PL246613B1 - Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej i sposób wytwarzania kompozycji powłokowej - Google Patents
Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej i sposób wytwarzania kompozycji powłokowej Download PDFInfo
- Publication number
- PL246613B1 PL246613B1 PL441018A PL44101822A PL246613B1 PL 246613 B1 PL246613 B1 PL 246613B1 PL 441018 A PL441018 A PL 441018A PL 44101822 A PL44101822 A PL 44101822A PL 246613 B1 PL246613 B1 PL 246613B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- acrylate
- weight
- film
- producing
- forming substance
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 33
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 22
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 239000012949 free radical photoinitiator Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims abstract description 12
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 11
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 11
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 10
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 5
- AZIQALWHRUQPHV-UHFFFAOYSA-N prop-2-eneperoxoic acid Chemical compound OOC(=O)C=C AZIQALWHRUQPHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 11
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 10
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- -1 phosphorus ester Chemical class 0.000 claims description 7
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N Butylmethacrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WDQMWEYDKDCEHT-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C(C)=C WDQMWEYDKDCEHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GWZMWHWAWHPNHN-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypropyl prop-2-enoate Chemical compound CC(O)COC(=O)C=C GWZMWHWAWHPNHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NDWUBGAGUCISDV-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybutyl prop-2-enoate Chemical compound OCCCCOC(=O)C=C NDWUBGAGUCISDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JYFHYPJRHGVZDY-UHFFFAOYSA-N Dibutyl phosphate Chemical compound CCCCOP(O)(=O)OCCCC JYFHYPJRHGVZDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HVVWZTWDBSEWIH-UHFFFAOYSA-N [2-(hydroxymethyl)-3-prop-2-enoyloxy-2-(prop-2-enoyloxymethyl)propyl] prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC(CO)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C HVVWZTWDBSEWIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BVXOPEOQUQWRHQ-UHFFFAOYSA-N dibutyl phosphite Chemical compound CCCCOP([O-])OCCCC BVXOPEOQUQWRHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CZHYKKAKFWLGJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl phosphite Chemical compound COP([O-])OC CZHYKKAKFWLGJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KUMNEOGIHFCNQW-UHFFFAOYSA-N diphenyl phosphite Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP([O-])OC1=CC=CC=C1 KUMNEOGIHFCNQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SUPCQIBBMFXVTL-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)=C SUPCQIBBMFXVTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UHESRSKEBRADOO-UHFFFAOYSA-N ethyl carbamate;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.CCOC(N)=O UHESRSKEBRADOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HJWLCRVIBGQPNF-UHFFFAOYSA-N prop-2-enylbenzene Chemical compound C=CCC1=CC=CC=C1 HJWLCRVIBGQPNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PNXMTCDJUBJHQJ-UHFFFAOYSA-N propyl prop-2-enoate Chemical compound CCCOC(=O)C=C PNXMTCDJUBJHQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexyl acrylate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C=C GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RUMACXVDVNRZJZ-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(C)COC(=O)C(C)=C RUMACXVDVNRZJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OCIFJWVZZUDMRL-UHFFFAOYSA-N 6-hydroxyhexyl prop-2-enoate Chemical compound OCCCCCCOC(=O)C=C OCIFJWVZZUDMRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LXCYSACZTOKNNS-UHFFFAOYSA-N diethoxy(oxo)phosphanium Chemical compound CCO[P+](=O)OCC LXCYSACZTOKNNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GMSCBRSQMRDRCD-UHFFFAOYSA-N dodecyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOC(=O)C(C)=C GMSCBRSQMRDRCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LNMQRPPRQDGUDR-UHFFFAOYSA-N hexyl prop-2-enoate Chemical compound CCCCCCOC(=O)C=C LNMQRPPRQDGUDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000003008 phosphonic acid esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims 2
- 230000003797 telogen phase Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 2
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical group OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 description 2
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- FEWFXBUNENSNBQ-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyacrylic acid Chemical class OC(=C)C(O)=O FEWFXBUNENSNBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FIHBHSQYSYVZQE-UHFFFAOYSA-N 6-prop-2-enoyloxyhexyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCCCCCOC(=O)C=C FIHBHSQYSYVZQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000005396 acrylic acid ester group Chemical group 0.000 description 1
- 229920003180 amino resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012662 bulk polymerization Methods 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000012682 free radical photopolymerization Methods 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 125000005397 methacrylic acid ester group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002895 organic esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania substancji błonotwórczej, polegający na reakcji monomerów (met)akrylanowych i winylowych w obecności związku fosforoorganicznego, który charakteryzuje się tym, że fototelomeryzacji w masie poddaje się mieszaninę 30 - 50% wagowych monomeru metakrylanowego zawierającego od 1 do 12 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, 20 - 40% wagowych monomeru akrylanowego zawierającego od 1 do 8 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, 15 - 20% wagowych monomeru hydroksyakrylanowego zawierającego w łańcuchu alkilowym do 4 atomów węgla i grupę hydroksylową i 10 - 15% monomeru winylowego. Fototelomeryzację prowadzi się w obecności 0,7 - 1 części wagowych fotoinicjatora rodnikowego i 3 - 5 części wagowych związku fosforoorganicznego (telogen), oba na 100 części wagowych mieszaniny monomerów. Fototelomeryzację prowadzi się z wykorzystaniem naświetlania średniociśnieniową lampą rtęciową UV-A o długości fali 320 - 380 nm lub taśmami LED o długości fali 385 ± 5 nm w temperaturze 50 - 70°C, otrzymując roztwór prepolimeru, stanowiący substancję błonotwórczą. Przedmiotem zgłoszenia jest również sposób wytwarzania kompozycji powłokowej, polegający na utwardzaniu mieszaniny zawierającej monomery (met)akrylanowe i winylowe w obecności związku fosforoorganicznego. Sposób ten charakteryzuje się tym, że do substancji błonotwórczej otrzymanej według sposobu opisanego powyżej dodaje się 1 - 5 części wagowej fotoinicjatora rodnikowego na 100 części wagowych substancji błonotwórczej. Składniki miesza się, powleka na podłoże i uzyskuje się fotoutwardzalną kompozycję zdolną do utworzenia utwardzonej powłoki w wyniku naświetlania za pomocą średniociśnieniowej lampy rtęciowej emitującej promieniowanie UV-A, UV-B i UV-C o długości fali 230 - 380 nm.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania substancji błonotwórczej i sposób wytwarzania kompozycji powłokowej. W obu sposobach wykorzystuje się związek fosforoorganiczny. Kompozycja powłokowa może być stosowana do podłoży ceramicznych, metalowych, drewnianych i papierowych.
Powłoki organiczne są stosowane powszechnie na podłoża ceramiczne (głównie szkło), metalowe, drewniane, papierów i z tworzyw sztucznych w celu ich ochrony przed korozją, czynnikami chemicznymi oraz jako wykończenia dekoracyjno-estetyczne wyrobów. W skład kompozycji powłokowych wchodzą zazwyczaj: substancja błonotwórcza (monomery, oligomer lub (ko)polimer), rozpuszczalnik lub utwardzacz (ew. (foto)inicjator) oraz substancje pomocnicze (pigmenty, napełniacze, odpieniacze, plastyfikatory). Utwardzanie kompozycji powłokowej może odbywać się poprzez schnięcie fizyczne (odparowanie rozpuszczalnika) lub na drodze reakcji chemicznej (reakcja z utwardzaczem, tlenem atmosferycznym lub polimeryzacja inicjowania rozpadem (foto)inicjatora). Szczególnie dogodnym sposobem jest zastosowanie fotoinicjatorów, dzięki czemu w szybki i ekologiczny sposób (bez użycia lotnych rozpuszczalników) poprzez naświetlanie kompozycji powłokowej promieniowaniem elektromagnetycznym dochodzi do polimeryzacji substancji błonotwórczej. Istnieje wiele patentów dotyczących kompozycji fotoutwardzalnych, szczególnie tych bazujących na (met)akrylanowych monomerach, oligomerach czy (ko)polimerach. Stosunkowo niewiele zaś jest rozwiązań ujawniających zastosowanie oligomerycznych substancji błonotwórczych zawierających terminalne grupy fosforanowe lub fosforynowe. Przykładowo w opisach wynalazków EP0376591 oraz US5191029 ujawniono kompozycje polimerowe składające się z polimerów zawierających wiszące lub terminale grupy fosforanowe otrzymywane na drodze polimeryzacji emulsyjnej lub suspensyjnej (rzadziej w rozpuszczalniku organicznym) z estrów (met)akrylanowych i winylowych (np. styrenu, chlorku winylu) oraz monomerów nienasyconych zawierających fosfor (tj. fosforany allilowe czy (met)akrylan fosfoetylu) oraz rozpuszczalny w wodzie związek sieciujący. Z opisu wynalazku US9493585 znany jest sposób otrzymywania kompozycji polimerowej składającej się z produktów polimeryzacji suspensyjnej monomerów nienasyconych zawierających fosfor. Z kolei z opisu wynalazku WO2020093010 znany jest sposób otrzymywania kompozycji powłokowej zawierającej poliole z grupami funkcyjnymi kwasu fosforowego (tj. nienasycone estry fosforanowe glikoli polieterowych czy (met)akrylan fosfoetylu lub (met)akrylan fosfopropylu), sieciowane termicznie w reakcji z aminoplastami. Z opisu chińskich wynalazków znane są sposoby otrzymywania fotoutwardzalnych kompozycji powłokowych zawierających żywice akrylanowe z fosforem i azotem (CN113603864), żywice poliuretano-akrylanowe zawierające fosfor, otrzymywane techniką polimeryzacji emulsyjnej (CN113122121) oraz żywice akrylanowe zawierające fosfor otrzymywane z udziałem pięciotlenku fosforu i hydroksyakrylanów w reakcjach estryfikacji i hydrolizy. Natomiast japoński opis wynalazku JP2011225853 ujawnia sposób otrzymywania żywic akrylanowych zawierających fosfor z epoksyakrylanów i pochodnych fenolu zawierających fosfor.
Problemem technicznym jest otrzymanie w sposób prosty i proekologiczny substancji błonotwórczych zawierających fosfor. Wyżej zaprezentowane rozwiązania bazują na zastosowaniu polimeryzacji emulsyjnej (lub suspensyjnej, rzadziej w rozpuszczalniku organicznym), które wiążą się z koniecznością zastosowania medium reakcyjnego (głównie wody), przez co spada wydajność polimeru z objętości reaktora. Oprócz układu inicjującego należy stosować dodatkowe komponenty. Żadne z rozwiązań nie uwzględnia polimeryzacji w masie (ani fototelomeryzacji). Ponadto źródłem fosforu w przedstawionych rozwiązaniach są nienasycone monomery zawierające fosfor, które uprzednio należy otrzymać.
Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej, według wynalazku, polegający na reakcji monomerów (met)akrylanowych i winylowych w obecności związku fosforoorganicznego, charakteryzuje się tym, że fototelomeryzacji w masie poddaje się mieszaninę 30-50% wagowych monomeru metakrylanowego zawierającego od 1 do 12 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, 20-40% wagowych monomeru akrylanowego zawierającego od 1 do 8 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, 15-20% wagowych monomeru hydroksyakrylanowego zawierającego w łańcuchu alkilowym do 4 atomów węgla i grupę hydroksylową i 10-15% monomeru winylowego. Fototelomeryzację prowadzi się w obecności 0,7-1 części wagowych fotoinicjatora rodnikowego i 3-5 części wagowych związku fosforoorganicznego (telogen), oba na 100 części wagowych mieszaniny monomerów. Przygotowaną mieszaninę składników umieszcza się w reaktorze szklanym, zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, termoparę oraz układ dozujący gaz inertny. Opcjonalnie można wkraplać część mieszaniny do uprzednio umieszczonej części mieszaniny w reaktorze. Fototelomeryzację prowadzi się z wykorzystaniem naświetlania średniociśnieniową lampą rtęciową UV-A o długości fali 320-380 nm lub taśmami LED o długości fali 385 ± 5 nm
PL 246613 Β1 w temperaturze 50-70°C, otrzymując roztwór prepolimeru, stanowiący substancję błonotwórczą posiadającą terminalne grupy fosforynowe (A) lub fosforanowe (B).
RR
O n O
R'R’ (A)(B)
Jako monomer metakrylanowy stosuje się estry kwasu metakrylowego zawierające do 12 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, których homopolimery charakteryzuje temperatura zeszklenia nie niższą niż -10°C (najlepiej w zakresie 20-100°C). Korzystnie stosuje się metakrylan metylu, metakrylan etylu, metakrylan n-butylu, metakrylan izobutylu, metakrylan 2-etyloheksylu i/lub metakrylan laurylu.
Jako monomery akrylanowe zawierające do 4 atomów węgla w łańcuchu alkilowym stosuje się estry kwasu akrylowego, których homopolimery charakteryzuje temperatura zeszklenia niższą niż 0°C. Korzystnie stosuje się akrylan metylu, akrylan etylu, akrylan n-propylu, akrylan n-butylu, akrylan heksylu i/lub akrylan 2-etyloheksylu.
Korzystnie jako monomer hydroksyakrylanowy stosuje się akrylan 2-hydroksyetylu, akrylan 2-hydroksypropylu i/lub akrylan 4-hydroksybutylu.
Korzystnie jako monomer winylowy stosuje się styren, octan winylu i/lub winylotoluen.
Korzystnie jako związek fosforoorganiczny stosuje się organiczny ester kwasu fosfonowego, taki jak fosforyn dimetylu, fosforyn dietylu, fosforyn dibutylu lub fosforyn difenylu.
Korzystnie jako związek fosforoorganiczny stosuje się organiczny ester kwasu fosforowego to jest fosforan dibutylu.
W sposobie stosuje się dawkę promieniowania UV-A nie mniejszą niż 30 mW/cm2 oraz stosuje się temperaturę od 50 do 70°C i czas naświetlania od 40 do 70 minut.
Korzystnie jako fotioinicjator rodnikowy rozpoczynający reakcję fototelomeryzacji, w wyniku wzbudzenia cząsteczek i ich fotolizy na odpowiednie rodniki stosuje się α-hydroksyfenon i/lub tlenek acylofosiny.
Sposób wytwarzania kompozycji powłokowej, według wynalazku, polegający na utwardzaniu mieszaniny zawierającej monomery (met)akrylanowe i winylowe w obecności związku fosforoorganicznego, charakteryzuje się tym, że do substancji błonotwórczej otrzymanej według sposobu opisanego powyżej dodaje się 1-5 części wagowej fotoinicjatora rodnikowego na 100 części wagowych substancji błonotwórczej. Składniki miesza się, powleka na podłoże i uzyskuje się fotoutwardzalną kompozycję zdolną do utworzenia utwardzonej powłoki w wyniku naświetlania za pomocą średniociśnieniowej lampy rtęciowej emitującej promieniowanie UV-A, UV-B i UV-C o długości fali 230-380 nm. Zgodnie ze sposobem otrzymany w wyniku fototelomeryzacji w masie produkt- roztwór oligoakrylanów w mieszaninie nieprzereagowanych monomerów (zwany też prepolimerem) stanowi substancję błonotwórczą, do której dodaje się fotoinicjator lub fotoinicjator i monomer sieciujący a następnie poddaje się fotopolimeryzacji rodnikowej przy zastosowaniu promieniowania elektromagnetycznego w wyniku czego powstaje utwardzona powłoka.
Korzystnie dodaje się do 10 części wagowych monomeru sieciującego. Opcjonalny dodatek monomeru sieciujący ma zwiększyć gęstość usieciowania powłoki, przez co prowadzi do zwiększenia twardości.
Fotoinicjatory rodnikowe dodaje się po raz drugi w celu fotopolimeryzacji nieprzereagowanych monomerów (met)akrylanowych na etapie naświetlania filmu powłokotwórczego w celu utworzenia utwardzonej powłoki. Korzystnie jako fotoinicjator rodnikowy stosuje się α-hydroksyfenon i/lub tlenek acylofosiny.
Korzystnie jako monomer sieciujący stosuje się wielofunkcyjny akrylan z dwoma, trzema lub więcej wiązaniami nienasyconymi (tzw. polifunkcyjne akrylany) taki jak akrylan 1,6-heksanodiolu, triakrylan pentaerytrytolu i/lub uretanoakrylan.
Zaletą rozwiązania jest to, że sposób otrzymania substancji błonotwórczej zawierającej fosfor jest szybki (do kilkudziesięciu minut), mało energochłonny (przy zastosowaniu konwencjonalnych lamp UV lub w formie punktowych taśm LED), bezopadowy (nie wymaga rozdziału oligomeru od nieprzereagowanych monomerów) i przyjazny dla środowiska (nie stosuje się lotnych rozpuszczalników organicznych). Natomiast otrzymana według wynalazku powłoka cechuje się dobrymi właściwościami użytkowymi (twardością i adhezją, szczególnie do podłoży ceramicznych, metalowych czy drewnianych).
Wynalazek przedstawiony jest w przykładach wykonania, w których przedstawiono skład i warunki otrzymywania substancji błonotwórczej oraz właściwości powłok z kompozycji powłokowej. Otrzymane według przykładów roztwory prepolimerów zostały zbadane pod kątem lepkości (przy użyciu wiskozymetru Brookfield’a) oraz konwersji monomerów (metodą termograwimetryczną, polegającą na określeniu suchej masy próbki po ogrzewaniu przez 2h w temperaturze 110°C w wagosuszarce). Natomiast wytworzone na podłożu powłoki poddano badaniom adhezji metodą pull-off (wg. PN-EN ISO 4624:2004) oraz twardości metodą tłumienia wahadła Koeniga na podłożu szklanym (wg. PN-EN ISO 1522).
Przykład I
W znajdującym się w łaźni wodnej w temperaturze 50°C reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, termometr oraz układ dozujący gaz inertny (azot) umieszcza się mieszaninę monomerów, tj. 30 g metakrylanu n-butylu (30% wag.), 40 g akrylanu metylu (40% wag.), 20 g akrylanu 2-hydroksyetylu (20% wag.) i 10 g octanu winylu (10% wag.) wraz z 3 g fosforynu difenylu (3 cz. wag./100 cz. wag. mieszaniny monomerów) oraz 1 g fotoinicjatora rodnikowego w postaci a-hydroksyalkilofenonu Omnirad 127 (1 cz. wag./100 cz. wag. mieszaniny monomerów). Przed procesem naświetlenia nad mieszaniną składników przepuszcza się gaz obojętny przez 10 min. Po tym czasie włącza się źródło promieniowania UV, tj. punktową lampę średniociśnieniową Honle VG UVAHAND 250 GS, i prowadzi proces naświetlania przez 55 min. przy natężeniu promieniowania 20 mW/cm2. Tak otrzymany roztwór prepolimeru (substancja błonotwórcza) charakteryzuje się konwersją monomerów rzędu 54% wag. i lepkością 3 Pa-s. Do 100 g otrzymanej substancji błonotwórczej dodaje się następnie fotoinicjatora rodnikowego Omnirad 819 w ilości 5 cz. wag. na 100 cz. wag. substancji błonotwórczej. Uzyskaną w ten sposób kompozycję powłokową aplikuje się na podłoże szklane i utwardza za pomocą średniociśnieniowej lampy rtęciowej emitującej promieniowanie w zakresie 230-380 nm przy dawce promieniowania UV 4J/cm2. Wyniki badań zestawiono w tabeli.
Przykład II
W znajdującym się w łaźni wodnej w temperaturze 70°C reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, termometr oraz układ dozujący gaz inertny (azot) umieszcza się mieszaninę monomerów, tj. 50 g metakrylanu metylu (50% wag.), 20 g akrylanu butylu (20% wag.), 15 g akrylanu hydroksybutylu (15% wag.) i 15 g styrenu (15% wag.) wraz z 4 g fosforynu dimetylu (4 cz. wag./100 cz. wag. mieszaniny monomerów) oraz 0,7 g fotoinicjatora rodnikowego w postaci tlenku acylofosfiny Omnirad 819 (0,7 cz. wag./100 cz. wag. mieszaniny monomerów). Przed procesem naświetlenia nad mieszaniną składników przepuszcza się gaz obojętny przez 10 min. Po tym czasie włącza się źródło promieniowania UV, tj. punktową lampę średniociśnieniową Honle VG UVAHAND 250 GS, i prowadzi proces naświetlania przez 70 min. przy natężeniu promieniowania 10 mW/cm2. Tak otrzymany roztwór prepolimeru (substancja błonotwórcza) charakteryzuje się konwersją monomerów rzędu 60% wag. i lepkością 1,2 Pa-s. Do 100 g otrzymanej substancji błonotwórczej dodaje się następnie fotoinicjatora rodnikowego Omnirad 184 w ilości 1 cz. wag. oraz 10 cz. wag. monomeru sieciującego (triakrylan pentaerytrytolu), oba na 100 cz. wag. substancji błonotwórczej. Uzyskaną w ten sposób kompozycję powłokową aplikuje się na podłoże stalowe i utwardza za pomocą średniociśnieniowej lampy rtęciowej emitującej promieniowanie w zakresie 230-380 nm przy dawce promieniowania UV 8J/cm2. Wyniki badań zestawiono w tabeli.
Przykład III
W znajdującym się w łaźni wodnej w temperaturze 50°C reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, termometr oraz układ dozujący gaz inertny (azot) umieszcza się mieszaninę monomerów, tj. 35 g metakrylanu 2-etyloheksylu (35% wag.), 35 g akrylanu metylu (35% wag.), 18 g akrylanu 2-hydroksypropylu (18% wag.) i 12 g winylotoluenu (12% wag.) wraz z 5 g fosforynu dibutylu (3 cz. wag./100 cz. wag. mieszaniny monomerów) oraz 0,8 g fotoinicjatora rodnikowego w postaci tlenku acylofosfint Omnirad TPOL (0,8 cz. wag./100 cz. wag. mieszaniny monomerów). Przed procesem na
PL 246613 Β1 świetlenia nad mieszaniną składników przepuszcza się gaz obojętny przez 10 min. Po tym czasie włącza się źródło promieniowania UV, tj. punktową lampę średniociśnieniową Honle VG UVAHAND 250 GS, i prowadzi proces naświetlania przez 55 min. przy natężeniu promieniowania 30 mW/cm2. Tak otrzymany roztwór prepolimeru (substancja błonotwórcza) charakteryzuje się konwersją monomerów rzędu 58% wag. i lepkością 2,1 Pa-s. Do 100 g otrzymanej substancji błonotwórczej dodaje się następnie fotoinicjatora rodnikowego Omnirad TPO w ilości 2 cz. wag. oraz 5 cz. wag. monomeru sieciującego (diakrylan 1,6-heksanodiolu), oba na 100 cz. wag. substancji błonotwórczej. Uzyskaną w ten sposób kompozycję powłokową aplikuje się na podłoże drewniane i utwardza za pomocą średniociśnieniowej lampy rtęciowej emitującej promieniowanie w zakresie 230-380 nm przy dawce promieniowania UV 8J/cm2. Wyniki badań zestawiono w tabeli.
Przykład IV
W znajdującym się w łaźni wodnej w temperaturze 60°C reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, termometr oraz układ dozujący gaz inertny (azot) umieszcza się mieszaninę monomerów, tj. 32 g metakrylanu etylu (32% wag.), 25 g akrylanu n-propylu (25% wag.), 15 g akrylanu 2-hydroksyetylu (15% wag.) i 28 g styrenu (28% wag.) wraz z 3 g fosforanu dibutylu (3 cz. wag./100 cz. wag. mieszaniny monomerów) oraz 0,75 g fotoinicjatora rodnikowego w postaci tlenu acylofosfiny Omnirad 2100 (0,75 cz. wag./100 cz. wag. mieszaniny monomerów). Przed procesem naświetlenia nad mieszaniną składników przepuszcza się gaz obojętny przez 10 min. Po tym czasie włącza się źródło promieniowania UV, tj. punktową lampę średniociśnieniową Honle VG UVAHAND 250 GS, i prowadzi proces naświetlania przez 65 min. przy natężeniu promieniowania 20 mW/cm2. Tak otrzymany roztwór prepolimeru (substancja błonotwórcza) charakteryzuje się konwersją monomerów rzędu 62% wag. i lepkością 4,2 Pa-s. Do 100 g otrzymanej substancji błonotwórczej dodaje się następnie fotoinicjatora rodnikowego Omnirad 127 w ilości 1 cz. wag. oraz monomeru sieciującego w postaci uretanoakrylanu Ebecryl 8810 w ilości 2 cz. wag. na 100 cz. wag. substancji błonotwórczej. Uzyskaną w ten sposób kompozycję powłokową aplikuje się na podłoże s i utwardza za pomocą średniociśnieniowej lampy rtęciowej emitującej promieniowanie w zakresie 230-380 nm przy dawce promieniowania UV 6J/cm2. Wyniki badań zestawiono w tabeli.
Tabela
| Numer przykładu | Adhezja [MPa] | Twardość [j u.] |
| I | 5,8 ±0,8 | 112± 13 |
| TT | 8,8 ± 0,7 | 125 ± 10 |
| III | 7,9 ± 0,7 | 98 ±6 |
| IV | 12,3 ± 1,2 | 104 ±7 |
Claims (13)
1. Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej polegający na reakcji monomerów (met)akrylanowych i winylowych w obecności związku fosforoorganicznego, znamienny tym, że fototelomeryzacji w masie poddaje się mieszaninę 30-50% wagowych monomeru metakrylanowego zawierającego od 1 do 12 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, 20-40% wagowych monomeru akrylanowego zawierającego od 1 do 8 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, 15-20% wagowych monomeru hydroksyakrylanowego zawierającego w łańcuchu alkilowym do 4 atomów węgla i grupę hydroksylową i 10-15% monomeru winylowego, przy czym fototelomeryzację prowadzi się w obecności 0,7-1 części wagowy fotoinicjatora rodnikowego i 3-5 części wagowych związku fosforoorganicznego, oba na 100 części wagowych mieszaniny monomerów, przy czym fototelomeryzację prowadzi się z wykorzystaniem naświetlania średniociśnieniową lampą rtęciową UV-A o długości fali 320-380 nm lub taśmami LED o długości fali 385 ± 5 nm w temperaturze 50-70°C, otrzymując roztwór prepolimeru, stanowiący substancję błonotwórczą.
2. Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej według zastrz. 1, znamienny tym, że jako monomer metakrylanowy stosuje się metakrylan metylu, metakrylan etylu, metakrylan n-butylu, metakrylan izobutylu, metakrylan 2-etyloheksylu i/lub metakrylan laurylu.
3. Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej według zastrz. 1, znamienny tym, że jako monomer akrylanowy stosuje się akrylan metylu, akrylan etylu, akrylan n-propylu, akrylan n-butylu, akrylan heksylu i/lub akrylan 2-etyloheksylu.
4. Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej według zastrz. 1, znamienny tym, że jako monomer hydroksyakrylanowy stosuje się akrylan 2-hydroksyetylu, akrylan 2-hydroksypropylu i/lub akrylan 4-hydroksybutylu.
5. Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej według zastrz. 1, znamienny tym, że jako monomer winylowy stosuje się styren, octan winylu i/lub winylotoluen.
6. Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej według zastrz. 1, znamienny tym, że jako związek fosforoorganiczny stosuje się organiczny ester kwasu fosfonowego, taki jak fosforyn dimetylu, fosforyn dietylu, fosforyn dibutylu lub fosforyn difenylu.
7. Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej według zastrz. 1, znamienny tym, że jako związek fosforoorganiczny stosuje się organiczny ester kwas fosforowego to jest fosforan dibutylu.
8. Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się dawkę promieniowania UV-A nie mniejszą niż 30 mW/cm2 oraz stosuje się temperaturę od 50 do 70°C i czas naświetlania od 40 do 70 minut.
9. Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej według zastrz. 1, znamienny tym, że jako fotioinicjator rodnikowy stosuje się α-hydroksyfenon i/lub tlenek acylofosiny.
10. Sposób wytwarzania kompozycji powłokowej polegający na utwardzaniu mieszaniny zawierającej monomery (met)akrylanowe i winylowe w obecności związku fosforoorganicznego, znamienny tym, że do substancji błonotwórczej otrzymanej według sposobu opisanego w zastrzeżeniach 1-9 dodaje się 1-5 części wagowej fotoinicjatora rodnikowego na 100 części wagowych substancji błonotwórczej, miesza się, powleka na podłoże i uzyskuje się fotoutwardzalną kompozycję zdolną do utworzenia utwardzonej powłoki w wyniku naświetlania za pomocą średniociśnieniowej lampy rtęciowej emitującej promieniowanie UV-A, UV-B i UV-C o długości fali 230-380 nm.
11. Sposób wytwarzania kompozycji powłokowej według zastrz. 10, znamienny tym, że dodaje się do 10 części wagowych monomeru sieciującego.
12. Sposób wytwarzania kompozycji powłokowej według zastrz. 10, znamienny tym, że jako fotioinicjator rodnikowy stosuje się α-hydroksyfenon i/lub tlenek acylofosiny.
13. Sposób wytwarzania kompozycji powłokowej według zastrz. 10, znamienny tym, że jako monomer sieciujący stosuje się wielofunkcyjny akrylan taki jak akrylan 1,6-heksanodiolu, triakrylan pentaerytrytolu i/lub uretanoakrylan.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL441018A PL246613B1 (pl) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej i sposób wytwarzania kompozycji powłokowej |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL441018A PL246613B1 (pl) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej i sposób wytwarzania kompozycji powłokowej |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL441018A1 PL441018A1 (pl) | 2023-10-30 |
| PL246613B1 true PL246613B1 (pl) | 2025-02-17 |
Family
ID=88558775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL441018A PL246613B1 (pl) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej i sposób wytwarzania kompozycji powłokowej |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL246613B1 (pl) |
-
2022
- 2022-04-26 PL PL441018A patent/PL246613B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL441018A1 (pl) | 2023-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0051691B1 (en) | Addition polymerizable polyethers having one pendant ethylenically unsaturated urethane group | |
| US3899611A (en) | Curing by actinic radiation | |
| JP5623419B2 (ja) | 活性エネルギー線硬化性組成物 | |
| KR20060052928A (ko) | 자가-광개시 다관능가 아크릴레이트와 티올의 이중 경화반응 생성물 및 합성 방법 | |
| KR100778755B1 (ko) | 가교성 수지 조성물 | |
| JPS59222480A (ja) | イソシアヌレ−ト基およびオレフイン型二重結合を含む化合物の製造方法、この方法により得られる化合物およびそれらのコ−チング組成物における結合剤または結合剤成分としての使用 | |
| EP3548969A1 (en) | Initiator blends and photocurable compositions containing such initiator blends useful for 3d printing | |
| CN107501463B (zh) | 一种紫外光自交联聚丙烯酸酯及其制备方法 | |
| EP0281941A2 (de) | Coreaktive Fotoinitiatoren | |
| CN110698974A (zh) | 一种低气味uv固化三防漆组合物 | |
| US3657088A (en) | Moulding and coating masses hardenable by uv irradiation | |
| Feng et al. | Self-photoinitiating water-diluted polyurethane acrylates and their UV-curing kinetics | |
| PL246613B1 (pl) | Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej i sposób wytwarzania kompozycji powłokowej | |
| CN112898894B (zh) | 一种led固化的高光面漆涂料 | |
| EP0575637A1 (en) | Coating composition and process for producing a precoated plate | |
| CN118006215B (zh) | 一种快速固化的改性聚氨酯型uv三防漆及其制备方法 | |
| CN112852284A (zh) | 一种有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯光固化涂料及其制备方法 | |
| PL249429B1 (pl) | Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej w postaci roztworu liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor i sposób wytwarzania z niej kompozycji powłokowej | |
| JP3714398B2 (ja) | 活性エネルギー線架橋型水性組成物 | |
| KR101093527B1 (ko) | 자기 광경화형 에폭시 수지조성물 및 이를 포함하는 도료조성물 | |
| CN119487095A (zh) | 硅酮氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及其在涂层组合物中的用途 | |
| US3766144A (en) | Copolymers prepared by reacting an acrylamide or methacrylamide copolymer with formaldehyde and then with an unsaturated carboxylic acid | |
| CN112063209A (zh) | 光聚合法合成光固化丙烯酸酯pcb保护涂料 | |
| CN117925153B (zh) | 一种高附着型uv湿气双固化三防漆及其制备方法 | |
| WO2024042071A1 (en) | Process for providing low gloss coatings |