SU659096A3

SU659096A3 - Method of obtaining dispersions of hydroxyl-containing copolymers

Info

Publication number: SU659096A3
Application number: SU752301151A
Authority: SU
Inventors: Цима Херберт
Original assignee: Вианова Кунстхарц Аг (Фирма)
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1975-12-22
Publication date: 1979-04-25
Also published as: DE2556111A1; DE2556111B2; FR2295988A1; ATA1025774A; FR2295988B1; DE2556111C3; GB1519319A; AT328186B

Description

изобретение относитс к способам получени дисперсий гидроксилсодержащих сополимеров. Известен способ получени дисперсий гидроксилсодержащих сополимеров путем взаимодействи низкомолекул рного стабилизатора с виниловыми моно мерами в органическом растворителе в присутствии радикального инициатора при нагревании, причем стабилизатором дисперсии служит продукт взаимодействи низкомолекул рного сополимера п-т ат-бутилстирола, глицидилметакрилата , метакриловой кислоты а дисперсной фазой - смесь этиленненасыщенных мономеров, содержащих гид роксильную группу Ц. Однако дисперсии, полученные указанным способом, недостаточно стабильны . Цель изобретени - повышение стабильности дисперсий. Эта цель достигаетс тем, что в качестве низкомолекул рного стабилизатора используют продукт взаимодействи 100 вес.ч. сополимера, состо щего из 80-65 вес.% алкилметакрилата с 10-18 атомами углерода и 20-35вес. глицидилметакрилата, с 1-4 вес.ч. метакриловой кислоты и 25-50 вес.ч. ароматической монокарбоновой кислоты, содержащей в ароматическом дре заместитель с не менее чем 4 атомами углерода, в количестве 12-18% от веса смеси стабилизатора и мономеров, а в качестве вииилового мономера используют смесь оксиэтилакрилата со стиролом и алкилакрилатами,. причем процесс провод т в среде Алифатических углеводородов с т.кип. 60-210°С. Получают стабилизирующий компонент в три стадии. На первой стадии при температуре приблизительно , примен до 4% регул тора в пересчете на общий мономер , получают ниэкомолекул рный полимеризат в растворе из длинноцеп ного акрилата и глицидилметакрилата в виде 50%-ного раствора в органическом растворителе, например бензиновом углеводороде с областью кипени приблизительно 100-140С. Этот сополимеризат на второй стадии ввод т во взаимодействие при 100-140°С с 1-4 вес.% регул тора в пересчете на общий мономер, получают низкомолекул рный полимеризат в растворе из длинноцепного акрилата и глицидилметакрилата в виде 50%-ного раствора в органическом растворителе , например бензиновом углеводороде с областью кипени приблизительно 100-140 С. Этот сополимеризат на второй стадии ввод т во взаимодействие при , 100-140 С с 1-4 вес.ч. (мет) акрилово кислоты и на третьей стадии подобным, образом при 100-140°С с замещенной монокарбоновой кислотой. 10-20 вес.%, преимущественно ISIS вес.%, этого стабилизирующего компонента смешивают с 80-90 вес.%, прей мущественно 84-87 вес.%, остальных мономеров, составл ющих дисперсию, и часть,т.ё. приблизительно 5-10вес.% смеси внос т в органическую жидкость Воздух, наход щийс в реакционном сосуде, вытесн ют инертным газом и исходную смесьi довод т до температуры реакции 9G°C, Затем медленно прибавл ют остаток мономерной смеси, а также инициаторы и регул тор и обычным, образом осуществл ют полимеризацию. Пригодными дл осуществлени спосо ба замещенньлми монокарбоновыми кисло тами вл ютс , например, алкилбёнзойные кислоты, а именно п-Трет-бути бензойна кислота, алкилфенилуксусные кислоты, арилалкилбензойные кислоты, а именно фенил-4-карбоксифенилмеТан, или арилбензолмонокарбоновые кислоты а именно ц-фенилбензолкарбонова кис лота, или нафталинкарбоновые кислоты Пригодными этиленненасыщенными мономерами, которые можно со.полимеризовать со стабилизирующим компонен том, вл ютс следующие метил(метhакрилат , этил(мет)акрилат, пропил (мет)акрилат, бутил(мет)акрилат, оксизтил (мет)акрилат, оксипропил(метЬ акрилат, оксибу ил(мет)акрилат, полипропиленгликольмоно(мет)акрилат, (мет)акрилова кислота, стирол п-трет-бутилстирол , винилтолуол. Предлагаемые сополимеризатные дисперсии получаютс с высоким выходом без коагул нта и сгустков, благодар чему можно сократить длительные операции фильтрации. Их можно получать с содержанием твердого вещества свыше 50 вес.%, они обладают отличной стабильностью и стойкостью по отношению к внешним вли ни м, в частности по отношению к пол рным растворител м. Диспергированные частицы предлагаемых дисперсий имеют достаточно высокую температуру разжижени . Это особенно важно дл лаков, имитирующих цветной металл, так как дает возможность более длительное врем фиксировать положение чешуеобразных металлических пигментов во врем аэрации при процессе гор чей сушки лака. Благодар этому, с одной стороны , уменьшаютс повреждени , которые получаютс в результате частичной ориентации чешуек пигмента (облакообразовани ), с другой стороны, имеет местго повышенна степень блеска плеиок , полученных гор чей сушкой. Предлагаемые дисперсии в комбинации .с аминосмолами и при данных услови х с другими смолами, которые, например, служат дл улучшени диспергировани пигментов, а также с обычными пигментами, раствор емыми красител ми, сшивающими средствами, пластификаторами и тому подобное дают покрыти с исключительными свойствами , которые, например, в качестве покрывного лака гор чей сушки удовлетвор ют всем требовани м потребител . В таблице приведены характеристики органических растворителей, используемых в примерах.This invention relates to methods for producing dispersions of hydroxyl-containing copolymers. A known method of producing dispersions of hydroxyl-containing copolymers by reacting a low molecular weight stabilizer with vinyl monomers in an organic solvent in the presence of a radical initiator when heated, the product of the interaction of a low molecular weight copolymer n-at at-butylstyrene, glycidyl methacrylate, methacrylate and methacrylate. ethylenically unsaturated monomers containing a hydroxyl group C. However, dispersions obtained by this method are not sufficiently stable. The purpose of the invention is to increase the stability of dispersions. This goal is achieved by using as the low molecular weight stabilizer a reaction product of 100 parts by weight. a copolymer consisting of 80-65 wt.% of alkyl methacrylate with 10-18 carbon atoms and 20-35 wt. glycidyl methacrylate, 1-4 weight.h. methacrylic acid and 25-50 weight.h. aromatic monocarboxylic acid containing in the aromatic core a substituent with not less than 4 carbon atoms in the amount of 12-18% by weight of a mixture of stabilizer and monomers, and a mixture of hydroxyethyl acrylate with styrene and alkyl acrylates is used as viiyl monomer. moreover, the process is carried out in an environment of aliphatic hydrocarbons with so kip. 60-210 ° C. Get the stabilizing component in three stages. In the first stage, at a temperature of approximately 4% of the regulator, calculated on the total monomer, a low molecular weight polymerizate in a solution of long chain acrylate and glycidyl methacrylate is obtained in the form of a 50% solution in an organic solvent, for example, a gasoline hydrocarbon with a boiling area of about 100 -140C. In the second stage, this copolymer is reacted at 100-140 ° C with 1-4 wt.% Regulator in terms of total monomer. A low molecular weight polymer is obtained in a solution of long chain acrylate and glycidyl methacrylate in the form of a 50% solution in organic a solvent, for example, a gasoline hydrocarbon with a boiling range of approximately 100-140 ° C. This copolymer in the second stage is reacted at 100-140 ° C with 1-4 parts by weight. (meth) acrylic acid and in the third stage in a similar manner at 100-140 ° C with a substituted monocarboxylic acid. 10-20 wt.%, Preferably ISIS wt.%, Of this stabilizing component are mixed with 80-90 wt.%, Predominantly 84-87 wt.%, The remaining monomers constituting the dispersion, and part, i.e. approximately 5-10% by weight of the mixture is introduced into the organic liquid. The air in the reaction vessel is displaced with an inert gas and the initial mixture is brought to the reaction temperature of 9G ° C. Then the rest of the monomer mixture is slowly added, as well as the initiators and the regulator and polymerization is carried out in the usual manner. Suitable for carrying out od ba zameschennlmi monocarboxylic sour Tammy are, for example, alkilbonzoynye acid, namely, p-t-Buti benzoic acid, alkilfeniluksusnye acid arilalkilbenzoynye acid, namely phenyl-4-karboksifenilmeTan or arilbenzolmonokarbonovye acid namely n-fenilbenzolkarbonova kis Lot, or naphthalenecarboxylic acids. Suitable ethylenically unsaturated monomers that can be copolymerised with the stabilizing component are the following methyl (methacrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl l (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, oxystil (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth acrylate, oxybutyl (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, styrene p-tert-butylstyrene, vinyltoluene) The proposed copolymerisate dispersions are obtained in high yield without coagulant and lumps, due to which long filtering operations can be reduced. They can be obtained with a solids content exceeding 50% by weight, they have excellent stability and durability against external influences, in particular with respect to polar solvents. Dispersed particles of the present dispersions are sufficiently high temperature liquefaction. This is especially important for varnishes that mimic a non-ferrous metal, since it allows a longer time to fix the position of flake-like metallic pigments during aeration during the process of hot drying of the varnish. Due to this, on the one hand, the damage that results from the partial orientation of the pigment flakes (cloud formation) is reduced, on the other hand, it has a high degree of gloss of the hot-air adhesive. The proposed dispersions in combination with amino resins and under these conditions with other resins, which, for example, serve to improve the dispersion of pigments, as well as with conventional pigments, soluble dyes, cross-linking agents, plasticizers and the like give coatings with exceptional properties, which, for example, as a drying coating for hot drying, satisfy all the requirements of the consumer. The table shows the characteristics of the organic solvents used in the examples.

А 100-140 «55 38 9 Б 130-175 53 18A 100-140 "55 38 9 B 130-175 53 18

Пример 1. Дл получени стабилизирующего компонента нагревают 271 вес.ч. децилметакрилата, 114 вес.ч. глицидилметакрилата, 385 вес.ч. растворител А, 7,7 вес.ч. динитрила азодиизомасл ной кислоты и 7,7 вес,ч. трет-додецилмеркаптана в реакционном сосуде, бнабженнс мешалкой , обратным холодильником, капельной воронкой и термометром, при 90°С до тех пор, пока содержание твердого вещества в растворе сополимеризата не достигнет, по меньшей мере, 47%. Затем повышают температуру до и в течение 1 ч приливают рас- . твор 7,3 вес.ч. метакриловой кислоты,Example 1. To obtain the stabilizing component, 271 parts by weight are heated. decylmethacrylate, 114 weight.h. glycidyl methacrylate, 385 weight.h. solvent A, 7.7 parts by weight dinitrile of azodiisobutyric acid and 7.7 weight, h. The tert-dodecyl mercaptan in the reaction vessel, equipped with a stirrer, reflux condenser, dropping funnel and thermometer, at 90 ° C until the solids content in the copolymer solution reaches at least 47%. Then the temperature is raised to and the mixture is added for 1 h. creator 7.3 weight.h. methacrylic acid

0,6 вес.ч. диметилбензиламина и 0,2 вес.ч. гидрохинона в 50 вес.ч. растворител А и выдерживают еще 9 ч при 120°С. Наконец, прибавл ют 128 вес.ч. п-трет-бутилбензойной кислоты и выдерживают еще 12 ч при 12Cfc0.6 weight.h. dimethylbenzylamine and 0.2 weight.h. hydroquinone in 50 weight.h. solvent A and incubated for another 9 h at 120 ° C. Finally, 128 parts by weight is added. p-tert-butylbenzoic acid and incubated for another 12 h at 12Cfc

Полученный стабилизирующий раствор имеет содержание твердого вещества 50%.The resulting stabilizing solution has a solids content of 50%.

Дисперсию получают благодар тому, что раствор 45 вес.ч. стабилизирующего раствора, 54 вес.ч. метилметакрилата , 36 вес.ч. стирола и 7,2 вес.ч перекиси бензоила () и 1673вес растворител А и 418 вес.ч. растворител - ароматического углеводорода с областью кипени IGO-lSO C, анилиновой точкой приблизительно , величиной Kauri - бутанол приблизительно 90 и содержанием ароматических углеводородов приблизительно 98 об.% помещают в описанный реакционный сосуд и выдерживают в атмосфере азота 30 ьдан при ,затем в течение 2 ч прибавл ют смесь из 558 вес.ч, стабилизирующего раствора,450вес.ч.этилакрилата , 360вес.ч..метилметакрилата, 360 .стирола, 450 вес.ч.оксиэтилакрилата ,72ввс.ч.перекиси бензоила {50%-ной) и.2вес.ч.трет-додецилмеркаптана и поддерживают еще 3 ч температуру .Стабильна ,без коагул та и сгустков 50%-на дисперси имеет в зкость 300 спз, Brookfield PVT, ареометр , 3,100 (Upm20°C).The dispersion is obtained because the solution is 45 parts by weight. stabilizing solution, 54 weight.h. methyl methacrylate, 36 weight.h. styrene and 7.2 parts by weight of benzoyl peroxide () and 1673 weight solvent A and 418 weight parts. the solvent is an aromatic hydrocarbon with an IGO-lSO C boiling point, an aniline point of approximately Kauri — butanol of approximately 90 and an aromatic hydrocarbon content of approximately 98% by volume are placed in the described reaction vessel and kept under nitrogen for 30 hours at, then for 2 hours a mixture of 558 parts by weight of a stabilizing solution, 450 parts by weight of ethyl acrylate, 360 parts by weight of methyl methacrylate, 360. of styrene, 450 parts by weight of oxyethylacrylate, 72% of all of benzoyl peroxide {50%) and is added. 2 weight parts tert-dodecyl mercaptan and maintain another 3 hours Peruture. Stable, without coagulum and clots, 50% dispersion has a viscosity of 300 CPS, Brookfield PVT, hydrometer, 3,100 (Upm20 ° C).

Пример 2. Поступают аналогично примеру 1 г однако при получении стабилизатора примен ют вместо 271 вес.ч. н-децилметакрилата 305 вес.ч. н-додецилметакрилата, вместо 128 вес.ч. ;П-трет-бутилбензойной кислоты 142 вес.ч. бифенил-4-кар ,боновой кислоты и вместо 385 вес.ч. 433 вес.ч. растворител А.Example 2. The procedure is the same as in example 1 g; however, in the preparation of a stabilizer, 271 parts by weight are used. n-decylmethacrylate 305 weight.h. n-dodecyl methacrylate, instead of 128 parts by weight ; P-tert-butylbenzoic acid, 142 parts by weight biphenyl-4-cara, bonoic acid and instead of 385 weight parts. 433 weight.h. solvent A.

С этим стабилизатором получают также стабильную, без коагул та и сгустков 50%-ную дисперсию с в зкость 1400 спз, Brookfield PVT, ареометр, 6,100 (Upm20°C) .With this stabilizer, a 50% dispersion with a viscosity of 1,400 CPS, Brookfield PVT, hydrometer, 6,100 (Upm20 ° C) is also stable, without coagulant and clots.

Пример 3. Поступают аналогично примеру 1, однако при получении стабилизатора примен ют вместо 271 вес.ч. 198 вес.ч. н-децилметакрилата , вместо 114 вес.ч. 187 вес.ч. глицидилметакрилата, вместо 128 вес.ч п-трет-бутилбензойнрй кислоты 185вес.ч 1-нафтойной кислоты и вместо 385 вес.ч растворител А 442 вес.ч. растворител В.Example 3. Proceed as in Example 1; however, in the preparation of the stabilizer, instead of 271 parts by weight, the stabilizer is used. 198 weight.h. n-decylmethacrylate, instead of 114 weight.h. 187 weight.h. glycidyl methacrylate, instead of 128 weight.h of p-tert-butylbenzoic acid of 185 weight.h of 1-naphthoic acid and instead of 385 weight.h of solvent A 442 weight.h. solvent B.

Получают стабильную, без коагул та и сгустков 50%-ную дисперсию с в зкостью 1200 спз, Brookfield PVT, ареометр 6,100 (Upm 20°С) ,A stable, without coagulum and clots, 50% dispersion is obtained with a viscosity of 1200 CPS, Brookfield PVT, a areometer 6.100 (Upm 20 ° С),

Пример 4. Дл получени стабилизатора 77 вес.ч. стеарилметакрилата , 23 вес.ч. глицидилметакрилата 100 вес.ч. растворител А, 2 вес.ч. динитроазодиизомасл ной кислоты и 2 вес.ч. трет-додецилмеркаптана в Example 4. To obtain a stabilizer, 77 parts by weight stearyl methacrylate, 23 weight.h. glycidyl methacrylate 100 weight.h. solvent A, 2 weight.h. dinitroazodiisobutyric acid and 2 parts by weight tert-dodecyl mercaptan in

реакционном сосуде, оснащенном мешалкой , обратным холодильником, приточным сосудом и термометром, нагревают до до тех пор, пока содержание твердых веществ в растворе сополимер достигнет, по крайней мере, 47%. Затем температуру повьаиают до и прибавл ют в течение 1 ч раствор, приготовленный из 13 вес.ч. растворител А, 1,2 вес.ч. метакриловой кислоты, 0,1 вес.ч. диметилбензиламина и 0,05 вес.ч. гидрохинона, и выдерживают при 120с еще 9 ч. После этого добавл ют 25 вес.ч. п-трет-бутилбензойной кислоты и выдерживают .еще в течение 12 ч при 120с. Содержание твердых веществ в полученном растворе стабилизатора составл ет 53%.the reaction vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser, a supply vessel and a thermometer is heated until the solids content in the copolymer solution reaches at least 47%. The temperature is then added to and a solution prepared from 13 parts by weight is added over 1 hour. solvent A, 1.2 weight.h. methacrylic acid, 0.1 weight.h. dimethylbenzylamine and 0.05 weight.h. hydroquinone, and kept at 120 s for another 9 h. Then, 25 parts by weight are added. p-tert-butylbenzoic acid and incubated for 12 hours at 120 s. The solids content of the resulting stabilizer solution is 53%.

При помощи этой стабилизирующей -смолы получают дисперсию, при з.том в описанный реакционный сосуд ввод т раствор из 169 вес.ч. раствора стабилизатора , 278 вес.ч. метилметакрилата , 185 вес.ч. стирола, 37 вес.ч. перекиси бензоила (50%-ной) в 8613 вес.ч. растворител А и 2152вес ароматического углеводородного растворител ( в соответствии с примером 1) и выдерживают в атмосфере азота 3 течение 30 мин при , затем в течение 2 ч добавл ют смесь из 2095 вес.ч. раствора стабилизатора, 2316 вес.ч. этилакрилата, 1853 вес.ч метилметакрилата, 1853 вес.ч. стирола , 2916 вес.ч. оксиэтилакрилата, 371 вес.ч, перекиси бензоила (50%-ной и 10 вес.ч. трет-додецилмеркаптана и поддерживают температуру 90°С еще в течение 3 ч. Устойчива , не имеюща коагул тов и сгустков 44%-на дисперси имеет в зкость 100 спз.Using this stabilizing β-resins, a dispersion is obtained, and with a solution of this, a solution of 169 parts by weight is introduced into the described reaction vessel. stabilizer solution, 278 weight.h. methyl methacrylate, 185 weight.h. styrene, 37 weight.h. benzoyl peroxide (50%) at 8613 parts by weight. solvent A and 2152 wt. of an aromatic hydrocarbon solvent (in accordance with Example 1) and kept under a nitrogen atmosphere for 3 minutes at 30, then a mixture of 2095 parts by weight is added over 2 hours. stabilizer solution, 2316 weight.h. ethyl acrylate, 1853 weight.h of methyl methacrylate, 1853 weight.h. styrene, 2916 weight.h. oxyethyl acrylate, 371 parts by weight, benzoyl peroxide (50% and 10 parts by weight of tert-dodecylmercaptan, and maintained at a temperature of 90 ° C for an additional 3 hours. Stable, without coagulants and clots, 44% of the dispersion has viscosity 100 spz.

Пример 5. Дл получени стабилизатора 65 вес.ч. стеарилметакрилата , 35 вес.ч. глицидилметакрилата , 100 вес.ч. растворител А, 2вес.ч. динитрилазодиизомасл ной кислоты, 2 вес.ч. тpeт-дoдeцилмepkaптaнa в реакционном сосуде, оснащенном мешалкой , обратным холодильником, приточным сосудом и термометром, нагревают до , до тех пор, пока содержание твердых веществ в раствор е сополимера достигнет, по крайней мере, 47%. Затем повышают температуру до 120с и в течение 1 ч прибавл ют раствор, приготовленный из 13 вес.ч. растворител А, 3,5 вес.ч. метакриловой кислоты, 0,1 вес.ч. диметилбензиламина и 0,05 вес.ч. гидрохинона, и выдерживают при 120°С еще 9 ч. После этого прибавл ют 39 вес.ч. п-трет- -бутилбензойной кислоты и выдерживают еще в течение 12 ч до 120с.Example 5. To obtain a stabilizer, 65 parts by weight. stearyl methacrylate, 35 weight.h. glycidyl methacrylate, 100 weight.h. solvent A, 2weight.ch. dinitrile diisobutyric acid, 2 parts by weight Tert-dodecylmecaptan in the reaction vessel, equipped with a stirrer, reflux condenser, inlet vessel and thermometer, is heated until the solids content in the copolymer solution reaches at least 47%. Then the temperature is raised to 120 s and a solution prepared from 13 parts by weight is added over 1 hour. solvent A, 3.5 weight.h. methacrylic acid, 0.1 weight.h. dimethylbenzylamine and 0.05 weight.h. hydroquinone, and kept at 120 ° C for another 9 hours. After this, 39 parts by weight are added. p-tert-butylbenzoic acid and incubated for an additional 12 hours to 120c.

Содержание твердых ьаществ в полученном растворе стабилизатора составл ет 53%.The solids content in the resulting stabilizer solution is 53%.

Claims

Using this stabilizing resin, a dispersion is obtained, for which a solution of 244 parts by weight is introduced into the described reaction vessel. stabilizer solution, 259 wt. methyl methacrylate, 172 weight.h. styrene, 37 weight.h. benzoyl peroxide (50%) and 8613 parts by weight. solvent A and 2152 wt. of an aromatic hydrocarbon solvent (according to Example 1) and kept in a nitrogen atmosphere for 30 minutes at, then a mixture of 3028 parts by weight is added over 2 hours. Stabilization solutionTopa, 2158 sec.ch. tilacrylate 1727 weight.h. methyl methacrylate, 1727 weight.h. styrene, 2158 weight.h. hydroxyethyl acrylate, 371 weight.h. benzoyl peroxide (501-th) and 10 weight.h. tert-dodecyl mercaptan and keep the temperature for another 3 hours. Stable, not having coagulants and clots, 44% dispersion has a viscosity of 100 sps. The method of obtaining dispersions of hydrosulfonated copolymers by reacting a low molecular weight stabilizer with vinyl monomers in an organic solvent in the presence of a radical initiator by heating, characterized in that, in order to increase the stability of dispersions, 100% weight is used as the low molecular weight stabilizer. h a copolymer consisting of 80-65% by weight of alkyl methacrylate with 10-18 carbon atoms and 20-35% by weight of glycidyl methacrylate, with 1-4 weight.h. methacrylic acid and 25-50 weight.h. aromatic monocarboxylic acid containing in the aromatic core a substituent with not less than 4 carbon atoms in the amount of 12-18% by weight of a mixture of stabilizer and monomers and a mixture of hydroxyethyl acrylate with styrene and alkyl acrylates as the vinyl monomer, and the process is carried out in an environment of aliphatic carbon hydrogens with so on, 60-210 ° C. Sources of information taken into account in the examination 1. Austria's patent number 320279, class, 39 December 14, 1974.