RU2394856C1 - Photopolymer composition - Google Patents

Photopolymer composition Download PDF

Info

Publication number
RU2394856C1
RU2394856C1 RU2008151475/04A RU2008151475A RU2394856C1 RU 2394856 C1 RU2394856 C1 RU 2394856C1 RU 2008151475/04 A RU2008151475/04 A RU 2008151475/04A RU 2008151475 A RU2008151475 A RU 2008151475A RU 2394856 C1 RU2394856 C1 RU 2394856C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polyethylene glycol
polysulfone
molecular weight
styrene
composition
Prior art date
Application number
RU2008151475/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марат Абдурахманович Ваниев (RU)
Марат Абдурахманович Ваниев
Нина Владимировна Сидоренко (RU)
Нина Владимировна Сидоренко
Владислав Антонович Лукасик (RU)
Владислав Антонович Лукасик
Людмила Николаевна Белявцева (RU)
Людмила Николаевна Белявцева
Лариса Игоревна Дурмиш-Оглы (RU)
Лариса Игоревна Дурмиш-Оглы
Иван Александрович Новаков (RU)
Иван Александрович Новаков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority to RU2008151475/04A priority Critical patent/RU2394856C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2394856C1 publication Critical patent/RU2394856C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to preparation of reactive photopolymer compositions based on polysulfone solutions used for making coatings for various purposes. The disclosed photopolymer composition contains the following (pts. wt): polysulfone based on 2,2-bis(4-oxyphenyl)propane and 4,4'-dichlorodiphenylsulfone with molecular weight of 40000-56000 (35-50), styrene as a solvent (65-50), polyethylene glycol dimethacrylate or diacrylate with molecular weight of the polyethylene glycol link of 400-600 as a polymerisable compound (20-50) and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide as a photoinitiator (2-6).
EFFECT: preparation of a composition which enables faster preparation of a coating with fewer process steps, increased elasticity of photopolymer materials based on polysulfone, as well as minimisation of the amount of volatile solvent during formation of the coating.
1 cl, 2 tbl, 12 ex

Description

Изобретение относится к промышленности полимеризационных пластмасс, в частности к разработке реакционно-способных фотополимеризующихся композиций на основе растворов полисульфона (ПСФ), и может быть использовано для получения покрытий различного назначения.The invention relates to the industry of polymerization plastics, in particular to the development of reactive photopolymerizable compositions based on polysulfone (PSF) solutions, and can be used to produce coatings for various purposes.

Целесообразность и возможность инвариантного применения этого полимера для покрытий как с точки зрения технологии их формирования, так и расширения ассортимента композиций на его основе, обусловлены тем, что это теплостойкий, прочный конструкционный термопласт с высокой ударной вязкостью. Как для основы пленкообразующих различного функционального назначения определяюще важным является его высокая химическая стойкость к воздействию большого ряда агрессивных сред. Вместе с тем, получение покрытий и пленок без применения высоких температур и специального оборудования реализуемо лишь путем растворения ПСФ в соответствующих растворителях. В частности, известны композиции, представляющие собой растворы полисульфона в кетонах, хлорированных углеводородах или полярных ароматических растворителях (Бюллер К.У. Тепло- и термостойкие полимеры. Пер. с нем. / Под ред. Я.С.Выгодского. - М., Химия, 1984. - 1056 с.). Кроме того, известен способ переработки ПСФ посредством растворения в циклогексаноне (пат. Великобритании №2198440, МКИ C08L 81/06, 1989). В соответствии с этими техническими решениями возможно получение тонкомерных покрытий и пленок из растворов ПСФ методами лакокрасочной технологии за счет улетучивания растворителя и последующего пленкообразования.The feasibility and possibility of invariant use of this polymer for coatings both in terms of the technology of their formation and the expansion of the range of compositions based on it, is due to the fact that it is a heat-resistant, durable structural thermoplastic with high impact strength. As for the basis of film-forming for various functional purposes, its high chemical resistance to the effects of a large number of aggressive environments is crucial. However, the production of coatings and films without the use of high temperatures and special equipment is only possible by dissolving PSF in appropriate solvents. In particular, compositions are known which are solutions of polysulfone in ketones, chlorinated hydrocarbons or polar aromatic solvents (Buller K.U. Heat and heat-resistant polymers. Translated from German / Edited by Ya.S. Vygodsky. - M., Chemistry, 1984. - 1056 p.). In addition, a known method of processing PSF by dissolving in cyclohexanone (US Pat. UK No. 2198440, MKI C08L 81/06, 1989). In accordance with these technical solutions, it is possible to obtain fine coatings and films from PSF solutions by the methods of paint and varnish technology due to the volatilization of the solvent and subsequent film formation.

Однако необходимость удаления растворителя обусловливает недостатки, связанные с диффузионными процессами, вызывающими значительные локальные внутренние напряжения в материале покрытий. В случаях использования высококипящих растворителей (циклогексанон, диметилформамид, диметилсульфоксид и др.) для ускорения стадии формирования покрытия требуется сушка посредством обдува горячим воздухом. При этом неизбежна повышенная усадка. Следствием этого может быть и низкий уровень адгезионного взаимодействия между субстратом и материалом покрытия. Ввиду большой доли безвозвратно теряемого растворителя существенны и эколого-экономические факторы.However, the need to remove the solvent causes the disadvantages associated with diffusion processes that cause significant local internal stresses in the coating material. In cases of using high-boiling solvents (cyclohexanone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, etc.), drying by blowing with hot air is required to accelerate the coating formation stage. In this case, increased shrinkage is inevitable. The consequence of this may be a low level of adhesive interaction between the substrate and the coating material. Due to the large share of irretrievably lost solvent, environmental and economic factors are also significant.

Известны композиции, в которых ПСФ переводят в раствор, используя мономер в качестве полимеризационно-способного растворителя. Применяют стирол или его смесь с мономером акрилового ряда в определенных соотношениях. Объемное изделие получают путем полимеризации в массе мономеров в присутствии растворенного ПСФ под действием окислительно-восстановительных систем при комнатных и умеренно повышенных температурах в течение 16-24 часов (патент РФ №2058339, С08G 75/20, опубл. 20.04.96).Compositions are known in which PSF is converted into a solution using a monomer as a polymerization-capable solvent. Styrene or its mixture with an acrylic series monomer is used in certain proportions. A bulk product is obtained by polymerization in a mass of monomers in the presence of dissolved PSF under the action of redox systems at room and moderately elevated temperatures for 16-24 hours (RF patent No. 2058339, C08G 75/20, publ. 04/20/96).

Однако очевидно, что использование подобных растворных систем при именно таком способе инициирования для формирования защитных слоев неприемлемо из-за длительности процесса. Так как покрытия характеризуются большим отношением площади к толщине, то определяющим ограничением при полимеризации на подложке является ингибирующее влияние кислорода воздуха. Как следствие - торможение процесса, поверхностная липкость и неизбежное улетучивание мономера-растворителя.However, it is obvious that the use of such solution systems with just such an initiation method for the formation of protective layers is unacceptable due to the length of the process. Since coatings are characterized by a large area to thickness ratio, the inhibitory effect of atmospheric oxygen is a determining limitation in the polymerization on a substrate. As a result, inhibition of the process, surface stickiness and inevitable volatilization of the solvent monomer.

Известны композиции, базирующиеся на смеси ПСФ с молекулярной массой 44300 и диакрилатного полимеризационно-способного соединения. Компоненты растворяют в дихлорметане с добавкой фотоинициатора. В качестве диакрилатного соединения применяют 2,2-бис(4-акрилоксидиэтоксифенил)пропан, а фотоинициатором служит 1-гидроксициклогексилфенилкетон. Образцы приготавливаются методом полива, выдерживаются в течение 12 часов при комнатной температуре для удаления основного количества растворителя и окончательно высушиваются в вакууме при 50°С 3 часа. Далее образцы нагреваются до соответствующей температуры и облучаются источником УФ-излучения с интенсивностью 10 мВт/см2 в атмосфере азота. После этого осуществляется еще и деполимеризация с использованием металлогалогеновых ламп высокого давления с интенсивностью света в области 365 нм, равной 75 мВт/см2 (Morphology and mechanical properties of polymer blends with photochemical reaction for photocurable /linear polymers/ Kazutaka Murata, Takanori Anazawa // Polymer 43 (2002) 6575-6583).Known compositions based on a mixture of PSF with a molecular weight of 44300 and a diacrylate polymerization-capable compound. The components are dissolved in dichloromethane with the addition of a photoinitiator. 2,2-bis (4-acryloxydiethoxyphenyl) propane is used as the diacrylate compound, and 1-hydroxycyclohexylphenylketone is used as a photoinitiator. Samples are prepared by irrigation, aged for 12 hours at room temperature to remove the main amount of solvent and finally dried in vacuum at 50 ° C for 3 hours. Next, the samples are heated to the appropriate temperature and irradiated with a UV source with an intensity of 10 mW / cm 2 in a nitrogen atmosphere. After this, depolymerization is also carried out using high pressure metal halide lamps with a light intensity in the 365 nm region of 75 mW / cm 2 (Morphology and mechanical properties of polymer blends with photochemical reaction for photocurable / linear polymers / Kazutaka Murata, Takanori Anazawa // Polymer 43 (2002) 6575-6583).

К недостаткам данного аналога следует отнести большое количество используемого растворителя, который требует обязательного диффузионного удаления. Путем применения таких растворных композиций реализуемо получение лишь тонкомерных пленок и покрытий. Кроме того, композиции включают в качестве полимеризационно-способного соединения диакрилат этоксилированного бисфенола А с «жесткими» ароматическими фрагментами дифенилолпропана в цепи. Продукты гомополимеризации таких соединений характеризуются повышенной твердостью и хрупкостью. В комбинации с полисульфоновой фазой достигается высокая разрывная прочность (66-73 МПа). Вместе с тем, используемое качественно-количественное сочетание компонентов негативно отражается на эластичности смесевых композитов с ПСФ.The disadvantages of this analogue include the large amount of solvent used, which requires mandatory diffusion removal. By using such solution compositions, it is possible to obtain only thin films and coatings. In addition, the compositions include ethoxylated bisphenol A diacrylate with “hard” aromatic fragments of diphenylolpropane in the chain as a polymerization-capable compound. Homopolymerization products of such compounds are characterized by increased hardness and brittleness. In combination with the polysulfone phase, a high tensile strength (66-73 MPa) is achieved. At the same time, the used qualitative-quantitative combination of components negatively affects the elasticity of mixed composites with PSF.

Наиболее близким к предлагаемому является техническое решение по заявке (JP 2001329027 от 27.11.2001, RESIN COMPOSITE, COMPOSITION, AND THEIR PRODUCTION METHODS), в соответствии с которым используют линейный полисульфон на основе 2,2-бис(4-оксифенил)пропана и 4,4'-дихлордифенилсульфона, (мет)акрилаты с 2-6 (мет)акриловыми группами (а), (мет)акрилаты с одной (мет)акриловой группой (b), фотоинициатор 1-гидроксициклогексилфенилкетон, растворенные в дихлорметане. Содержание последнего может достигать 86%.Closest to the proposed is a technical solution on the application (JP 2001329027 from 11.27.2001, RESIN COMPOSITE, COMPOSITION, AND THEIR PRODUCTION METHODS), in accordance with which they use a linear polysulfone based on 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and 4 , 4'-dichlorodiphenylsulfone, (meth) acrylates with 2-6 (meth) acrylic groups (a), (meth) acrylates with one (meth) acrylic group (b), photoinitiator of 1-hydroxycyclohexylphenylketone dissolved in dichloromethane. The content of the latter can reach 86%.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной растворной фотополимеризующейся композиции на основе полисульфона, относятся следующие. Во-первых, покрытие формируется длительно, в несколько стадий, необходимы нагрев и вакуум. Во-вторых, материал не обладает достаточными упругодеформационными свойствами (относительное удлинение при разрыве составляет лишь 7-12%). В-третьих, велико количество удаляемого растворителя (до 86% от состава композиции).The reasons that impede the achievement of the desired technical result when using the known solution of the photopolymerizable composition based on polysulfone include the following. Firstly, the coating is formed for a long time, in several stages, heating and vacuum are necessary. Secondly, the material does not have sufficient elastic deformation properties (elongation at break is only 7-12%). Thirdly, the amount of solvent removed is large (up to 86% of the composition).

Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение возможности ускоренного получения покрытия с меньшим количеством технологических операций, повышение эластичности фотополимерных материалов на основе ПСФ, а также минимизация количества улетучивающегося на стадии формирования покрытия растворителя.The technical result of the invention is the possibility of accelerated coverage with fewer technological operations, increasing the elasticity of photopolymer materials based on PSF, as well as minimizing the amount of solvent escaping at the stage of coating formation.

Указанный технический результат достигается за счет использования фотополимеризующейся композиции, включающей полисульфон на основе 2,2-бис(4-оксифенил)пропана и 4,4′-дихлордифенилсульфона с молекулярной массой 40000-56000, растворитель, добавку полимеризационно-способного соединения и фотоинициатор, отличающейся тем, что в качестве растворителя она содержит стирол, в качестве полимеризационно-способного соединения диакрилат или диметакрилат полиэтиленгликоля с молекулярной массой полиэтиленгликольного звена 400-600, а в качестве фотоинициатора 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид при следующем соотношении компонентов, мас.ч:The specified technical result is achieved through the use of a photopolymerizable composition, including polysulfone based on 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and 4,4′-dichlorodiphenyl sulfone with a molecular weight of 40,000-56,000, a solvent, an addition of a polymerization-capable compound and a photoinitiator, different the fact that it contains styrene as a solvent, as a polymerization-capable compound of polyethylene glycol diacrylate or dimethacrylate with a molecular weight of polyethylene glycol unit 400-600, and as a photoinitiation an atom of 2,4,6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide in the following ratio of components, parts by weight:

Полисульфон на основе 2,2-бис(4-оксифенил)пропана2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane polysulfone и 4,4′-дихлордифенилсульфонаand 4,4′-dichlorodiphenylsulfone 35-5035-50 СтиролStyrene 65-5065-50 Диакрилат или диметакрилат полиэтиленгликоляPolyethylene glycol diacrylate or dimethacrylate с молекулярной массой от 400 до 600with a molecular weight of from 400 to 600 20-5020-50 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид2,4,6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide 2-62-6

Сущность изобретения заключается в использовании фотополимеризующейся композиции, состав которой обеспечивает возможность достаточно быстро формировать полисульфонсодержащие покрытия посредством ее облучения доступными источниками света с сохранением преимуществ нанесения композиций по лакокрасочной технологии. При этом ингибирующее влияние кислорода воздуха невелико, так как имеющийся в реакционной массе и на поверхности кислород способен переходить из синглетного состояния в триплетное (возбужденное) под действием квантов света ультрафиолетового диапазона. Вследствие этого его ингибирующая способность нивелируется, что приводит к увеличению скорости фотополимеризации и отсутствию поверхностной липкости в материале. Указанное обстоятельство обеспечивает возможность использовать даже стабилизированный (неочищенный от ингибитора) стирол.The essence of the invention lies in the use of a photopolymerizable composition, the composition of which provides the ability to quickly form polysulfone-containing coatings by irradiation with available light sources while maintaining the advantages of applying the compositions according to paint and varnish technology. In this case, the inhibitory effect of atmospheric oxygen is small, since the oxygen present in the reaction mass and on the surface is capable of passing from the singlet state to the triplet (excited) state under the action of ultraviolet light quanta. As a result, its inhibitory ability is leveled, which leads to an increase in the rate of photopolymerization and the absence of surface stickiness in the material. This circumstance makes it possible to use even stabilized (untreated from the inhibitor) styrene.

Применение стирола в составе композиции детерминировано его хорошей растворяющей способностью по отношению к ПСФ и термодинамической совместимостью компонентов раствора, в том числе и с добавками полимеризационно-способного соединения (ПСС). Благодаря тому, что в условиях фотоиндуцированной полимеризации стирол сам превращается в высокомолекулярное соединение и участвует в реакции сополимеризации с ди(мет)акрилатом полиэтиленгликоля обеспечивается результат в части минимизации доли улетучивающегося растворителя.The use of styrene in the composition of the composition is determined by its good dissolving ability with respect to PSF and the thermodynamic compatibility of the solution components, including with the addition of a polymerization-capable compound (PSS). Due to the fact that under the conditions of photo-induced polymerization, styrene itself turns into a high molecular weight compound and participates in the copolymerization reaction with polyethylene glycol di (meth) acrylate, the result is achieved in terms of minimizing the fraction of volatilizing solvent.

Добавки полимеризационно-способных соединений, используемые в заявляемой композиции, способствуют, с одной стороны, более быстрому протеканию процесса фотополимеризации из-за наличия двух (мет)акрилатных групп (то есть большей функциональности по двойным связям по сравнению со стиролом). С другой - основная цепь в молекулах акрилатных полимеризационно-способных соединений, входящих в составы по заявляемому изобретению, состоит из оксиэтиленовых звеньев с большим количеством «шарнирных» кислородных мостиков, обеспечивающих повышенную гибкость и эластичность как продуктам гомо- и сополимеризации, так и полисульфонсодержащему композиционному материалу, получаемому из заявляемой фотополимеризующейся композиции. При этом совокупность достигаемых эффектов зависит и от содержания ди(мет)акрилата полиэтиленгликоля, а также его молекулярной массы (ММ). Наиболее предпочтительно применение полимеризационно-способного соединения с ММ полиэтиленгликольного звена от 400 до 600 в заявляемых количествах. Если использовать в составе фотополимеризующейся композиции полимеризационно-способные соединения с меньшей ММ, то не обеспечивается результат в части необходимых физико-механических свойств. Последнее относится и к материалам на основе систем ПСФ-стирол, полученных с добавкой полимеризационно-способного соединения менее 20 мас. ч. При введении в фотополимеризующуюся композицию ди(мет)акрилата полиэтиленгликоля более 50 мас.ч. прочностные свойства материалов снижаются.The additives of polymerization-capable compounds used in the claimed composition contribute, on the one hand, to a faster photopolymerization process due to the presence of two (meth) acrylate groups (i.e., more functionality for double bonds compared to styrene). On the other hand, the main chain in the molecules of acrylate polymerization-capable compounds that are part of the compositions of the claimed invention consists of oxyethylene units with a large number of “articulated” oxygen bridges, providing increased flexibility and elasticity to both homo- and copolymerization products and polysulfone-containing composite material obtained from the claimed photopolymerizable composition. Moreover, the totality of the achieved effects also depends on the content of di (meth) acrylate of polyethylene glycol, as well as its molecular weight (MM). Most preferably, the use of a polymerization-capable compound with an MM of a polyethylene glycol unit of from 400 to 600 in the claimed amounts. If polymerization-capable compounds with lower molecular masses are used in the photopolymerizable composition, the result is not provided with regard to the necessary physical and mechanical properties. The latter applies to materials based on PSF-styrene systems obtained with the addition of a polymerization-capable compound of less than 20 wt. hours when introduced into the photopolymerizable composition of di (meth) acrylate polyethylene glycol more than 50 wt.h. strength properties of materials are reduced.

Применение в композиции в качестве фотоинициатора именно 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксида обосновано тем, что он характеризуется высокой фотохимической активностью в области с длиной волны более 360 нм. Это позволяет использовать доступные источники света с невысокой мощностью излучения, не требующие организации охлаждения в процессе инсоляции объекта (например, ртутные дуговые и трубчатые лампы типа ДРЛ и ДРТ) и обусловливает практическую применимость технического решения.The use of 2,4,6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide in the composition as a photoinitiator is justified by the fact that it is characterized by high photochemical activity in the region with a wavelength of more than 360 nm. This allows the use of accessible light sources with low radiation power, which do not require cooling during the insolation of the object (for example, mercury arc and tube lamps of the DRL and DRT type) and determine the practical applicability of the technical solution.

В исходном виде заявляемая фотополимеризующаяся композиция представляет собой одноупаковочный состав с регулируемой вязкостью, который при условии невоздействия на него света обладает длительным сроком хранения. При нанесении на подложку и последующем УФ-облучении в течение 8-15 минут непосредственно на ней происходит образование покрытия, адгезионно связанного с субстратом. При необходимости, аналогичным путем могут быть получены материалы в виде свободных пленок толщиной до 600 мкм. Таким образом, количество технологических операций минимизируется. Стадии испарения растворителя и дополнительного нагрева отсутствуют. В целом, вышеизложенное и определяет сущность технического решения, которое в сравнении с аналогами и прототипом, по достигаемому результату более эффективно.In its original form, the inventive photopolymerizable composition is a one-pack composition with an adjustable viscosity, which, provided that light is not exposed to it, has a long shelf life. When applied to a substrate and subsequent UV irradiation for 8-15 minutes, a coating is formed directly on it, which is adhesively bonded to the substrate. If necessary, materials in the form of free films up to 600 microns thick can be obtained in a similar way. Thus, the number of technological operations is minimized. There are no stages of solvent evaporation and additional heating. In general, the foregoing and determines the essence of the technical solution, which, in comparison with analogues and prototype, is more effective in terms of the result achieved.

Заявляемые интервалы по содержанию ПСФ и стирола обусловлены двумя следующими основными факторами: во-первых, вязкость композиций, которая зависит главным образом от количества растворенного ПСФ, должна быть необходимой и достаточной для нанесения составов методами лакокрасочной технологии; во-вторых, так как свойства получаемого материала во многом определяются концентрацией исходно растворенного ПСФ, то предпочтительно максимально возможное содержание последнего в рецептуре композиции.The claimed intervals for the content of PSF and styrene are due to the following two main factors: firstly, the viscosity of the compositions, which depends mainly on the amount of dissolved PSF, must be necessary and sufficient for applying the compositions by paint and varnish technology; secondly, since the properties of the material obtained are largely determined by the concentration of the initially dissolved PSF, it is preferable that the content of the latter in the formulation be as high as possible.

Если количество растворенного ПСФ меньше 35 массовых частей, то возможно получение технологичных низковязких растворов, но они склонны к отеканию с наклонных и вертикальных поверхностей, а продукты фотополимеризации обладают худшим комплексом свойств. В случаях использования в составе композиций полисульфона больше, чем в заявляемом соотношении, они характеризуются резким нарастанием вязкости. Такие полисульфонстирольные системы потенциально непригодны для формирования покрытий способами, применяемыми в лакокрасочной технологии. В целом, по указанным причинам, составы, содержащие менее 35 и более 50 массовых частей ПСФ, не иллюстрируются примерами.If the amount of dissolved PSF is less than 35 mass parts, it is possible to obtain technologically advanced low-viscosity solutions, but they are prone to swelling from inclined and vertical surfaces, and the photopolymerization products have the worst set of properties. In cases where polysulfone is used in the compositions more than in the claimed ratio, they are characterized by a sharp increase in viscosity. Such polysulfonyl styrene systems are potentially unsuitable for coating formation by methods used in paint and varnish technology. In General, for these reasons, compositions containing less than 35 and more than 50 mass parts of PSF are not illustrated by examples.

Согласно изобретению в качестве полисульфона применяется продукт взаимодействия динатриевой соли дифенилолпропана (бисфенола А) и 4,4'-дихлордифенилсульфона (ТУ-6-06-66-88) с молекулярной массой 40000-56000 и со следующей структурной формулой элементарного звена:According to the invention, the product of the interaction of the disodium salt of diphenylolpropane (bisphenol A) and 4,4'-dichlorodiphenylsulfone (TU-6-06-66-88) with a molecular weight of 40,000-56,000 and with the following structural formula of the elementary unit is used as polysulfone:

Figure 00000001
Figure 00000001

Фотоинициатором служит 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид, производимый под торговой маркой Esacure TPOThe photoinitiator is 2,4,6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide manufactured under the Esacure TPO brand name

Figure 00000002
Figure 00000002

В качестве полимеризационно-способных соединений используют следующие продукты:The following products are used as polymerization-capable compounds:

Figure 00000003
Figure 00000003

Диметакрилат полиэтиленгликоля с молекулярной массой (ММ) ПЭГ-звена 600, n=14Polyethylene glycol dimethacrylate with a molecular weight (MM) of PEG unit 600, n = 14

Figure 00000004
Figure 00000004

Диакрилат полиэтиленгликоля, с молекулярной массой (ММ) ПЭГ-звена 400-600, n=9-14Polyethylene glycol diacrylate, with a molecular weight (MM) of the PEG unit 400-600, n = 9-14

Активным растворителем выступает стирол, соответствующий ГОСТ 10003-90.The active solvent is styrene, corresponding to GOST 10003-90.

Рецептуры предлагаемых и контрольных композиций, а также по прототипу приведены в таблице 1.The formulations of the proposed and control compositions, as well as the prototype are shown in table 1.

Таблица 1Table 1 Составы композиций по примерам и прототипуThe compositions of the examples and prototype Компоненты композицийSong Components Составы композиций по примерам, мас. ч.The compositions of the examples, wt. hours ПредлагаемыеProposed КонтрольныеControl Прототип (примеры 1-3)Prototype (examples 1-3) 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 11eleven 1212 ПолисульфонPolysulfone 4040 3535 50fifty 4040 4040 4040 4040 4040 4040 4040 4040 4040 3-43-4 СтиролStyrene 6060 6565 50fifty 6060 6060 6060 6060 6060 6060 6060 6060 6060 -- Диакрилат полиэтиленгликоля с ММ ПЭГ-звена 600Polyethylene glycol diacrylate with MM PEG link 600 30thirty 20twenty 50fifty 3838 -- -- -- -- -- -- 30thirty 30thirty -- Диметакрилат полиэтиленгликоля ММ ПЭГ-звена 600Polyethylene glycol dimethacrylate MM PEG link 600 -- -- -- -- 3838 -- 1010 -- 6060 -- -- -- -- Диакрилат полиэтиленгликоля ММ ПЭГ-звена 400Polyethylene glycol diacrylate MM PEG-link 400 -- -- -- -- -- 3838 -- 1010 -- 6060 -- -- -- 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид2,4,6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide 4four 22 66 4four 4four 4four -- -- -- -- 1one 77 -- 1-гидроксициклогексилфенилкетон1-hydroxycyclohexylphenylketone -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 0,2-0,30.2-0.3 ДихлорметанDichloromethane -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 83-8683-86 Смесь дициклопентанилдиакрилата с монофункциональными (мет)акрилатамиA mixture of dicyclopentanyldiacrylate with monofunctional (meth) acrylates -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 10-1310-13

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Используют соотношения, близкие к средним (предпочтительная рецептура). Для этого к 40 г полисульфона добавляют 60 г стирола. При нагревании до 80°С и периодическом перемешивании получают однородный раствор. Добавляют 30 г диакрилата полиэтиленгликоля с ММ=600 и 4 г фотоинициатора (2, 4, 6-триметилбензоилдифенилфосфиноксида). Смесь гомогенизируют и часть ее после охлаждения отбирают для определения динамической вязкости на вискозиметре Брукфильда. Другую часть наносят свободнолитьевым методом в толщине 500-600 мкм на взвешенную силиконовую или фторопластовую подложку и подвергают облучению под действием полного спектра источника УФ-света типа ДРТ-400 с расстояния 25 см (энергетическая освещенность поверхности составляет 40 Вт/м2) в течение 15 минут. Затем подложку вместе с составом вновь взвешивают на аналитических весах и по разности масс определяют количество (долю) улетучившейся компоненты. Полученный таким образом материал отслаивают и испытывают по ГОСТ 11262-80 для оценки упругопрочностных свойств, фиксируя условную прочность при разрыве и относительное удлинение. Свойства растворов и продуктов фотополимеризации приведены в таблице 2.Example 1. Use ratios close to average (preferred formulation). For this, 60 g of styrene is added to 40 g of polysulfone. Upon heating to 80 ° C and periodic stirring, a homogeneous solution is obtained. Add 30 g of polyethylene glycol diacrylate with MM = 600 and 4 g of photoinitiator (2, 4, 6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide). The mixture is homogenized and part of it after cooling is taken to determine the dynamic viscosity on a Brookfield viscometer. The other part is applied by a free-casting method in a thickness of 500-600 μm to a suspended silicone or fluoroplastic substrate and subjected to irradiation under the influence of a full spectrum of a UV light source of the DRT-400 type from a distance of 25 cm (surface energy illuminance is 40 W / m 2 ) for 15 minutes. Then the substrate together with the composition is again weighed on an analytical balance and the quantity (fraction) of the volatilized component is determined by the difference in masses. Thus obtained material is peeled off and tested according to GOST 11262-80 to assess the elastic strength properties, fixing the conditional tensile strength and elongation. The properties of the solutions and photopolymerization products are shown in table 2.

Пример 2. В отличие от примера 1 используют минимальные заявляемые соотношения компонентов. Исследуют раствор, отверждают и испытывают материал аналогично примеру 1.Example 2. In contrast to example 1, the minimum claimed ratio of components is used. Examine the solution, cure and test the material as in example 1.

Пример 3. Готовят и исследуют раствор ПСФ в стироле, подвергают облучению и тестируют материал по примеру 1, но используют максимальные дозировки всех компонентов.Example 3. Prepare and examine a solution of PSF in styrene, irradiate and test the material according to example 1, but use the maximum dosage of all components.

Пример 4. По аналогии с примером 1 готовят композицию, в которую в качестве полимеризационно-способного соединения вводят 38 г (среднее содержание) диакрилата полиэтиленгликоля с ММ полиэтиленгликольного звена 600.Example 4. By analogy with example 1, a composition is prepared in which 38 g (average content) of polyethylene glycol diacrylate with a molecular weight of 600 polyethylene glycol unit is introduced as a polymerization-capable compound.

Пример 5. По аналогии с примером 4 для сравнения готовят композицию, но в качестве полимеризационно-способного соединения используют диметакрилат полиэтиленгликоля с ММ полиэтиленгликольного звена 600 в количестве 38 г.Example 5. By analogy with example 4, a composition is prepared for comparison, but polymethylene glycol dimethacrylate with MM polyethylene glycol unit 600 in an amount of 38 g is used as a polymerization-capable compound.

Пример 6. По аналогии с примером 4 для сравнения готовят композицию, но в качестве полимеризационно-способного соединения используют 38 г диакрилата полиэтиленгликоля, имеющего ММ полиэтиленгликольного звена 400.Example 6. By analogy with example 4, a composition is prepared for comparison, but 38 g of polyethylene glycol diacrylate having an MM of polyethylene glycol unit 400 is used as the polymerization-capable compound.

Пример 7. Готовят и исследуют раствор и материал как в примере 1, но количество диакрилата составляет 10 г (заграничная дозировка по минимальному содержанию ПСС).Example 7. Prepare and examine the solution and material as in example 1, but the amount of diacrylate is 10 g (overseas dosage at the minimum content of PSS).

Пример 8. Готовят и исследуют раствор и материал как в примере 1, но количество диметакрилата составляет 10 г (заграничная дозировка по минимальному содержанию данного типа ПСС).Example 8. Prepare and examine the solution and material as in example 1, but the amount of dimethacrylate is 10 g (foreign dosage for the minimum content of this type of PSS).

Пример 9. Готовят и исследуют раствор и материал как в примере 1, но количество диакрилата с ММ полиэтиленгликольного звена 600 составляет 60 г (заграничная дозировка по максимальному содержанию ПСС).Example 9. Prepare and examine the solution and material as in example 1, but the amount of diacrylate with MM polyethylene glycol unit 600 is 60 g (overseas dosage for the maximum content of PSS).

Пример 10. Готовят и исследуют раствор и материал как в примере 1, но количество диметакрилата с ММ полиэтиленгликольного звена 600 составляет 60 г (заграничная дозировка по максимальному содержанию данного типа ПСС).Example 10. Prepare and examine the solution and material as in example 1, but the amount of dimethacrylate with MM polyethylene glycol unit 600 is 60 g (overseas dosage for the maximum content of this type of PSS).

Пример 11. Получают материал в соответствии с примером 1, но содержание 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксида в композиции составляет 1 г (заграничное соотношение по минимальному количеству фотоинициатора).Example 11. Get the material in accordance with example 1, but the content of 2,4,6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide in the composition is 1 g (foreign ratio of the minimum amount of photoinitiator).

Пример 12. Получают материал в соответствии с примером 1, но содержание 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксида в композиции составляет 7 г (заграничное соотношение по максимальному количеству фотоинициатора).Example 12. Get the material in accordance with example 1, but the content of 2,4,6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide in the composition is 7 g (foreign ratio of the maximum amount of photoinitiator).

Таблица 2table 2 Свойства растворов и материалов, полученных из фотополимеризующихся композицийProperties of solutions and materials obtained from photopolymerizable compositions Свойства растворов и материаловProperties of solutions and materials Фотополимеризующиеся композиции по примерамPhotopolymerizable compositions of the examples предлагаемыеproposed контрольныеcontrol прототипprototype 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 11*eleven* 12**12** Динамическая вязкость при 20°С, Па·сDynamic viscosity at 20 ° С, Pa · s 12,412,4 5,05,0 210,0210.0 10,010.0 22,622.6 9,39.3 29,329.3 33,233,2 16,016,0 18,118.1 12,412,4 12,412,4 2-92-9 Доля улетучивающейся компоненты, %The fraction of the volatilized component,% 1,01,0 4,04.0 1,01,0 1,51,5 1,51,5 1,61,6 2,42,4 2,52.5 1,01,0 1,01,0 18eighteen 0,70.7 83-8683-86 Условная прочность при разрыве, МПаTensile strength, MPa 29,829.8 16,016,0 35,035.0 31,431,4 29,129.1 31,931.9 23,223,2 18,018.0 14,614.6 13,613.6 -- -- 46,0-68,046.0-68.0 Относительное удлинение при разрыве, %Elongation at break,% 4545 6060 15fifteen 2222 20twenty 15fifteen 1212 99 6565 20twenty -- -- 4,3-10,34.3-10.3 Время, необходимое для формирования покрытия из готового раствора, минThe time required to form a coating from the finished solution, min 15fifteen 15fifteen 15fifteen 15fifteen 15fifteen 15fifteen 15fifteen 15fifteen 15fifteen 15fifteen -- 22 >180> 180 * Материал за 15 минут облучения не формируется из-за низкой скорости процесса.* Material is not formed in 15 minutes of exposure due to the low speed of the process. ** Через 2 минуты облучения с поверхности образуется слой «шагрени» ввиду высокой скорости фотополимеризации; материал дефектен и не имеет технической ценности.** After 2 minutes of irradiation, a “shagreen” layer forms from the surface due to the high photopolymerization rate; the material is defective and has no technical value.

Данные таблицы 2 свидетельствуют о том, что вязкость растворов (а следовательно, и их технологичность) поддается регулированию за счет изменения соотношения компонентов в рамках заявляемых. Путем использования растворов ПСФ в стироле с добавками ПСС и обоснованно подобранного фотоинициатора возможно получение материалов, процесс формирования которых в отличие от композиции-прототипа характеризуется минимальной долей улетучивающихся компонентов. Создание материала из предлагаемой растворной композиции не требует специального подвода тепла извне и применения вакуума для диффузионного отделения растворителя. Количество технологических операций сокращается. Принципиальное отличие в части технического результата заключается еще в том, что наряду с ПСС растворяющий агент в условиях фотоиндуцированной полимеризации также превращается в полимерный продукт, а посредством использования ди(мет)акрилатных соединений определенной природы в обозначенных рецептурных соотношениях с другими компонентами, достижимо получение материалов с показателями относительного удлинения в пределах 45-60% с достаточно высокими прочностными свойствами и соизмеримыми значениями ударной вязкости. При этом предпочтительно применение диакрилатов и диметакрилатов полиэтиленгликоля с ММ=600, так как материалам свойственен лучший баланс упругопрочностных характеристик.The data in table 2 indicate that the viscosity of the solutions (and therefore their manufacturability) can be regulated by changing the ratio of components within the claimed. By using solutions of PSF in styrene with the addition of PSS and a reasonably selected photoinitiator, it is possible to obtain materials whose formation process, in contrast to the prototype composition, is characterized by a minimum fraction of volatile components. The creation of material from the proposed mortar composition does not require a special supply of heat from the outside and the use of vacuum for the diffusion separation of the solvent. The number of technological operations is reduced. The principal difference in terms of the technical result lies in the fact that, along with PSS, the dissolving agent under the conditions of photoinduced polymerization also turns into a polymer product, and by using di (meth) acrylate compounds of a certain nature in the indicated formulation ratios with other components, it is possible to obtain materials with relative elongation in the range of 45-60% with a sufficiently high strength properties and comparable values of impact strength. In this case, it is preferable to use diacrylates and dimethacrylates of polyethylene glycol with MM = 600, since materials have a better balance of elastic-strength characteristics.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в производстве покрытий и свободных пленок на основе растворов ПСФ в стироле с добавками ПСС и фотоинициатора путем фотоиндуцированной полимеризации; для заявляемого технического решения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов; средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention: the agent embodying the claimed invention in its implementation is intended for use in the manufacture of coatings and free films based on solutions of PSF in styrene with additives of PSS and photoinitiator by photoinduced polymerization; for the claimed technical solution in the form described in the independent claim, the possibility of its implementation using the means and methods described above or known prior to the priority date is confirmed; means that embody the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "Промышленная применимость" по действующему законодательству.Therefore, the claimed invention meets the requirement of "Industrial applicability" under applicable law.

Claims (1)

Фотополимеризующаяся композиция, включающая полисульфон на основе 2,2-бис(4-оксифенил)пропана и 4,4′-дихлордифенилсульфона с молекулярной массой 40000-56000, растворитель, добавку полимеризационноспособного соединения и фотоинициатор, отличающаяся тем, что в качестве растворителя она содержит стирол, в качестве полимеризационноспособного соединения диакрилат или диметакрилат полиэтиленгликоля с молекулярной массой полиэтиленгликольного звена 400-600, а в качестве фотоинициатора - 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
Полисульфон на основе 2,2-бис(4-оксифенил)пропана и 4,4′-дихлордифенилсульфона 35-50 Стирол 65-50 Диакрилат или диметакрилат полиэтиленгликоля с молекулярной массой полиэтиленгликольного звена от 400 до 600 20-50 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид 2-6
A photopolymerizable composition comprising a polysulfone based on 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and 4,4′-dichlorodiphenyl sulfone with a molecular weight of 40,000-56,000, a solvent, an addition of a polymerization compound and a photoinitiator, characterized in that it contains styrene as a solvent , as a polymerization compound, a diacrylate or polyethylene glycol dimethacrylate with a molecular weight of a polyethylene glycol unit of 400-600, and as a photoinitiator, 2,4,6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide in the following ratio SRI components in parts by weight:
2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane polysulfone and 4,4′-dichlorodiphenylsulfone 35-50 Styrene 65-50 Polyethylene glycol diacrylate or dimethacrylate with a molecular weight of polyethylene glycol links from 400 to 600 20-50 2,4,6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide 2-6
RU2008151475/04A 2008-12-24 2008-12-24 Photopolymer composition RU2394856C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008151475/04A RU2394856C1 (en) 2008-12-24 2008-12-24 Photopolymer composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008151475/04A RU2394856C1 (en) 2008-12-24 2008-12-24 Photopolymer composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2394856C1 true RU2394856C1 (en) 2010-07-20

Family

ID=42685945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008151475/04A RU2394856C1 (en) 2008-12-24 2008-12-24 Photopolymer composition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2394856C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551660C1 (en) * 2014-03-25 2015-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Photopolimerisable composition
RU2592597C1 (en) * 2015-07-27 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Photopolymerisable composition for protective coatings
WO2018143929A1 (en) * 2017-01-31 2018-08-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Polymeric photo active agents
RU2712062C1 (en) * 2019-06-03 2020-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of producing thermo- and heat-resistant polymers based on bis-(1-halomethyl-2-allyloxyethoxy)-(1-halomethyl-2-phenoxyethoxy)phosphines
RU2712061C1 (en) * 2019-06-03 2020-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of producing thermo- and heat-resistant polymers based on bis-(1-halomethyl-2-phenoxyethoxy)-(1-halomethyl-2-methacryloxyethoxy)phosphines

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551660C1 (en) * 2014-03-25 2015-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Photopolimerisable composition
RU2592597C1 (en) * 2015-07-27 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Photopolymerisable composition for protective coatings
WO2018143929A1 (en) * 2017-01-31 2018-08-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Polymeric photo active agents
US10619030B2 (en) 2017-01-31 2020-04-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Polymeric photo active agents
RU2712062C1 (en) * 2019-06-03 2020-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of producing thermo- and heat-resistant polymers based on bis-(1-halomethyl-2-allyloxyethoxy)-(1-halomethyl-2-phenoxyethoxy)phosphines
RU2712061C1 (en) * 2019-06-03 2020-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of producing thermo- and heat-resistant polymers based on bis-(1-halomethyl-2-phenoxyethoxy)-(1-halomethyl-2-methacryloxyethoxy)phosphines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2394856C1 (en) Photopolymer composition
DE69738355T2 (en) Process for the production of coatings
BE1006011A4 (en) OXIDE-ALKYL BIS-ACYL-PHOSPHINES AND THEIR APPLICATION AS FOR PHOTO-CURING IGNITORS COMPOUNDS ethylene.
TWI421307B (en) Ultraviolet-curable silicone composition
Sangermano et al. Fluorinated epoxides as surface modifying agents of UV‐curable systems
EP3940025A1 (en) Optically softening resin composition, method for producing softened product of optically softening resin composition, curable resin composition and cured product of same, and patterned film and method for producing same
KR100199908B1 (en) Uv curable blend compositions and the process of their use and coated articles resulting therefrom
CN112513736A (en) Thiol-acrylate polymers, methods of synthesis thereof, and use in additive manufacturing techniques
JPH01161011A (en) Coating composition
US6509389B1 (en) UV curable compositions for producing mar resistant coatings and method for depositing same
Wu et al. Siloxane modified cycloaliphatic epoxide UV coatings
RU2401845C1 (en) Photopolymerising composition
KR20070110295A (en) Curable acrylate compositions, methods of making the compositions and articles made therefrom
JPH0527661B2 (en)
JP2008184538A (en) Ultraviolet curable resin composition
US20030082305A1 (en) Uv curable woodcoat compositions
TWI705113B (en) Curable composition for inkjet, cured coating film and printed circuit board using it
DK163821B (en) POLYCARBONATE FORMULA WITH A COVERAGE AND PROCEDURE FOR PREPARING THEREOF
FR2639646A1 (en) COMPOSITE PLASTISOL COATING BASED ON POLYVINYL CHLORIDE AND PROCESS FOR APPLICATION TO A METAL SHEET
JP2001316416A (en) Photopolymerizing composition and photopolymerizing putty composition
RU2551660C1 (en) Photopolimerisable composition
MXPA02006765A (en) Uv curable woodcoat compositions.
RU2592597C1 (en) Photopolymerisable composition for protective coatings
US6805917B1 (en) UV curable compositions for producing decorative metallic coatings
WO2004076558A1 (en) Curable composition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161225