SE123770C1 - - Google Patents

Description

KLASS 39 c:25/01 BESKRIVNING OFFENTLIGGJORD AV KUNGL. PATENT- OCH REGISTRERINGSVERKET BEVILJAT DEN 11 NOVEMBER 1948 PATENTTID FRAN DEN 9 JUNI 1945 PUBLICERAT DEN 11 JANUAR! 1949 Ans. den 10 1945, nr 6597/1945.

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED, LONDON, STORBRITANNIEN. satt att framstalla gjutna konsthartsprodukter °eh darvid erhAllna produkter.

IIppfinnare: W. E. F. Gates.

Prioritet begiird frdn den 9 juni 1944 (Siorbritannien).

Foreliggande uppfinning avser gjutna konsthartsprodukter, i synnerhet transparenta, gjutna konsthartsprodukter. Med en konsthartsprodukt avses Isar en produkt, sorn I huvudsak bestar av en fast polymeriserad etenoidfdrening, framstalld genom polymerisation av en 'eller flera flytande etenoidfOr- eningar, vilka innehalla gruppen varvid den polymeriserade foreningen i huvudsak är fri fran dubbelbildningar. I foreliggande beskrivning komma de ovannamnda flytande etenoidforeningarna att betecknas sasom »monomerer». Lampliga monomerer aro estrar av akrylsyror och substituerade akrylsyror, vinylacetat, styrol och liknande vinylforeningar.

Den volymminskning, som monomera substanser erfara under loppet av deras polymerisation (t. ex. omkring 21 % i fallet metylmetakrylat) gOr det svhrt att polymerisera en monomer, sh att polymeren fullstandigt utfyller den cell, i vilken den gjutes. Denna krympning kan reduceras genom minskning av den mangd monomer, som maste polymeriseras, t. ex. genom partiell polymerisation ay den ursprungliga monomeren fore dess inforande i gjutcellen eller genom anvandning av en sirapsliknande vatska, besthende av en losning av polymer i monomer. En sirapsliknande vatska, innehallande sa litet som 10 % polymer, Sr i allmanhet sh visk5s, att den ej Tan kan renas och det blir endast 10 % minskning i den mangd monomer, som maste polymeriseras, med en motsvarande minskning av krympningen. Degartade hlandningar av monomer och polymer, innehallande hoga halter av polymer hava anvants, varigenom haIten monomer, som skall polymeriseras, avsevart minskas. Dessa blandningar kunna icke hallas, men de kunna tvingas in i for-men ,eller framstallas in situ i formen. Om emellertid sarskilda forsiktighetsatgarder joke vidtagas, blir den gjutna produkten kor nig, och produkter, som annars skulle blivit transparenta, kunna bliva endast halvgenomskinliga pa grund av bristen p5 homogenitet I gjutblandningen.

I det brittiska patentet 569 684 beskrives ett forsok att Overvinna bristen pa homogenitet och ett salt att framstalla gjutna konsthartser fbreslas, vilket bestar i inforande i en form av en blandning av 35-54 volymdelar fasta partiklar av en polymeriserad etenoidforening med lamplig partikelstorlek och 646 volymdelar av en flytande etenoidmo- nomer, som utgor ett losningsmedel for ifragavarande polymeriserade etenoidforening, vilken blandning Isar en sada"' viskositet, att en stalkula med en diameter av 0,625 Cm tar mellan 14 och 20 sek. far att falla 25 cm i ett rar med en invandig diameter, som Sr stelae an 6,25 cm, och som Or fylld sued blandningen, varvid ifragavarande blandning kvarhalles i formen under icke-polymeriserande betingelser, tills den har blivit atminstone partiellt homogeniserad, och darefter i formen underkastas polymeriseringsbetingelser, tills dess monomera bestandsdel Or praktiskt taget fullstandigt polymeriserad.

Detta forfaringssatt Sr lake fullstandigt tillfredsstaIlande, i synnerhet nar den for homogenisering avsedda blandningen innehaller en katalysator for polymerisation i varme. I sadant fall maste homogeniseringssteget utforas vid lag temperatur, t. ex. rumstemperatur, och kan taga en avsevard tid eller oaksa Or den uppnadda homogeniseringsgraden liten. Aven vid rumstemperatur eller vid mattligt forhOjda temperaturer polymeriseras dessa katalyserade blandningar ofta tamligen hastigt °eh endast partiell homogenisering kan ernas.

Foreliggande uppfinning avser ett forf ringssatt, enligt vilket en deg bestaende air polymer inblandad i monomer hastigt kan homogeniseras utan avsevard polymerisation. Enligt fareliggande uppfinning har man 2— — funnit, att forbattrade gjutna konsthartsprodukter kunna framstallas enligt ett Vidaringssatt, vilket bestar 1 homogenisering vid temperaturer inellan 50 och 80° C av en blandning av 35-80 volymdelar av en pulveriserad, till fast tillstand polymeriserad etenoidforening och 65-20 volymdelar av en flytande monomer eller blandning av monomerer, vilken utgOr ett lasningsmedel for den polymeriserade etenoidforeningen och i vilken en eller flera katalysatorer for polymerisation i ljus aro uppltista eller likformigt dispergerade, varvid bade de fasta och de flytande komponenterna av den for homogenisering avsedda blandningen aro i huvudsak fria frau peroxider eller andra -varmepolymerisationskatalysatorer, varefter blandningen gjutes i en form fore eller efter homogeniseringen och polymeriseras till fast tillstand med tillhjalp av ljusstralar, medan den befinner sig i formen. Det ãr all_ fdredraga, att den fasta polymeriserade etenoidforeningen ãr i sadan pulverform, att den kan gà igenom en sikt med en siktoppning av 0,84 mm och en traddiameter av 0,42 mm och kvarhallas pa en sikt med en sikttippning av 0,30 inm och en traddiameter av 0,188 mm. Det fix lampligt - att den polymeriserade foreningen är en polymer av den eller de anvanda monomererna. 00-0,5 viktsprocent bensoeharts, uranylacetat eller uranylnitrat eller 5 viktsprocent bensylalkohol, varvid alla procenthalter aro baserade pa monomerhalten i blandningen, som skall homogeniseras, aro mycket tillfredsstallande sasom ljuspolymerisationskatalysatorer. Andra ingredienser, sasom pinstificeringsmedel, fargamnen och polymerisationsforhindrare, kunna aven -ffilsattas gjutblandningen under forutsattning att de icke forhindra polymerisationens aktivering av ljusstralar.

Homogeniseringen kan astadkommas genom upphettning av den ovannalunda blandningen i den cell, i vilken den skall gjutas. Det kan emellertid vara lampligare att fistadkomma detta forlopp i en avskild behallare och darefter tvinga den styva geleartade produkten in i gjuteellen. Vid blandningar med hog monomerhalt kan detta forlopp utforas snabbare i nagon vanlig form av blandare, soin Or tillrackligt kraftig for omroring av de bildande -viskosa lasningarna. Den sistnamnda metoden tenderar emellertid att i blandningen infora luftbubblor, vilka Oro mycket svara att avlagsna.

Polymerisationen kan astadkommas me-deist sadana ljuskallor som dagsljus, en kvicksilveranglampa eller en kolbaglampa. Den temperatur, -vid vilken detta forlopp utfares, beror pa den for polymerisering avsedda monomeren. Det vanliga temperaturomradet Or fran rumstemperatur till 100° C. Nar monomeren utgares av metylmetakrylat, hOr temperaturen lianas tamligen konstant inom omradet fran rumstemperatur till 85° C for att reglera polymerisationen och undvika uppkomsten av bubblor och strimmor.

Det liar visat sig att gjutprodukterna, fOr ott man vid fOrfaringssattet enligt foreliggande uppfinning skall erhalla gjutna konsthartsprodukter, som ha en sa hog mjukningstemperatur som majligt och som ha en minimal tendens att sla sig under anvandningsbetingelserna, born upphettas till en temperatur mellan. 100 och 130° C under en period av 30-420 min.. Denna varmebehandling foretages med det mest tilIfredsstallande resultatet, om produkterna kvarbliva i den form, i vilken de gjutits.

FOreliggande uppfinning avser i synnerhet framstallningen av gjutprodukter av polymetylmetakrylat. Det fasta polymeriserade materialet, som anvandes i gjutblandningen, kan erhallas i huvudsak fritt frau peroxider genom upphettning av den polymer, som erhalles genom en sadan masspolymerisationsprocess, som beskrives i den brittiska patentskriften 450 305, enligt vilken polymerisationen utfores i la.ga kammare, vilkas vaggar Oro i stand till en relativ rorelse for kompensation av massans krympning under polymerisationen, eller genom en kornpolymerisationsprocess, sadan som beskrives i den svenska patentskriften 85 159, under 16 timmar till 120° C eller igenom knadning av en sadan polymer under 15-30 minuter pa valsar, som Oro upphettade till 160-180° C. Dessa varmebehandlingsprocesser resultera fOrutom i fOrstoring av peroxider, som Oro Mirvarande i det polymeriserade materialet, Oven i en reduktion av molekylvikten. Detta Or en fordel, ty om en polymer med lag molekylvikt anvandes i gjutblandningen, liar den losning eller gel, som erhalles efter homogeniseringsbehandlingen, lagre viskositet eller elastisk flytgrans, On som skulle vara fallet med en polymer med hog molekylvikt. Alternativt kan, medan man fortfarande erhaller en losning eller en gel med lamplig viskosilet eller elastisk flytgrans, losningen eller gelen innehalla en 'Ogre halt av polymer, nar polymeren har lag molekylvikt, On om den bar hog molekylvikt, och krympningen under polymerisationen reduceras proportionellt. Det lampligaste molekylviktsomradet for polymetylmetakrylat, som anvandas i enlighet med fOreliggande uppfinning, Or melIan 15000 och 100000 matt med H. Standingers inetod (se Berichte der deutschen chemischen Ges. 1934, 67 B, 1347 och foljande).

Foreliggande uppfinning Or sarskilt anvandbar, nar en klar fog erfordras mellan tvit skikt av polymetylmetakrylat eller nar det Or nadvandigt att fylla en ihalighet, I. ex. ett kulhal, i ett skikt med polymetylmetakrylat. I dessa fall pressas del homogeniserade gjutmaterialet in i en cell, vars vaggar bestar av appningen eller halet, som skall fyllas, — —3 och polymerisationen fullbordas in situ. Homogeniseringen kan aven utfaras in situ med tillhjalp ay infraroda stralar, som aro fria Iran ultravioletta och synliga ljusstralar.

Faljande exempel belyser ytterligare, hur uppfinningen kan utforas i praktiken, men upptinningen fir icke pa nagot satt begransad till exemplen.

Exempel 1.

Polymetylmetakrylat, framstallt enligt det forfaringssatt, som beskrivits i den oyannamnda brittiska patentskriften 450 305, desintegrerades och upphettades under 16 timmar i en. ugn vid 120° C. Den maldes darefter i kulkvarn och det pulver, som passerade genom en sikt med en siktoppning av 0,E4 mm och en traddiameter av 0,42 mm men kvarholls ph en sikt med en siktoppning av 0,n mm och en traddiameter av Ooss mm, anya.ndes. 75 volymdelar av detta pulver blandades med 35 volymdelar av en losning av 0,3 yiktsprocent bensoeharts i metylmetakrylat.

Tya plankonkaya glaslinser med samma diameter, en maximal tjocklek ay 6 mm och parallella sidor bereddes genom slipning och polering. En gummiring med en tvarsektion av 15,9 mm och en sadan inre diameter, att den just kunde passera over linserna, samt med skikt av regenererad cellulosa (cellofan) &Isom foder pa dess lure yta placerades ptt en reflekterande yta omkring en av linserna, vars plana yta var riktad mot den reflekterande ytan, varvid ett skikt av cellofan an. vandes for att fodra gummiringen och skilja den fran linsen. De konkava ytorna hos hada linserna yoro overdragna med en tunn film ay ett vatningsmedel, t. ex. eetyltrimetylammoniumbromid, som i handeln gar under benamningen 5Lissolamine». Polymetylmetakrylat/metylmetakrylatblandningen placerades darefter ph tinsels pa den reflekterande ytan i tillraeklig kvantitet och pa siidant sat", att nar den andra linsen placerades Over blandningen med sin. konkaya yta nedat, dess plana yta var i jamnhajd med gummiringen och mellanrummet mellan de tva linserna och gummiringen var fylld med blandningen, varvid praktiskt taget alla luftbubblorna hade lamnat delta utrymme genom att passera mellan linserna och gummiringen.

En glasplatta placerades over de tya linserna och gummiringen samt halls till den reflekterande ytan med tillhjalp ay skruvtvingor. Denna anordning placerades darefter i en ugn och upphettades till 60° C under 15 minuter. Medan den annu befann sig I ugnen yid 60° C, bestralades den under ytterligare 60 minister rnedelst en 250W kvicksilveranglampa, placerad 20 cm fran glasplattan. Efter en ytterligare torkning under 120 minuter vid 100° C lick anordningen kallna langsamt och togs darefter isar. Darvid erholls en bikonvex lins, sammansatt av polymetylmetakrylat och lamplig far anvandning till glasogon.

Exempel 2. volymdelar av det pulyeriserade polymetylmetakrylatet enligt exempel 1 blandades med 50 volymdelar av en losning av 5 viktsdelar bensoeharts i metylmetakrylat. Denna blandning upphettades 15 minuter till 7° C.

Tvá skikt av polymetylmetakrylat, s. k. »Perspex», placerades sida vid sida med kanterna pa 0,3 cm avstand, och en sida av Oppningen mellan kanterna, tackes med ett skikt av cellofan med ett hart skid. Blandningen av polymetylmetakrylat/metyhnetakrylat pressades darefter, medan den annu var het, in i denna oppning, varvid man drog forsorg om att undvika inneslutning ay hilt-bubbler. Blandningens niva i oppningen var obetydligt hogre an nivan lies de tva namnda skikten av Oerspex» och den tacktes med ett andra skikt ay cellof an. Blandningen bestralades sued klart solljus under 100 minuter vid atmosfarstemperatur i det Inc. En stark transparent fog erholls mellan de tva skikten av >Perspex> Mir skikten ay cellofan avlagsnades.

Exempel 3.

Ett ark ay polystyrol med en medelmolekylvikt av 150 000, faststalld enligt viskositetsmetoden, finfOrdelades och siktades, varvid for sig tillyaratogs det pulver, som hade samma storlek som ovan angivits for pul-vret i exempel 1. 60 delar av detta polymera pulver blandades med 40 delar av styrolmonomeren och 0,1 del bensoin (d. V. S. 0,25 % pa mangden monomer), och blandningen homogeniserades for hildandet av en deg genom upphettning vid 70° C under 15 minuter. 2 delstycken av polystyrol placerades vid sidan av yarandra med sina kanter p5. ett aystand fran varandra av 3,18 mm och ena sidan av detta mellanrum mellan kanterna tacktes riled ett cellofanark med fast under-lag. Polystyrol/styroldegen pressades darefter fortfarande i varmt tillstfind in i detta mellanrum, varvid luftbasor undvekos omsorgsfullt. Blandningens yta i mellanrummet var nagot hagre an ytan hos de bada arken eller skikten av polystyrol. Detta skikt Overdrogs med ett andra cellofanskikt. Degen utsattes for inverkan ay ultrayiolett ljus fran en kvicksilverbaglampa under 2 timmar, efter yilken tid forbindningen var fullstandigt hard.

Exempel 4. delar ay en granulerad polymer av vinylacetat med en medelmolekylvikt ay 110000, faststallt enligt en viskositetsmetod, blandades med 50 delar monomer vinvlacetat och 0,1 delar bensoin (d. v. s. 0,2 Vo p`a mangden monomer), och blandningen honaogeni- — — serades for bildande av en deg genom upphettning vid 50° G under 15 minuter.

Efter homogeniseringen anvandes degen for att reparera ett hal i ett ark av polyvinylaeetat. Delta utfores genom att placera eft -cellofanstycke pa ena sidan av halet, pressa degen in i halet Iran den andra sidan och placera ytterligare ett cellofanstycke Over degen. Efter att hava utsatt degen for bestralning med ultraviolett ljus under 90 minuter hade densamma hardnat till en klar blasfri massa.

Claims (9)

1. Patentansprak: 1. Salt att framstalla gjutna konsthartsprodukter, kanneteeknat darav, att man vid temperaturer mellan 50 och 80° C homogeniserar en blandning av 35-80 volymdelar av en pulveriserad, till fast tillstand polymeriserad etenoidforening och 65-20 volymdelar av en flytande monomer eller en blandning av monomerer, som utgor ett losningsmedel for den polymeriserade etenoidforeningen, och i ken finnes upplOst eller likformigt dispergerad en eller flera ljuspolymerisationskatalysatorer, varvid bade den fasta och den flytande komponenten i den for homogenisering avsedda blandningen Oro i huvudsak fria fran peroxider eller andra varmepolymerisationskatalysatorer, sand att man darefter gjuter rnassan i en form fore eller efter homogenisering och polymeriserar etenoidforeningen till fast tillstand med tillhjalp av ljusstralar, medan den befinner sig i formen.

2. Satt enligt patentanspraket 1, kannetecknat darav, att den fasta polymeriserade etenoidforeningen foreligger i sadan pulverform, att den passerar genom en sikt med en siktoppning av 0,84 mm och en traddiameter av 0,42 mm och kvarhalles pa en sikt med en siktoppning av 0,30 mm och en diameter av 11,183 mm.

3. Salt enligt patentanspraket 1 eller 2, kannetecknat darav, att den fasta polymeriserade etenoidfOreningen är en polymer av den anvanda monomeren eller monomererna.

4. Satt enligt nagot av foregaende patentansprak, kannetecknat darav, att monomeren utgOres av metylmetakrylat.

5. Satt enligt patentanspraket 3 eller 4, kannetecknat darav, att peroxider eller andra varmepolymerisationskatalysatorer hava forstorts i den fasta polymeriserade etenoidfOreningen genom upphettning och om sa onskas knadning vid 120-180° C.

6. Satt enligt patentanspraken 1-3, kannetecknat darav, att den polymeriserade etenoidfOreningen utgores av polymetylmetakrylat med en molekylvikt Indian 15 000 och 100 000.

7. Satt enligt nagot av foregaende patentansprak, kannetecknat darav, att ljuspolymerisationskatalysatorn i monomeren eller rnonomererna utgores av bensoeharts, uranylacetat eller uranylnitrat.

8. Satt enligt patentanspraket 7, kannetecknat darav, att monomeren eller monomererna innehalla 0,1 till 0,5 viktsprocent polymerisationskatalysator.

9. Satt enligt nagot av patentanspraken 1 —6, kannetecknat darav, aft monomeren eller monomererna innehaller 3 % bensylalkohol som polymerisationskatalysator. 14. satt enligt nagot av foregaende patentansprerk, kannetecknat darav, att de framstallda produkterna upphettas under 30-120 minuter till 100-130° C, sedan de polymeriserats till fast tillstand med tillhjälp av ljusstralar. 15. Satt enligt patentanspraket 10, kannetecknat &ray, att varmebehandlingen av gjutprodukterna astadkommes i de formar, i vi! ha de gjutas. 16. Konsthartsprodukter framstallda enligt nagot av forfaringssatten enligt foregaende patentansprak. Stoekkoka 1048. Kung/. Buktr. P. A. tiorstedt & St;ner 480089