Вододисперсійний плівкоутворювач, здатний до самозашивання, і спосіб його отримання

Винахід відноситься до галузі хімії полімерів і може бути використаний для отриманий водостійких покрить та адгезивів, апретів дисперсних та волокнистих наповнювачів полімерних композиційних матеріалів. Відомі поліеферні вододисперсійні плівкоутворювачі, які містять ненасичений поліефір, емульгатор і воду, але вони нездатні до самозашивання (Патент ФРГ №2943128, кл. C03C25/02, 1983). Відомі способи одержання синтетичних пероксидних полімерних вододисперсійних плівкоутворювачів емульсійною співполімеризацією ненасичених пероксидів з вінільними і/або дієновими мономерами (Авт. св. СРСР №660384, кл. C08F281/00, 1979). Відомий вододисперсійний плівкоутворювач здатний до самозашивання, який містить полімер - співполімер бутилакрилату і/або метилакрилату з диметилвінілетинілметилтретбутилпероксидом, емульгатор і воду (Авт. св. СРСР №614116, кл. C08F220/12, 1978). Але в таких плівкоутворювачах вміст пероксидних фрагментів змінюється в вузькому діапазоні із-за їх впливу на структур у і молекулярні маси полімерів. Відомий спосіб отримання вододисперсійних плівкоутворювачів здатних до самозашивання, що включає одержання водної дисперсії полімеру в присутності емульгатора шляхом емульсійної співполімеризації метилакрилату і/або бутилакрилату і рекційноздатним мономером диметилвінілетинілметилтретбутилпероксидом (Авт. св. СРСР №614116, кл. C08F220/12, 1978). Але такий спосіб отримання вододисперсійних плівкоутворювачів здатних до самозашивання не дозволяє регулювати в широкому діапазоні вміст пероксидних фрагментів із-за їх суттєвого впливу, на швидкість полімеризації, а також структур у і молекулярні маси полімерів, що отримуються таким способом. Такий спосіб не дозволяє отримати вододисперсійні плівкоутворювачі здатні до самозашивання на основі цілого класу дешевих і доступних поліконденсаційних смол, зокрема, ненасичених поліефірів. В основу вина ходу поставлене завдання створити нові вододисперсійні плівкоутворювачі здатні до самозашивання на основі доступних полімерів - ненасичених поліефірів та спосіб їх одержання, у яких за рахунок використання механічного диспергування нового класу полімерів з реакційноздатними сполуками стало б можливим одержання вододисперсійних плівкоутворювачів здатних до самозашивання з регульованим вмістом пероксидних фрагментів при збереженні структурних і молекулярно-масових характеристик вихідного полімеру і таким чином розширити їх асортимент. Поставлене завдання вирішується тим, що вододисперсійний плівкоутворювач здатний до самозашивання, що містить полімер, емульгатор і воду, згідно з винаходом, він містить як полімер ненасичений поліефір, та додатково олігопероксид загальної формули: де k + m = 28,5 - 66,7% l = 16,9 - 50,1% n = 16,4 - 26,5% і пластифікатор, вибраний з ряду: діалілфталат, діалілмалеінат, олігоефіракрилат при такому співвідношенні компонентів, мас.ч.: Ненасичений поліефір 100 Емульгатор 1 - 1,0 Олігопероксид 1 - 10 Пластифікатор 15 - 30 220 Вода 350 Поставлене завдання вирішується також тим, що в способі отримання вододисперсійних плівкоутворювачів здатних до самозашивання, що включає одержання водної дисперсії полімеру в присутності емульгатора, згідно з винаходом, до полімеру - ненасиченого поліефіру, який беруть у вигляді розчину або розплаву, додають олігопероксид загальної формули: де k + m = 28,5 - 66,7% l = 16,9 - 50,1% n = 16,4 - 26,5% і пластифікатор, вибраний з ряду: діалілфталат, діалілмалеінат, олігоефіракрилат, а одержання водної дисперсії здійснюють механічним диспергуванням. Ме ханічне диспергування ненасичених поліефірів у ви гляді розчину або розплаву з олігопероксидом та реакційноздатним пластифікатором, взятих у заявленому співвідношенні, дозволяє за рахунок поверхневої активності олігопероксиду і його здатності до незворотної адсорбції на поверхню дисперсних частинок отримувати високостабільні вододисперсійні плівкоутвррювачі здатні до самозашивання із збереженням структурних і молекулярно-масових характеристик вихідного полімеру. Зміна природи і концентрації олігопероксидів і реакційноздатних пластифікаторів дозволяє регулювати колоїдно-хімічні і реологічні властивості таких поліефірних вододисперсійних плівкоутворювачів здатних до самозашивання і, таким чином, розширити їх асортимент. Для отримання вододисперсійних плівкоутворювачів здатних до самозашивання були використані: - ненасичені поліефіри; ПН-15 (ТУ 6 - 05 - 861 - 73), кислотне число 5 - 9 мг KOH на 1г смоли; ПЕ-246 (ТУ 6 - 10 - 791 - 79), кислотне число 40мг KOH на 1г смоли; ПЕ-2136 (ТУ 6 - 10 - 2090 - 87), кислотне число 45мгKOH на 1г смоли; - пластифікатори: олігоефіракрилат МГФ-9 (ТУ 6 - 01 - 450 - 76), d420 = 1,165г/см 3, nD20 = 1,4891; олігоефіракрилат ТГМ-3 (ТУ 6 - 16 - 2010 - 82), d420= 1,0922г/см 3, nD20 =1,4621; діалілфталат (ТУ 6 - 09 - 896 - 75), d4 20 = 1,12г/см 3, nD20 = 1,4910; діалілмалеїнат (ТУ 6 - 09 - 16 - 1014 - 86), d420 = 1,0760г/см 3, nD20 = 1,4664; - емульгатори: ОС-20 - моноалкілові ефіри поліетиленгліколю на основі первинних жирних спиртів, марки А, ГЛБ = 14,8 - 17, ККМ = 0,2г/л; ріцинокс-80 - суміш ацилполіетиленгліколевих ефірів на основі ріцинолевої (1,2-гідроксі-9октадиценової) кислоти, гліцерину і поліетиленгліколів, ГЛБ = 15,8, ККМ = 1,0г/л; ПЕГ-115 - поліетиленгліколь, молекулярна маса 5000 ± 100; - розчинники: толуол кваліфікації "ХЧ" (ТУ 6 - 09 - 786 - 76); етиловий спирт гідролізний (ТУ 6 - 09 - 1710 77). Олігопероксид (ОП), одержаний за авт. св.СРСР №619488, кл. C08F218/08, C08F218/10, 1978, його характеристики представлені в табл.1. Вміст ВЕП-ланцюгів визначали методом термічного розпаду ОП в ізокінетичній точці (483К) і подальшого газохроматографічного визначення продуктів розпаду (Авт. св. СРСР №1165982, кл. C01 30/06, 1985). Вміст карбоксильних груп визначали потенціометричним титруванням ацетонових розчинів гідролізованих ОП 0,1н. водним розчином KOH на іономірі ЕВ-74 (Торопцева A.M., Белогородская К.В., Бондаренко В.А. Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений. - Л.: Химия, 1972). Молекулярні маси ОП визначали ізопієстичним методом по відомій методиці (Руководство к практическим работам по химии полимеров / Под ред. проф. В.С. Иванова. - Л.: Химия, 1982), 298К, ацетон, етанол, дигліцедиловий ефір резорцину (Mn = 221,26). Поверхневий натяг водноаміачних розчинів ОП і вододисперсійних плівкоутворювачів на границі рідина - повітря визначали методом вимірювання максимального тиску бульбашки повітря в рідині на приладі ППНЛ-1. Вимір проводився 5 - 7 разів і після генеральної вибірки знаходилося середньоарифметичне значення. Розмір частинок вододисперсійних плівкоутворювачів визначали на нефелометрі ЛМФ72М по методиці, яка основана на визначенні послаблення інтенсивності променя при проходженні ним мутного середовища (Коллоидная химия синтетических латексов / Нейман Р.Э., Киселева О.Г., Егоров А.К., Васильева Т.М.: Учебное пособие. - Воронеж: Изд. ВГУ, 1984). Стійкість вододисперсійних плівкоутворювачів до розведення водою визначали по відомій методиці (Рейхсфельд О.В., Еркова Л.М., Рубан В.Л. Лабораторный практикум по синтетическим каучукам. - Л.: Химия, 1967). Кінематичну в'язкість вододисперсійних плівкоутворювачів визначали в капілярному віскозиметрі 8ПЖ при 298К. Визначення вмісту нерозчинної фракції термоотверджених плівок на основі вододисперсійних плівкоутворювачів полягає в екстрагуванні ацетоном розчинної частини і кількісному визначенні нерозчинного зшитого полімеру (Багажков С.Г., Суханова М.А. Практикум по технологии лакокрасочных покрытий. - М.: Химия, 1982). Приклад 1. В термостатований при 298К реактор об'ємом 0,5л, оснащений лопастною мішалкою, загружали 25г поліефіру ПН-15, 7,5г пластифікатора МГФ-9, 1,25г олігопероксиду ОП-1 (табл.1), 150мл толуолу і 150мл етанолу і термостатували при перемішуванні на протязі 1,0 години де повної гомогенізації, потім на протязі 2,5 годин дозували 87,5мл 3% розчину OC-20 у воді при перемішуванні з швидкістю 190об/хв, після завершення прикапування суміш перемішували з швидкістю 320об/хв на протязі 0,5 години. Після чого реактор підключали до вакуумної лінії і при температурі 323К віддували розчинник і воду до сухого залишку 40%. Контроль сухого залишку здійснювали гравіметричним методом. Після всіх вищевказаних операцій отримували 60мл вододисперсійного плівкоутворювача. Плівкоутворювач стійкий до розведення водою, має поверхневий натяг 30,7мН/м, розмір частинок