ITTO940337A1 - Procedimento per la preparazione di materie plastiche colorate di acri licato con una superficie di lucentezza metallica. - Google Patents
Procedimento per la preparazione di materie plastiche colorate di acri licato con una superficie di lucentezza metallica. Download PDFInfo
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Description
DESCRIZIONE dell 'invenzione industriale dal titolo:
"Procedimento per la preparazione di materie plastiche colo rate di acrilato con una superficie di lucentezza metallica"
D E S C R I Z I O N E
Campo dell'invenzione
La presente invenzione concerne un procedimento per la preparazione riproducibile di oggetti di poli(met)acrilato contenenti pigmento a lucentezza perlacea.
Livello della tecnica
Il compito di colorare materie plastiche, é stato risolto dalla tecnica in modo ampiamente soddisfacente. Nel settore del vetro acrilico è a disposizione un assortimento di mezzi odoranti, che permette di oolorare vetro acrilico in modo omogeneo in tonalità di tinta pressoché qualsiasi.
In certi campi d'applicazione, ad esempio nel settore edilizio, specialmente in piastrelle ed articoli sanitari, si deve constatare da un certo tempo una tendenza, ad impie gare elementi, la cui superficie si presenta cromaticamente differenziata in modo che sono presenti zone contenenti colo re, ad esempio in distribuzione statistica, che si possono differenziare otticamente dalla colorazione di base. Quanto ai materiali posti a disposizione della tecnica con differen ziazione cromatica di tal genere si tratta in generale di quelli a base di ceramica.
Nel DE-A 3023 964 venne già proposto un procedimento per la produzione di zone contenenti coloranti in resine acriliche e metacriliche in vicinanza della superficie nel corso della polimerizzazione dei monomeri che formano le re sine e prepolimeri in camere di polimerizzazione di formatu ra, nel quale anzitutto viene applicato come strato Bulla paréte della camera di polimerizzazione di formatura un co lorante distribuito omogeneamente in un legante, il legante essendo solubile o perlomeno rifonfiabile nella resina liquida ovvero suoi prestadi e dopo il riempimento dei monomeri da polimerizzare e/o prepoliraeri viene polimerizzato in modo per sé noto.
Secondo il DE-A 3110093 si ottengono oggetti di resi ne acriliche e metaoriliche, che presentano la diffrenziazione cromatica desiderata in forma di zone contenenti colo rante, in cui si producono polimeri a perle a base di resine acriliche e metacriliche, che contengono mezzo colorante del tipo di colore desiderato, e s'introducono le perle con tenenti mezzo colorante così preparate o eventualmente miscele di diversi tipi di perle contenenti mezzo colorante (perle a pigmento) negli stadi preliminari impiegati per la polimerizzazione delle resine acriliche ovvero metacrili che secondo il livello della tecnica, ad esempio neiscirop pi impiegati usualmente, prepolimeri e/o monomeri.
Una colorazione particolare di pigmenti, ad esempio di inchiostri da stampa o vernici, si può conseguire con pigmenti a lucentezza perlacea, i cosiddetti pigmenti ad effet to. L'effetto di lucentezza perlacea, una lucentezza metallica, é molto gradita per effetti decorativi.
Anche in oggetti di resine acriliche e metacriliche, ad esempio per il settore sanitario, si possono introdurre pigmenti a lucentezza perlacea. Gli oggetti di vetro acrilico così pigraentati, con lucentezza perlacea omogenea sul la lastra, non si possono tuttavia produrre in modo riproda cibile nelle condizioni di polimerizzazione usuali, ciò che si mostrò nell'aspetto sempre differente di polimeri conte nenti pigmento a lucentezza perlacea. Nelle superfici di vetro acrilico si mostravano in particolare zone del tipo di intorbidamento (Celle-Bénard), formate in modo irregola re e dando agli oggetti un aspetto mosso (Ullmann's Encyclopedia of Industriai Chemistry, 5· Edizione completamente revisionata, Voi. Al8, pagine 466 - 468 ; Spektrum der Wissen schaften (Spettro delle scienze) , Settembre 1980, pagine 118-131 ) e si producono strutture ulteriormente del tipo a stri scie, che risultano per demiscelazione all 'atto del riempimento della camera (Strisele di riempimento).
Compito e soluzione
Esisteva perciò il compito, di migliorare le condizio ni di produzione di oggetti pigmentati di resine acriliche e metacriliche con superfici a lucentezza metallica nella colorazione con pigmenti delle resine acriliche e metacrili che con pigmenti a lucentezza perlacea e loro polimerizzazione, in modo che i polimeri che presentano superfici..colo rate in modo pigmentato e a lucentezza metallica, possano venire prodotti in modo riproducibile. Come cause per la formazione di cellule-Bénard sulla superficie di sistemi contenenti pigmento rientrano in considerazione correnti di convenzione, provocate soprattutto da differenze di tem paratura e differenze di densità nonché variazioni di visco sita e quindi variazioni di tensione superficiale. Per evi tare cellule-Bénard le differenze di temperatura in tali sistemi vengono mantenute piccole. Sistemi di polimerizzazio ne contenenti pigmento vengono perciò induriti usualmente a bassa temperatura, cioè in tempi di polimerizzazione lunghi, che sono di norma 10 a 20 ore.
Sorprendentemente venne trovato, che la produzione di oggetti di aspetto molto uniforme, contenenti pigmenti a lu centezza perlacea polimerizzati a base di resina acrilica e/o raetacrilica si può realizzare in modo riproducibile, se come pigmenti vengono introdotti nella carica di polimerizzazione sostanzialmente quelli senza la quota finissima usualmente presente, che sono soprattutto particelle di pig mento con dimensioni di grana inferiori a 5μm e la polimerizzazione viene effettuata senza ritardatore il più rapida mente possibile, cioè a temperature nettamente più elevate che usualmente e quindi in tempi di polimerizzazione sostan zialmente più brevi, tuttavia uniformemente.
I pigmenti a lucentezza perlacea per la presente inven zione hanno dimensioni di grana di soprattutto 5-a 50 preferibilmente quelli con 3 a 30μm,
La polimerizzazione viene effettuata secondo la presente in venzione a temperature 40 gradi C, preferibilmente nello intervallo di temperatura di 40 & 6a0 gradi C, soprattutto nell'intervallo di 40 a 5° gradi C, in particolare a temperature intorno a 45 gradi C e sostanzialmente senza aggiunta che ritarda l 'effetto gelificante , cioè sostanze che frenano la velocità di polimerizzazione.
Con la scelta di iniziatore e temperatura di polimeriz zazione la durata della polimerizzazione, riferita ad uno spessore di strato di 5 mra, fino al conseguimento di una trasforaazione di circa 80 % in peso é nell'intervallo di 2 1/2 a 6 ore. La polimerizzazione finale viene effettuata ad esempio nella stufa di tempera, nell'intervallo di tempe ratura di 100 a 120 gradi C.
Le resine acriliche ovvero metacriliche impiegate preferibilmente per la polimerizzazione sono i sciroppi impiegabili usualmente per questo, cioè soluzioni di prepolimeri in monomeri.
La presente invenzione concerne un
procedimento per la produzione di oggetti di materie plastiche a base di resine acriliche e/o metacriliche, che presentano superfici a lucentezza metallica, nel corso del la polimerizzazione per sé usuale delle resine acriliche e/o metacriliche, per impiego di camere di polimerizzazione di formatura, che è caratterizzato dal fatto che s’introdu cono pigmenti a lucentezza perlacea con dimensioni di grana 5yum nei monomeri atti alla polimerizzazione per sé usua li e/o prepolimeri e si effettua la polimerizzazione nelle camere di polimerizzazione di formatura a temperature di 40 gradi C, con la norma, che iniziatore e temperatura di polimerizzazione vengano scelti in modo che riferita ad uno spessore di strato di 5 mm, la durata di polimerizzazione fino al raggiungimento di una trasformazione di circa 80 % in peso sia nell'intervallo di 21/2 a 6 ore, e la sformatura dopo la polimerizzazione finale si effettui da 100 a 120 gradi C.
Attuazione dell'invenzione
I pigmenti a lucentezza perlacea da impiegare secondo la presente invenzione per la produzione di oggetti di poli (met) acrilato con superficie a lucentezza metallica sono pigmenti a lucentezza perlacea bianchi e colorati a base di mica che é rivestita con ossidi metallici come ad esempio diossido di titanio o ossido di ferro(III), nei quali la quota di particelle contenuta dalla loro produzione normalmente con dimensioni di particelle 5μm.6 separa ta ed é presente quella con dimensioni di grana di≥ 5μm a circa 50 μm. La separazione della porzione fine con dimensioni di grana < 5μm può venire conseguita ad esempio mediante vagliatura di pigmenti tecnici a lucentezza perla cea. Pigmenti a lucentezza perlacea noti vengono impiegati ad esempio sotto il nome depositato Iriodin<® >tecnicamente. Essi vengono impiegati in colori da stampa, colorazion di materia plastica e vernici, come ad esempio vernici per auto. Gli effetti cromatici di questi pigmenti si realizzano mediante assorbimento di luce ed interferenza. Pigmenti e lucentezza perlacea di determinato spessore di particelle soddisfano le condizioni d'interferenza e mostrano colori iridescenti.
Il rapporto di pigmento a lucentezza perlacea al polimero matrice, varierà, a seconda dell'effetto perseguito, in certi limiti. In generale la quota del pigmento sullo oggetto di materia plastica completo è 0,1 a 10 % in peso, preferibilmente 0,3 a 3 % in peso.
L'introduzione avviene opportunamente in modo che la dietri buzione dei grani di pigmento necessaria per il conseguimen to dell'aspetto uniforme é garantita entro la carica di polimerizzazione, ad esempio mediante miscelazione. Gli stadi successivi, ad esempio il riempimento del sciroppo in camere di polimerizzazione di formatura ed i successi stadi di poli merizzazione possono venire effettuati poi analogamente ai procedimenti del livello della tecnica, del pari la sformatura e così via.
La produzione della matrice polimerica in cui vengono portati i pigmenti a lucentezza perlacea con dimensioni di gra na ≥ 5μm, può avvenire in stretta conformità al livello 1 della tecnica.
Come monomeri per l'attuazione del procedimento secondo la presente invenzione sono adatti i monomeri per la pre parazione di resine sintetiche mediante polimerizzazione in stampi aadatte. In primo luogo occorre qui pensare a materiale per corpi sagomati nei campi d'impiego: tecnica, cam po sanitario e domestico, cioè resine sintetiche, che si distinguono eventualmente per insolubilità in solventi usua li nonché per caratteristiche meccaniche favorevoli. In li nea di massima sono accessibili al procedimento composti con doppi legami atti alla polimerizzazione. Siano citati ad esempio esteri di acido acrilico ovvero raetacrilico, in particolare metilmetacrilato, come monomeri, nonché anche altri monomeri copolimerizzabili, come ad esempio stirolo, vinilacetato ecc.
Upolimeri di matrice a base di metilmetacrilato posso no ad esempio contenere anoora quote da 0 a circa 45 % in peso di ulteriori comonomeri.
Siano citati altri esteri di aoido metacrilico ovvero acido acrilico, come ad esempio il metilestere di acido acrilico, butilestere di acido acrilico, metilestere di acidoα -cloroacrilico, etileetere di acido metacrilico; inoltre amidi (eventualmente sostituite) di acido acrilico e metacrilico, come acrilamide e metacrilamide, metilolmemetaorilamide e —acrilamide. Inoltre acrilnitrile, stirolo e derivati dello stesso, come α -metilstirolo, vinilestere di acidi carbossilici, come vinilacetato e simili. Sia par ticolarmenie menzionata la presenza di monomeri reticolanti, come etilenglicoldimetacrilato, 1,4-butandioldimetacri lato, triglicoldimetacrilato, trimetilolpropantrimetacrila to o composti allilici, come ad esempio allilmetacrilato, triallilcianurato o triallilisocianurato.
L'attuazione della polimerizzazione può venire realiz zata in modo per sé noto per impiego delle esperienze della tecnica (ofr. H. Rauch-Puntigam e Th, VBlker in "Acrylund Methacrylverbindungen" (Composti acrilici e metacrilici), Pringer-Verlag 1967 e J. Brandrup - E.H. Immergut, Polymer Handbook (Manuale dei polimeri), 2a. Ed., Wiley-Interscience (1975))· Tecniche corrispondenti sono già state descritte nel BE-PS 639095 nei tratti caratteristici.
Come iniziatore per la polimerizzazione di doppi lega mi atti alla polimerizzazione, come ad esempio monomeri acrilici, stirolo e derivati, esteri di composti vinilici, possono ad esempio venire impiegati composti perossidici o azocomposti nelle quantità usuali. Per il controllo del pe so molecolare sono adatti i regolatori noti nelle concentrazioni per sé note. Siano citati ad esempio composti organici dello zolfo.
Grado di polimerizzazione e quindi il peso molecolare delle molecole di resina risultanti si può notoriamente regolare attraverso la concentrazione di iniziatore o/e la concentra zione di regolatore. Così nella polimerizzazione di resine acriliche s ' impiegheranno di norma 0, 01 a 1 , 0 % in peso di iniziatore » L' aggiunta di regolatore sta in generale tra 0,01 e 0, 5 % in peso , preferibilmente tra 0,05 e 0, 2 % in peso. In generale i pesi molecolari (Mw) dei polimeri matri ce stanno nell'intervallo 2 x 105 a 5 x 106. Dalton. Nel la maggior parte dei casi il polimero matrice e debolmente reticolato. La temperatura di rammollimento-Vicat (secondo DIN 5346, Procedimento B) ó di norma > 100 gradi C. Inoltre le cariche di polimerizzazione possono contenere ancora le sostanze ausiliarie per sé note, come assorbiiori-UV, plastificanti, stabilizzatori termici, antiossidanti, agen ti antifiamma ecc.
La produzione di resine acriliche contenenti pigmenti a lucentezza perlacea può venire effettuata tecnicamente come segue:
Si predispone un prepoliraero sciropposo (come valore orien tativo sia citata una carica del 20 %), a cui viene miscelato un iniziatore adatto, ad esempio un azoiniziatore, so prattutto un oon un tempo di dimezzamento relativamente basso., ed eventualmente agenti reticolatori distribuiti uniformemente, uniformemente, in modo opportuno.Nel caso che il polimero di matrice stesso deve essere colorato, il mezzo colorante ovveri i mezzi coloranti viene aggiunto e distribuì toin modo omogeneo, ad esempio in forma di una pasta colora ta, che é stata preparata con un polimero (solubile). La mi scela così risultante costituisce la carica di base. Alla carica di base si oggiungono i pigmenti a lucentezza perlacea con dimensioni di grana 5 μm in modo che essi vengano distribuiti nella carica, preferibilmente sotto agitazio ne, si rimescola opportunamente ancora per uno spazio di tem po più breve e s'introduce nella camera di polimerizzazione di formatura. Lo spessore di strato dipende qui dalla deter
binazione dello scopo del corpo formato. Per oggetti, che nella costruzione - giungono ad impiego in particolare nel settore sanitario - lo spessore di strato in generale non supererà in generale 10 mm; come valore orientativo possono essere assunti 5 mm.
La polimerizzazione viene effettuata di norma a temperatura aumentata, ad esempio nell'intervallo di 40 a 60 gra di C. Come valore orientativo siano citati circa 45 gradi 6, La durata della polimerizzazione per una trasformazione di circa 80 % é secondo la caratteristica tra 21/2 e 6 ore, preferibilmente tra 3 e 5 ore riferite ad uno spessore di strato di 5 mm. Come valore orientativo possono essere considerate circa 4 ore.
Quindi viene effettuata ancora opportunamente una tempera ,ad esempio a 100 - 120 gradi C per un periodo di tempo di 3 - 8 ore, in media circa 5 ore.
Gli Esempi che seguono servono ad illustrare la presente invenzione. Essi mostrano, che con i provvedimenti secondo la presente invenzione, come la dimensione di grana indicata del pigmento a lucentezza di perla da impiegare e della conduzione della polimerizzazione, vengono atte nuti oggetti di poli(met)acrilato contenenti pigmento a lucentezza di perla con lucentezza metallica ed aspetto molto uniforme
ESEMPI
Esempio 1: Prova di confronto
Carica:
1 000 parti metilmetacrilato prepolimero (viscosità circa 1000 cP)
15 parti pigmento a lucentezza di perla con una dimen sione di grana di 0,01 a 15 um (lriodin <® >9111 WR della Ditta Merck)
0,004 parti di una miscela di coloranti antrachinonici solubili
1 parte 2,2'-azobis-(2,4-dimetilvaleronitrile)
La carica viene miscelata intensamente, introdotta in una camera di vetro silicato distanziata con uno spago spesso 5 mm e polimerizzata nel bagno d'acqua a 35 gradi C. La polimerizzazione finale avviene nella stufa di tempera a 115 gradi C
Esempio 2
Come Esempio I, però la polimerizzazione avviene in bagno d'acqua a 45 gradi C.
Eserapio 3
Come Esempio 1, però con 15 parti del pigmento a lucentezza di perla con la distribuzione di dimensioni di grana di 5 - 20 μm (iriodin<® >9119 WR della Ditta Merck).
Esempio 4
Come Esempio 2, però con 15 parti del pigmento a lucen tazza, di perla con la distribuzione di dimensione di grana di 5 - 20 μm.
Risultato
Claims (1)
- R I V E N D I C A Z I O N I 1« Procedimento per la preparazione di oggetti di materie plastiche a base di resina acrilica o metacrilica, che presentano superfici a lucentezza metallica, nel corso della polimerizzazione per sé nota delle resine acriliche e/o metacriliche, per impiego di camere di polimerizzazione di formatura, caratterizzato dal fatto che s'introducono pigmenti a lucentezza di perla con dimensioni di grana 5μm in monomeri atti alla polimerizzazione per sé usuali e/o prepolimeri e si effettua la polimerizzazione nelle camere di polimerizzazione di formatura a temperature di ≥ 40 gra di C, con la norma, che iniziatore e temperatura di polirne rizzazione vengano scelti in modo che riferita ad uno spessore di strato di 5 mm, la durata della polimerizzazione fino al raggiungimento di una trasformaazionedi circa 80 % sia nell'intervallo di 21/2 a 6 ore, e la sformatura si effettui dopo la polimerizzazione finale da 100 a 120 gradi C 2. Procedimento secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le condizioni vengono scelte in modo che la resina acrilica e/o metacrilica formata sia nel campo di peso molecolare (Mw) di 2 x 10<5 >a 5 x 10<6 >Dalton ovvero sia debolmente reticolata e possieda una temperatura di rammollimento-Vicat (secondo DIN 53 460, Procedimento B) di > 100 gradi C. 3:. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che la quota di pigmento a lucentezza di perla sull'intero oggetto di materia plastica ammonta da 0,1 a 10 % in peso, preferibilmente 0,3 - 3 % in peso. 4. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 a 3, caratte rizzato dal fatto che i pigmenti a lucentezza di perla pos siedono una dimensione di grana di 5 a 50 μm, preferibilmen te di 5 a 30 μm. 5. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 a 4, caratte rizzato dal fatto che la resina acrilica e/o raetacrilica contiene ancora ulteriori mezzi coloranti adatti. 6. Procedimento per la produzione di oggetti di materie plastiche a base di resina acrilica e/o metacrilica con su perfici a lucentezza metallica, caratterizzato dal fatto che si foggiano termicamente oggetti prodotti secondo il procedimento secondo le rivendicazioni 1 a 5· 7. Oggetti di materie plastiche a base di resina acrilica e/o metacrilica con superfici a lucentezza metallica, prodotti secondo il procedimento secondo le rivendicazioni 1 a 6.
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