon av utfelt nettdannet polymer. Etter 4,5 timer nettdannelsesvarighet avbrytes det nettdannede bismetakrylat, frasuges, vaskes kloridfritt med vann og tørkes til vektkonstans til l60°C.

Det fåes 152 g av et nettdannet, uoppløselig og usmeltbart pulverformet, farveløst polymerisat. Klormengden ut-gjør 44%.

Ved IR-analyse er det ikke mer påvisbart metakryl-ester-dobbeltbindinger.

På termovekt (luftatmosfære; varmegrad 8°C/min.) viser det nettdannede bismetakrylat følgende vekttap:

1% ved 314°C; 5% ved 329°C og 10% ved 34l°C.

Eksempel 9.

Bisakrylat med formel ( 1) med X = brom som reaksjonskomponent av en bisakrylatharpiksmasse.

En blanding av 100 g p-xylylenbisakrylat (smeltepunkt 72 - 75°C), 50 g tetraklor-m-xyiylenbismetakrylat (smeltepunkt 83°C) og 25 g av bisakrylatet ifølge oppfinnelsen med formel (1) med X = brom (smeltepunkt 146 - l60°C) oppsmeltes sammen, blandes med 1,5 vekt% dikumylperoksyd som herdnings-katalysator og helles i former.

Ved 120°C herdnes i 2 timer og etterherdnes i

2 timer ved l40°C. Det fåes transparente, omtrent^farveløse

4 mm resp. 2 mm tykke plater.

4 mm-platen har en slagseighet på 6,2 KJ/m og en varmeformbestandighet på 97°C (Martens) resp. 113°C ifølge ISO/ R 75; A, International Standardisation Organisation. 2 mm-platen viser seg i UL/94-prøve som selvs lukkende med karakteriseringen:

VO, dvs. beste verdi.

Til sammenligning viser en av en støpeharpiksbland-ing, bestående av 125 g p-xylylenbisakrylat og 50 g tetraklor-m-xylylen-bisakrylat etter samme fremgangsmåte fremstillet 4 mm plate en slagseighet på 550 KJ/m og en farmeformbestandighet på 89°C (Martens) resp. 99°C (ISO R 75; A). Et 2 mm tykt støpe-legeme ga i UL/94-prøve verdien "ikke bestått".

Eksempel 10.

Bisakrylat med formel ( 1) med X = brom som reaksjonskomponent av en styrenisk bisakrylatharpiksoppløsning.

150 g tetraklor-p-xylylenbisakrylat (smeltepunkt ll6-117°C) og 50 g av bisakrylesteren ifølge oppfinnelsen med formel (1) med X = brom (smeltepunkt 146 - l60°C) oppløses sammen i 200 ml styren. Etter tilsetning av 2 vekt% dibenzoyl-peroksydpasta (50%-ig) støpes harpiksoppløsningen i former og herdnes 4 timer ved 80°C samt deretter etterherdnes 4 timer ved 135°C.

En 4 mm-plate har en bøyefasthet på108 N/mm 2, en slagseighet på 7>3KJ/m^ og en varmeformbestandighet på 106°C (Martens).

En 2 mm-plate viser seg i UL/94-prøven som selvslukkende, karakterisering: VO.

Eksempel 11.

B ismetakrylatester med formel ( 1) med X = brom som nettdannelseskomponent for metakrylsyremetylester■

I 75 g destillert metylmetakrylat oppløses -25 g bismetakrylester med formel (1), 0,5 g azodiisosmørsyrenitril tilsettes som polymerisasjonsinitiator og den flytende monomer-blanding støpes i former. 'Ved 55°C i varmeskap bringes den nettdannende kopolymerisasjon i gang. Så snart det registreres en viskositetsøkning av forminnholdet stilles formene i et termo-statisert vannbad og utherdnes i løpet av 48 timer ved 40°C.

Det etterherdnes 1 time ved 60°C, 1 time ved 80°C og 2 timer

ved 120°C.

Etter avformning fåes 4 mm tykke transparente, vann-klare plater med følgende egenskapsbilde:

Til sammenligning har en etter samme fremgangsmåte fremstillet plate av metylmetakrylat-homopolymerisat følgende egenskapsbilde:

Den under medanvendelse av bismetakrylatesteren ifølge oppfinnelsen som nettdannelseskomponent fremstilles 4 mm-plate er selvslukkende i håndforsøk (Bunsenbrenner) også etter flere gangers antenning (i løpet av 5 sekunder uten avdrypning). E ksempel 12.

Bisakrylester med formel ( 1) med X = brom som nettdannelseskomponent av umettede polyesterharpiksoppløsninger.

En umettet polyesterharpiks på grunnlag av 0,5 mol etylenglykol, 0,5 mol neopentylglykol, 0,4 mol ftalsyreanhydrid og 0,6 mol fumarsyre med en gelkromatografisk bestemt molvekt ^GPC= ^800 oppløses til 50 vektdeler i 50 vektdeler styren.

I den styreniske oppløsning oppløses bisakrylesteren med formel (1) med X = brom i mengder på 10 og 20 vekt?, referert til den samlede mengde.

Etter utherdning (kaldherdning med 2 vekt% di-benzoylperoksydpasta (50%-ig) + 0,2 volum% dimetylanilinoppløs-ning (10%-ig i styren) ved 50°C og etterherdning ved 135°C-. i 4 timer, fåes transparente, omtrent farveløse H mm-plater med følgende egenskaper. Til sammenligning av verdiene av den utherdede styreniske UP-harpiksoppløsning uten bisal^rylester-tilsetning medoppført.

Ved tilsetning av bisakrylesteren økes strekkfasthet, kuletrykkhårdhet og varmeformbestandighet av den utherdede UP-harpiks, uten at slagseigheten avtar.

Innrøres i de med bisakrylesteren ifølge oppfinnelsen blandede. UP-harpiksoppløsninger. før utherdning 5% resp. 7 vektfo antimontrioksyd, så fåes i UL-prøve s elvslukkende støpe-legemer; karakterisering VO etter UL/94-prøve.

Claims (8)

1. Bisakrylester og bismetakrylester med formel

hvori R betyr hydrogen eller en metylgruppe og X betyr klor eller brom.

2. Polymerisater og kopolymerisater på grunnlag av umettede bisestere ifølge formel (1) inneholdende grunnbyggestener med strukturenhet

hvori R og X har overnevnte betydning.

3. Fremgangsmåte til fremstilling av bisakrylatentere og bismetakrylester med formel (1), karakterisert ved at akrylsyre og metakrylsyre i et polart oppløsnings-middel overføres i deres alkalisalter, hvorpå 4,4'-bisklor-metyloktahalogendifenyleter omsettes ved et støkiometrisk overskudd på 1 til 10 mol% av alkalisaltet av syren i nærvær av en polymerisasjonsinhibitor ved 70 til 150°C til estere med formel (1).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3>karakterisert ved at til syntese-av bisakrylester og bismetakrylester med formel (1) med X = klor, kan det som polare oppløs-ningsmidler anvendes alkoholer av C2 til C^ , glykoler, eteralkoholer, ringetrene tetrahydrofuran eller dioksan, dimetoksyetan, dimetylformamid, dimetylacetamid, N-metylpyrrolidon eller dimetylsulfoksyd.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at til syntesen av bisakrylester og bismetakrylester med formel (1) med X = brom kan det som polart oppløs-ningsmiddel anvendes dimetylformamid, dimetylacetamid, N-metylpyrrolidon, heksametylfosforsyretriamid eller dimetylsulfoksyd.

6. Fremgangsmåte til fremstilling av polymerisater og kopolymerisater ifølge krav 2 etter fremgangsmåten for radikalisk polymerisasjon av etylenisk umettede forbindelser, karakterisert ved at monomere med formel (1) polymeriseres eventuelt med ytterligere etylenisk umettede monomere og eventuelt etter formgivning.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at de monomere med formel (1) dannes umiddelbart før polymerisasjonen av alkalisalter av akryl- eller metakrylsyre og 4,4'-bis-klormetyloktahalogendifenyleter.

8. Anvendelse av polymerisater og kopolymerisater ifølge krav 2 som flammebeskyttelsesmiddel for kunststoffer eller som flammebeskyttede kunststoffer.