PL249429B1 - Method for producing a film-forming substance in the form of a solution of a linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus and a method for producing a coating composition therefrom - Google Patents
Method for producing a film-forming substance in the form of a solution of a linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus and a method for producing a coating composition therefromInfo
- Publication number
- PL249429B1 PL249429B1 PL443163A PL44316322A PL249429B1 PL 249429 B1 PL249429 B1 PL 249429B1 PL 443163 A PL443163 A PL 443163A PL 44316322 A PL44316322 A PL 44316322A PL 249429 B1 PL249429 B1 PL 249429B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- film
- forming substance
- weight
- acrylate
- methacrylate
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/02—Polymerisation in bulk
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/38—Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F230/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
- C08F230/02—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing phosphorus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D143/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium, or a metal; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D143/02—Homopolymers or copolymers of monomers containing phosphorus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania substancji błonotwórczej w postaci roztworu liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor według wynalazku, polegający na reakcji monomerów metakrylanowych, akrylanowych i fosforowanego metakrylanu w obecności fotoinicjatora rodnikowego, który charakteryzuje się tym, że fotoreakcji w masie poddaje się mieszaninę 40% - 60% wagowych monomeru metakrylanowego zawierającego od 1 do 12 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, 39,5% - 56,5% wagowych monomeru akrylanowego zawierającego od 1 do 8 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, 0,5% - 3,5% wagowych fosforowanego metakrylanu, w obecności 0,2 - 0,8 części wagowych fotoinicjatora rodnikowego. Przygotowaną mieszaninę składników umieszcza się reaktorze szklanym, zapatrzonym w mieszadło mechaniczne, termoparę oraz układ dozujący gaz inertny. Opcjonalnie można wkraplać część mieszaniny do uprzednio umieszczonej części mieszaniny w reaktorze. Fotoreakcję w masie 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 pokojowej, otrzymując roztwór prepolimeru, stanowiący substancję błonotwórczą. Zgłoszenie obejmuje też sposób wytwarzania kompozycji powłokowej z substancji błonotwórczej według wynalazku w mieszaninie z fotoinicjatorem rodnikowym i monomerem sieciującym, który charakteryzuje się tym, że do substancji błonotwórczej otrzymanej zgodnie ze sposobem opisanym powyżej dodaje się 0,5 - 2 części wagowych fotoinicjatora rodnikowego oraz 0 - 7,5 części wagowych monomeru sieciującego na 100 części wagowych substancji błonotwórczej, otrzymany roztwór miesza się otrzymując fotoutwardzalną kompozycję, którą powleka się podłoże, po czym fotoutwardzalną kompozycję naświetla się średniociśnieniową lampą rtęciową emitującą promieniowanie UV-A, UV-B i UV-C o długości fali 230 - 380 nm uzyskując powłokę.The subject of the application is a method for producing a film-forming substance in the form of a solution of a linear phosphorus-containing (meth)acrylate copolymer according to the invention, consisting in the reaction of methacrylate, acrylate, and phosphated methacrylate monomers in the presence of a radical photoinitiator, characterized in that a mixture of 40% - 60% by weight of a methacrylate monomer containing from 1 to 12 carbon atoms in the alkyl chain, 39.5% - 56.5% by weight of an acrylate monomer containing from 1 to 8 carbon atoms in the alkyl chain, and 0.5% - 3.5% by weight of phosphated methacrylate, in the presence of 0.2 - 0.8 parts by weight of a radical photoinitiator, is subjected to a bulk photoreaction. The prepared mixture of components is placed in a glass reactor equipped with a mechanical stirrer, a thermocouple, and an inert gas dosing system. Optionally, a portion of the mixture can be added dropwise to a previously placed portion of the mixture in the reactor. The bulk photoreaction is conducted using a medium-pressure mercury UV-A lamp with a wavelength of 320-380 nm or LED strips with a wavelength of 385 ± 5 nm at room temperature, obtaining a prepolymer solution, which serves as a film-forming substance. The application also covers a method for producing a coating composition from a film-forming substance according to the invention in a mixture with a radical photoinitiator and a cross-linking monomer, which is characterized in that 0.5 - 2 parts by weight of a radical photoinitiator and 0 - 7.5 parts by weight of a cross-linking monomer per 100 parts by weight of the film-forming substance are added to the film-forming substance obtained in accordance with the method described above, the obtained solution is mixed to obtain a photocurable composition with which a substrate is coated, and then the photocurable composition is irradiated with a medium-pressure mercury lamp emitting UV-A, UV-B and UV-C radiation with a wavelength of 230 - 380 nm to obtain a coating.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania substancji błonotwórczej w postaci roztworu liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor i sposób wytwarzania z niej kompozycji powłokowej do zastosowań ochronno-dekoracyjnych podłoży ceramicznych i metalowych.The subject of the invention is a method for producing a film-forming substance in the form of a solution of a linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus and a method for producing a coating composition therefrom for protective and decorative applications of ceramic and metal substrates.
Powłoki organiczne zawierające fosfor są znane z kilku opisów patentowych, przy czym kluczowe jest źródło fosforu (rodzaj związku organicznego bądź nieorganicznego) i sposób wprowadzenia tego pierwiastka do (ko)polimeru lub matrycy polimerowej (technika polimeryzacji lub sposób modyfikacji chemicznej substancji błonotwórczej niezawierającej fosforu). Z opisów wynalazków EP0376591 oraz US5191029 znane są kompozycje polimerowe składające się z polimerów zawierających wiszące lub terminale grupy fosforanowe otrzymywane na drodze polimeryzacji emulsyjnej, suspensyjnej lub w rozpuszczalniku organicznym z estrów (met)akrylanowych i winylowych oraz monomerów nienasyconych zawierających fosfor (zastrzeżono fosforany allilowe i (met)akrylan fosfoetylu). Z opisu wynalazku US9493585 znany jest sposób otrzymywania kompozycji polimerowej składającej się z liniowych produktów polimeryzacji suspensyjnej monomerów nienasyconych (stosowanych w ilości 20-99% wagowych) zawierających fosfor, przy czym zastrzeżono fosforany hydroksyalkilo(met)akrylanowe. 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 opis japońskiego wynalazku JP2011225853 ujawnia sposób otrzymywania żywic akrylanowych zawierających fosfor z epoksyakrylanów i pochodnych fenolu zawierających fosfor.Organic coatings containing phosphorus are known from several patent descriptions, the key being the source of phosphorus (the type of organic or inorganic compound) and the method of introducing this element into the (co)polymer or polymer matrix (a polymerization technique or a method of chemically modifying a phosphorus-free film-forming substance). Invention descriptions EP0376591 and US5191029 disclose polymer compositions consisting of polymers containing pendant or terminal phosphate groups obtained by emulsion, suspension, or organic solvent polymerization of (meth)acrylate and vinyl esters and unsaturated phosphorus-containing monomers (allyl phosphates and phosphoethyl (meth)acrylate are claimed). The invention description US9493585 describes a method for obtaining a polymer composition consisting of linear suspension polymerization products of unsaturated monomers (used in an amount of 20-99% by weight) containing phosphorus, where hydroxyalkyl (meth)acrylate phosphates are claimed. In turn, the invention description WO2020093010 describes a method for obtaining a coating composition containing polyols with phosphoric acid functional groups (i.e. unsaturated phosphate esters of polyether glycols or phosphoethyl (meth)acrylate or phosphopropyl (meth)acrylate), thermally crosslinked in a reaction with aminoplasts. Chinese inventions describe methods for obtaining photocurable coating compositions containing acrylate resins with phosphorus and nitrogen (CN113603864), phosphorus-containing polyurethane-acrylate resins obtained by emulsion polymerization (CN113122121), and phosphorus-containing acrylate resins obtained by esterification and hydrolysis reactions involving phosphorus pentoxide and hydroxyacrylates. Japanese invention JP2011225853 describes a method for obtaining phosphorus-containing acrylate resins from epoxyacrylates and phosphorus-containing phenol derivatives.
Z opisu patentowego US20120184653 znany jest sposób otrzymywania liniowych fluorokopolimerów zawierających fosfor, polegający w pierwszym etapie na kopolimeryzacji fluoroolef in z monomerami nienasyconymi zawierającymi grupy hydroksylowe, a w drugim etapie reakcja wytworzonego kopolimeru z monomerem zawierającym fosfor, przy czym jako te stosuje się estry alkilowe kwasu winylofosfonowego lub estry winylowe kwasu fosforowego. Z opisu wynalazku US20130289154 znany jest z kolei sposób otrzymywania fotoutwardzalnej kompozycji powłokowej zawierającej polimer z grupami wodorotlenowymi, promotor adhezji, rozcieńczalnik reaktywny i opcjonalnie fotoinicjator, przy czym jako jeden z promotorów adhezji wymieniono produkt handlowy Genorad 40 (fosforan metakrylanu 2-hydroksyetylu). Z opisu wynalazku WO2021256553 znana jest kompozycja powłokowa zawierająca fosfor, złożona z hydroksylowanego polimeru, w którym grupy hydroksylowe pochodzą od grup fosforanowych, polikarbodiimidu i rozpuszczalnika. Z kolei z opisu wynalazku CN111961168 znany jest sposób otrzymywania żywic akrylanowych zawierających fosfor polegający na reakcji estryfikacji i hydrolizy pięciotlenku fosforu i monomeru akrylanowego zawierającego grupę hydroksylową. W patencie CN 111848839 ujawniono sposób otrzymywania powłokowych żywic ogniochronnych polegający na zmieszaniu żywicy akrylanowej zawierającej grupy hydroksyowe z nieorganicznym związkiem fosforu (pięciotlenek fosforu, tlenochlorek fosforu i tlenobromek fosforu).Patent description US20120184653 describes a method for obtaining linear phosphorus-containing fluorocopolymers, which consists in the first stage of copolymerizing fluoroolefins with unsaturated monomers containing hydroxyl groups, and in the second stage of reacting the resulting copolymer with a phosphorus-containing monomer, wherein alkyl esters of vinylphosphonic acid or vinyl esters of phosphoric acid are used. Invention description US20130289154 describes a method for obtaining a photocurable coating composition containing a polymer with hydroxyl groups, an adhesion promoter, a reactive diluent, and optionally a photoinitiator, wherein the commercial product Genorad 40 (2-hydroxyethyl methacrylate phosphate) is mentioned as one of the adhesion promoters. Invention description WO2021256553 discloses a phosphorus-containing coating composition composed of a hydroxylated polymer in which the hydroxyl groups are derived from phosphate groups, polycarbodiimide, and a solvent. Invention description CN111961168 discloses a method for obtaining phosphorus-containing acrylate resins by esterification and hydrolysis of phosphorus pentoxide and an acrylate monomer containing a hydroxyl group. Patent CN 111848839 discloses a method for obtaining fire-retardant coating resins by mixing an acrylate resin containing hydroxyl groups with an inorganic phosphorus compound (phosphorus pentoxide, phosphorus oxychloride, and phosphorus oxybromide).
Problemem technicznym do rozwiązania jest otrzymanie w sposób prosty i proekologiczny liniowych kopolimerów (met)akrylanowych zawierających fosfor w łańcuchu bocznym lub także na końcu łańcucha głównego, a z nich substancji błonotwórczych do zastosowań jako powłoki ochronno-dekoracyjne, z pominięciem procesu polimeryzacji emulsyjnej, suspensyjnej lub w rozpuszczalniku organicznym, które wiążą się z koniecznością zastosowania medium reakcyjnego (wody lub rozpuszczalnika organicznego), co generuje odpady.The technical problem to be solved is to obtain linear (meth)acrylate copolymers containing phosphorus in the side chain or at the end of the main chain in a simple and environmentally friendly way, and from them film-forming substances for use as protective and decorative coatings, bypassing the process of emulsion, suspension or organic solvent polymerization, which involves the use of a reaction medium (water or organic solvent), which generates waste.
Sposób wytwarzania substancji błonotwórczej w postaci roztworu liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor według wynalazku, polegający na reakcji monomerów metakrylanowych, akrylanowych i fosforowanego metakrylanu, w obecności fotoinicjatora rodnikowego charakteryzuje się tym, że fotoreakcji w masie poddaje się mieszaninę 40-60% wagowych monomeru metakrylanowego zawierającego od 1 do 12 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, 39,5-56,5% wagowych monomeru akrylanowego zawierającego od 1 do 8 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, 0,5-3,5% wagowych fosforowanego metakrylanu, w obecności 0,2-0,8 części wagowych fotoinicjatora rodnikowego. Przygotowaną mieszaninę składników umieszcza się reaktorze szklanym, zapatrzonym w mieszadło mechaniczne, termoparę oraz układ dozujący gaz inertny. Opcjonalnie można wkraplać część mieszaniny do uprzednio umieszczonej części mieszaniny w reaktorze. Fotoreakcję w masie 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 pokojowej, otrzymując roztwór prepolimeru, stanowiący substancję błonotwórczą w postaci roztworu liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor w grupie bocznej pochodzący z fosforowanego metakrylanu.The method of producing a film-forming substance in the form of a solution of a linear phosphorus-containing (meth)acrylate copolymer according to the invention, consisting in the reaction of methacrylate, acrylate, and phosphated methacrylate monomers in the presence of a radical photoinitiator, is characterized in that a mixture of 40-60% by weight of a methacrylate monomer containing from 1 to 12 carbon atoms in the alkyl chain, 39.5-56.5% by weight of an acrylate monomer containing from 1 to 8 carbon atoms in the alkyl chain, and 0.5-3.5% by weight of phosphated methacrylate, in the presence of 0.2-0.8 parts by weight of a radical photoinitiator, is subjected to a bulk photoreaction. The prepared mixture of components is placed in a glass reactor equipped with a mechanical stirrer, a thermocouple, and an inert gas dosing system. Optionally, a portion of the mixture can be added dropwise to a previously placed portion of the mixture in the reactor. The bulk photoreaction is conducted using a medium-pressure mercury UV-A lamp with a wavelength of 320-380 nm or LED strips with a wavelength of 385 ± 5 nm at room temperature, obtaining a prepolymer solution, which is a film-forming substance in the form of a linear (meth)acrylate copolymer solution containing phosphorus in the pendant group derived from phosphated methacrylate.
Do mieszaniny monomerów dodaje się związek fosforoorganiczny stanowiący telogen, przy czym stosuje się go do 3,5 części wagowych związku fosforoorganicznego, na 100 części wagowych mieszaniny monomerów. W przypadku dodania do mieszaniny monomerów związku fosforoorganicznego zamiast reakcji fotopolimeryzacji mamy do czy nienia z reakcją fototelomeryzacji.An organophosphorus compound, constituting a telogen, is added to the monomer mixture, using up to 3.5 parts by weight of the organophosphorus compound per 100 parts by weight of the monomer mixture. When an organophosphorus compound is added to the monomer mixture, a phototelomerization reaction occurs instead of a photopolymerization reaction.
Korzystnie jako związek fosforoorganiczny stosuje się organiczny ester kwasu fosfo nowego, taki jak fosforyn dimetylu, fosforyn dibutylu lub fosforyn difenylu. Otrzymując substancję błonotwórczą w postaci roztworu liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor na końcu łańcucha głównego pochodzący z terminalnych grup fosforynowych.Preferably, an organic ester of phosphonic acid, such as dimethyl phosphite, dibutyl phosphite or diphenyl phosphite, is used as the organophosphorus compound. The film-forming substance is obtained in the form of a solution of a linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus at the end of the main chain originating from terminal phosphite groups.
Korzystnie jako związek fosforoorganiczny stosuje się organiczny ester kwasu fosforowego to jest fosforan dibutylu. Otrzymując substancję błonotwórczą w postaci roztworu liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor na końcu łańcucha głównego pochodzący z terminalnych grup fosforanowych od telogenów.Preferably, an organic ester of phosphoric acid, i.e., dibutyl phosphate, is used as the organophosphate compound. This produces a film-forming substance in the form of a linear (meth)acrylate copolymer solution containing phosphorus at the end of the main chain derived from terminal phosphate groups from telogens.
Korzystnie jako monomer metakrylanowy stosuje się metakrylan metylu, metakrylan etylu, metakrylan n-butylu, metakrylan izobutylu, metakrylan 2-etyloheksylu i/lub metakrylan laurylu. Stosuje się monomer metakrylanowy zawierający do 12 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, którego homopolimery charakteryzuje temperatura zeszklenia nie niższa niż -10°C (najlepiej w zakresie 20-100°C).Preferably, the methacrylate monomer used is methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and/or lauryl methacrylate. A methacrylate monomer containing up to 12 carbon atoms in the alkyl chain is used, the homopolymers of which are characterized by a glass transition temperature not lower than -10°C (preferably in the range of 20-100°C).
Korzystnie jako monomer akrylanowy stosuje się akrylan metylu, akrylan etylu, akrylan n-propylu, akrylan n-butylu, akrylan heksylu i/lub akrylan 2-etyloheksylu. Stosuje się monomer akrylanowy zawierający do 8 atomów węgla w łańcuchu al kilowym, stosuje się estry kwasu akrylowego, których homopolimery charakteryzuje temperatura zeszklenia niższa niż 0°C.Preferably, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, hexyl acrylate and/or 2-ethylhexyl acrylate are used as the acrylate monomer. An acrylate monomer containing up to 8 carbon atoms in the alkyl chain is used, and acrylic acid esters are used, the homopolymers of which are characterized by a glass transition temperature lower than 0°C.
Korzystnie stosuje się fosforowany metakrylan w postaci fosforanu metakrylanu 2-hydroksyetylu.Preferably, a phosphated methacrylate in the form of 2-hydroxyethyl methacrylate phosphate is used.
Korzystnie stosuje się dawkę promieniowania UV-A nie mniejszą niż 20 mW/cm2 w temperaturze pokojowej i czasie naświetlania od 20 do 60 minut.Preferably, a UV-A radiation dose of not less than 20 mW/ cm2 at room temperature and an exposure time of 20 to 60 minutes is used.
Jako fotoinicjator rodnikowy stosuje się α-hydroksyketon i/lub tlenek acylofosfiny. Fotoioinicjator rodnikowy rozpoczyna reakcję fotopolimeryzacji lub fototelomeryzacji, w wyniku wzbudzenia cząsteczek i ich fotolizy na odpowiednie rodniki.α-hydroxyketone and/or acylphosphine oxide are used as radical photoinitiators. The radical photoinitiator initiates the photopolymerization or phototelomerization reaction by excitation of the molecules and their photolysis into the corresponding radicals.
Sposób wytwarzania kompozycji powłokowej z substancji błonotwórczej, według wynalazku w mieszaninie z fotoinicjatorem rodnikowym i mo nomerem sieciującym, charakteryzuje się tym, że do substancji błonotwórczej otrzymanej zgodnie ze sposobem opisanym powyżej dodaje się 0,5-2 części wagowej fotoinicjatora rodnikowego oraz 0-7,5 części wagowych monomeru sieciującego na 100 części wagowych substancji błonotwórczej, otrzymany roztwór miesza się otrzymując fotoutwardzalną kompozycję, którą powleka się podłoże, po czym fotoutwardzalną kompozycję naświetla się średniociśnieniową lampą rtęciową emitującą promieniowanie UV-A, UV-B i UV-C o długości fali 230-380 nm uzyskując powłokę.A method for producing a coating composition from a film-forming substance, according to the invention in a mixture with a radical photoinitiator and a cross-linking monomer, is characterized in that 0.5-2 parts by weight of a radical photoinitiator and 0-7.5 parts by weight of a cross-linking monomer per 100 parts by weight of the film-forming substance are added to the film-forming substance obtained in accordance with the method described above, the obtained solution is mixed to obtain a photocurable composition with which a substrate is coated, and then the photocurable composition is irradiated with a medium-pressure mercury lamp emitting UV-A, UV-B and UV-C radiation with a wavelength of 230-380 nm to obtain a coating.
Korzystnie jako fotoinicjator rodnikowy stosuje się α-hydroksyketon i/lub tlenek acylofosfiny. Fotoinicjator dodaje się po raz drugi w celu fotopolimeryzacji nieprzereagowanych monomerów (met)akrylanowych na etapie naświetlania fotoutwardzalnej kompozycji w postaci filmu powłokotwórczego w celu utworzenia utwardzonej powłoki.Preferably, an α-hydroxyketone and/or an acylphosphine oxide is used as a radical photoinitiator. The photoinitiator is added a second time to photopolymerize unreacted (meth)acrylate monomers during the step of exposing the photocurable composition to a film to form a cured coating.
Korzystnie jako monomer sieciujący stosuje się wielofunkcyjny akrylan taki jak akrylan 1,6-heksanodiolu, triakrylan pentaerytrytolu i/lub uretanoak rylan. Dodatek monomeru sieciującego zwiększa gęstość usieciowania powłoki, przez co prowadzi do zwiększenia twardości. Korzystnie jako monomer sieciujący stosuje się wielofunkcyjny akrylan z dwoma, trzema lub więcej wiązaniami nienasyconymi (tzw. polifunkcyjne akrylany).Preferably, a multifunctional acrylate such as 1,6-hexanediol acrylate, pentaerythritol triacrylate and/or urethane acrylate is used as the crosslinking monomer. The addition of the crosslinking monomer increases the crosslinking density of the coating, thereby leading to increased hardness. Preferably, a multifunctional acrylate with two, three or more unsaturated bonds (so-called polyfunctional acrylates) is used as the crosslinking monomer.
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 i metalowych).The advantage of this solution is that the method for obtaining the phosphorus-containing film-forming substance is fast (up to several dozen minutes), low-energy (using conventional UV lamps or spot LED strips), waste-free (no separation of the oligomer from unreacted monomers is required), and environmentally friendly (no volatile organic solvents are used). Furthermore, the coating obtained according to the invention is characterized by good performance properties (hardness and adhesion, particularly to ceramic and metal substrates).
Wynalazek przedstawiony jest w przykładach wykonania, w których przedstawiono skład i warunki otrzymywania substancji błonotwórczej oraz właściwości powłok z kompozycji powłokowej oraz na Rysunku, gdzie przedstawiono teoretyczne struktury łańcuchów liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor, gdzie Wzór 1 przedstawia strukturę łańcucha liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor w grupie bocznej pochodzący z fosfor owanego metakrylanu. Wzór 2 przedstawia strukturę łańcucha liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor pochodzący z terminalnych grup fosforynowych, a Wzór 3 przedstawia strukturę łańcucha liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor pochodzący z terminalnych grup fosforanowych od telogenów. Otrzymane według przykładów roztwory kopolimerów (syropy) zostały zbadane pod kątem lepkości (przy użyciu wiskozymetru Brookfield’a) oraz konwersji monomerów (metodą termograwimetryczną, polegającą na określeniu suchej masy próbki po ogrzewaniu przez 2 h w temperaturze 110°C w wagosuszarce). Natomiast wytworzone na podłożu szklanym bądź metalowym 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).The invention is presented in embodiment examples, which show the composition and conditions for obtaining the film-forming substance and the properties of the coatings from the coating composition, and in the Drawing, which shows the theoretical chain structures of a linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus, where Formula 1 shows the chain structure of a linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus in a pendant group derived from phosphated methacrylate. Formula 2 shows the chain structure of a linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus derived from terminal phosphite groups, and Formula 3 shows the chain structure of a linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus derived from terminal phosphate groups from telogens. The copolymer solutions (syrups) obtained according to the examples were tested for viscosity (using a Brookfield viscometer) and monomer conversion (by thermogravimetric method, which involves determining the dry mass of the sample after heating for 2 hours at 110°C in a moisture analyzer). Coatings produced on glass or metal substrates were tested for adhesion using the pull-off method (according to PN-EN ISO 4624:2004) and hardness using the Koenig pendulum damping method on a glass substrate (according to PN-EN ISO 1522).
Przykład IExample I
W znajdującym się w łaźni wodnej w temperaturze 23°C reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, termometr oraz układ dozujący gaz inertny (azot) umieszcza się mieszaninę monomerów, tj. 40 g metakrylanu metylu (40% wag.), 56,5 g akrylanu butylu (56,5% wag.), 3,5 g fosforanu metakrylanu 2-hydroksyetylu (3,5% wag.) i 0,4 g fotoinicjatora rodnikowego w postaci tlenku acylofosfiny Omnirad 819 (0,4 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 20 min, przy natężeniu promieniowania 20 mW/cm2. Tak otrzymany roztwór kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor (substancja błonotwórcza) charakteryzuje się konwersją monomerów rzędu 35% wag. i lepkością 1 Pa-s. Do 100 g otrzymanej substancji błonotwórczej dodaje się następnie fotoinicjatora rodnikowego Omnirad 184 w ilości 1 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 6J/cm2. Wyniki badań zestawiono w tabeli.A mixture of monomers, i.e. 40 g of methyl methacrylate (40 wt.%), 56.5 g of butyl acrylate (56.5 wt.%), 3.5 g of 2-hydroxyethyl methacrylate phosphate (3.5 wt.%) and 0.4 g of a radical photoinitiator in the form of Omnirad 819 acylphosphine oxide (0.4 wt. parts/100 wt. parts of the monomer mixture), is placed in a glass reactor located in a water bath at 23°C and equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, and an inert gas (nitrogen) dosing system. Before the irradiation process, an inert gas is passed over the mixture of components for 10 min. After this time, the UV radiation source, i.e., a Honle VG UVAHAND 250 GS medium-pressure spot lamp, is turned on and exposure is carried out for 20 min at a radiation intensity of 20 mW/ cm2 . The resulting solution of phosphorus-containing (meth)acrylate copolymer (film-former) is characterized by a monomer conversion of 35 wt% and a viscosity of 1 Pa-s. Omnirad 184 radical photoinitiator is then added to 100 g of the obtained film-former at a rate of 1 part by weight per 100 parts by weight of film-former. The coating composition thus obtained is applied to a glass substrate and cured using a medium-pressure mercury lamp emitting radiation in the 230-380 nm range at a UV radiation dose of 6J/ cm2 . The test results are summarized in the table.
Przykład IIExample II
W znajdującym się w łaźni wodnej w temperaturze 23°C reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, termometr oraz układ dozujący gaz inertny (azot) umieszcza się mieszaninę monomerów, tj. 40 g metakrylanu metylu (40% wag.), 20 g metakrylanu butylu (20% wag.), 30 g akrylanu butylu (30% wag.), 9,5 g akrylanu metylu (9,5% wag.), 0,5 g fosforanu metakrylanu 2-hydroksyetylu (0,5% wag.) i 1,6 g fosforynu dimetylu (1,6 cz. wag./100 cz. wag. mieszaniny monomerów) oraz 0,8 g fotoinicjatora rodnikowego w postaci tlenku acylofosfiny Omnirad TPO (0,8 cz. wag./100 cz. wag. mieszaniny monomerów). Pr zed 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 60 min, przy natężeniu promieniowania 15 mW/cm2. Tak otrzymany roztwór liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor (substancja błonotwórcz a) charakteryzuje się konwersją monomerów rzędu 53% wag. i lepkością 0,7 Pa-s. Do 100 g otrzymanej substancji błonotwórczej dodaje się następnie fotoinicjatora rodnikowego Omnirad 127 w ilości 1,5 cz. wag. oraz 5 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.A mixture of monomers, i.e. 40 g of methyl methacrylate (40 wt.%), 20 g of butyl methacrylate (20 wt.%), 30 g of butyl acrylate (30 wt.%), 9.5 g of methyl acrylate (9.5 wt.%), 0.5 g of 2-hydroxyethyl methacrylate phosphate (0.5 wt.%) and 1.6 g of dimethyl phosphite (1.6 parts by weight/100 parts by weight of the monomer mixture) and 0.8 g of a radical photoinitiator in the form of acylphosphine oxide Omnirad TPO (0.8 parts by weight/100 parts by weight of the monomer mixture) are placed in a glass reactor located in a water bath at 23°C and equipped with an inert gas (nitrogen) dosing system. Before the exposure process, an inert gas is passed over the mixture of components for 10 minutes. After this time, the UV radiation source, i.e., a Honle VG UVAHAND 250 GS medium-pressure spot lamp, is turned on and the exposure process is carried out for 60 minutes at a radiation intensity of 15 mW/ cm2 . The thus obtained solution of linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus (film-forming substance) is characterized by a monomer conversion of 53 wt.% and a viscosity of 0.7 Pa-s. To 100 g of the obtained film-forming substance, 1.5 parts by weight of Omnirad 127 radical photoinitiator and 5 parts by weight of cross-linking monomer (pentaerythritol triacrylate) are then added, both per 100 parts by weight of film-forming substance. The coating composition obtained in this way is applied to a steel substrate and cured using a medium-pressure mercury lamp emitting radiation in the range of 230-380 nm at a UV radiation dose of 8J/ cm2 . The test results are summarized in the table.
Przykład IIIExample III
W znajdującym się w łaźni wodnej w tempe raturze 23°C reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, termometr oraz układ dozujący gaz inertny (azot) umieszcza się mieszaninę monomerów, tj. 50 g metakrylanu etylu (50% wag.), 8 g metakrylanu laurylu (8% wag.), 39,5 g akrylanu akrylanu 2-etyloheksylu (39,5% wag.) i 2,5 g fosforanu metakrylanu 2-hydroksyetylu (2,5% wag.) oraz 0,2 g fotoinicjatora rodnikowego w postaci tlenku acylofosfiny Omnirad TPOL (0,2 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 50 min. przy natężeniu promieniowania 15 mW/cm2. Tak otrzymany roztwór liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor (substancja błonotwórczą) charakteryzuje się konwersją monomerów rzędu 24% wag. i lepkością 0,4 Pa-s. Do 100 g otrzymanej substancji błonotwórczej dodaje się następnie fotoinicjatora rodnikowego Omnirad TPO w ilości 2 cz. wag. oraz 2 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 szklane i utwardza za pomocą średniociśnieniowej lampy rtęciowej emitującej promieniowanie w zakresie 230-380 nm przy dawce promieniowania UV 7J/cm2. Wyniki badań zestawiono w tabeli. Przykład IVA mixture of monomers, i.e. 50 g of ethyl methacrylate (50 wt.%), 8 g of lauryl methacrylate (8 wt.%), 39.5 g of 2-ethylhexyl acrylate (39.5 wt.%) and 2.5 g of 2-hydroxyethyl methacrylate phosphate (2.5 wt.%), as well as 0.2 g of a radical photoinitiator in the form of Omnirad TPOL acylphosphine oxide (0.2 wt. parts/100 wt. parts of the monomer mixture), is placed in a glass reactor located in a water bath at 23°C and equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, and an inert gas (nitrogen) dosing system. Before the irradiation process, an inert gas is passed over the mixture of components for 10 min. After this time, the UV radiation source, i.e. a Honle VG UVAHAND 250 GS medium-pressure spot lamp, is turned on and the irradiation process is carried out for 50 min at a radiation intensity of 15 mW/ cm2 . The solution of linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus (film-former) thus obtained is characterized by a monomer conversion of 24 wt% and a viscosity of 0.4 Pa-s. To 100 g of the obtained film-former is then added Omnirad TPO radical photoinitiator in an amount of 2 parts by weight and 2 parts by weight of cross-linking monomer (1,6-hexanediol diacrylate), both per 100 parts by weight of film-former. The coating composition obtained in this way is applied to a glass substrate and cured using a medium-pressure mercury lamp emitting radiation in the range of 230-380 nm at a UV radiation dose of 7J/cm 2 . The test results are summarized in the table. Example IV
W znajdującym się w łaźni wodnej w temperaturze 23°C reaktorze szklanym zaop atrzonym w mieszadło mechaniczne, termometr oraz układ dozujący gaz inertny (azot) umieszcza się mieszaninę monomerów, tj. 40 g metakrylanu metylu (40% wag.), 10 g metakrylanu izobutylu (10% wag.), 29 g akrylanu butylu (29% wag.), 20 g akrylanu n-propylu (20% wag.), 1 g fosforanu metakrylanu 2-hydroksyetylu (1% wag.) wraz z 3,5 g fosforynu dibutylu (3,5 cz. wag./100 cz. wag. mieszaniny monomerów) oraz 0,75 g fotoinicjatora rodnikowego w postaci tlenku 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 10 mW/cm2. Tak otrzymany roztwór liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor (substancja błonotwórczą) charakteryzuje się konwersją monomerów rzędu 52% wag. i lepkością 1,6 Pa-s. Do 100 g otrzymanej substancji błonotwórczej dodaje się następnie fotoinicjatora rodnikowego Omnirad 127 w ilości 0,5 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 stalowe 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.A glass reactor located in a water bath at 23°C, equipped with a mechanical stirrer, a thermometer and an inert gas (nitrogen) dosing system, is charged with a mixture of monomers, i.e. 40 g of methyl methacrylate (40 wt.%), 10 g of isobutyl methacrylate (10 wt.%), 29 g of butyl acrylate (29 wt.%), 20 g of n-propyl acrylate (20 wt.%), 1 g of 2-hydroxyethyl methacrylate phosphate (1 wt.%) together with 3.5 g of dibutyl phosphite (3.5 parts by weight/100 parts by weight of the monomer mixture) and 0.75 g of a radical photoinitiator in the form of acylphosphine oxide Omnirad 2100 (0.75 parts by weight/100 parts by weight of the mixture). monomers). Before the exposure process, an inert gas is passed over the mixture of components for 10 min. After this time, the UV radiation source, i.e. a Honle VG UVAHAND 250 GS medium-pressure spot lamp, is turned on and the exposure process is carried out for 65 min at a radiation intensity of 10 mW/ cm2 . The thus obtained solution of linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus (film-forming substance) is characterized by a monomer conversion of 52 wt.% and a viscosity of 1.6 Pa-s. To 100 g of the obtained film-forming substance are then added the free-radical photoinitiator Omnirad 127 in the amount of 0.5 wt. parts and the cross-linking monomer in the form of Ebecryl 8810 urethane acrylate in the amount of 2 wt. parts per 100 wt. parts of film-forming substance. The coating composition obtained in this way is applied to a steel substrate and cured using a medium-pressure mercury lamp emitting radiation in the range of 230-380 nm at a UV radiation dose of 6J/ cm2 . The test results are summarized in the table.
Przykład VExample V
W znajdującym się w łaźni wodnej w temperaturze 23°C reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, termometr oraz układ dozujący gaz inertny (azot) umieszcza się mieszaninę monomerów, tj. 43,5 g metakrylanu metylu (43,5% wag.), 40 g akrylanu 2-etyloheksylu (40% wag.), 16 g akrylanu n-propylu (16% wag.), 0,5 g fosforanu metakrylanu 2-hydroksyetylu (0,5% wag.) wraz z 2,5 g fosforynu difenylu (2,5 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 60 min, przy natężeniu promieniowania 15 mW/cm2. Tak otrzymany roztwór liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor (substancja błonotwórczą) charakteryzuje się konwersją monomerów rzędu 56% wag. i lepkością 2,5 Pa-s. Do 100 g otrzymanej substancji błonotwórczej dodaje się następnie fotoinicjatora rodnikowego Omnirad 127 w ilości 1 cz. wag. 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 5 J/cm2. Wyniki badań zestawiono w tabeli.A mixture of monomers, i.e. 43.5 g of methyl methacrylate (43.5 wt.%), 40 g of 2-ethylhexyl acrylate (40 wt.%), 16 g of n-propyl acrylate (16 wt.%), 0.5 g of 2-hydroxyethyl methacrylate phosphate (0.5 wt.%) together with 2.5 g of diphenyl phosphite (2.5 parts by weight/100 parts by weight of the monomer mixture) and 0.7 g of a radical photoinitiator in the form of acylphosphine oxide Omnirad 819 (0.7 parts by weight/100 parts by weight of the monomer mixture), is placed in a glass reactor located in a water bath at 23°C and equipped with an inert gas (nitrogen) dosing system. Before the exposure process, an inert gas is passed over the mixture of components for 10 minutes. After this time, the UV radiation source, i.e., a Honle VG UVAHAND 250 GS medium-pressure spot lamp, is turned on and the exposure process is carried out for 60 minutes at a radiation intensity of 15 mW/ cm2 . The thus obtained solution of linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus (film-forming substance) is characterized by a monomer conversion of 56 wt% and a viscosity of 2.5 Pa-s. Omnirad 127 radical photoinitiator is then added to 100 g of the obtained film-forming substance in an amount of 1 part by weight per 100 parts by weight of film-forming substance. The coating composition thus obtained is applied to a steel substrate and cured using a medium-pressure mercury lamp emitting radiation in the 230-380 nm range at a UV radiation dose of 5 J/ cm2 . The test results are summarized in the table.
PL 249429 Β1PL 249429 Β1
Przykład VIExample VI
W znajdującym się w łaźni wodnej w temperaturze 23°C reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, termometr oraz układ dozujący gaz inertny (azot) umieszcza się mieszaninę monomerów, tj. 40 g metakrylanu metylu (40% wag.), 6 g metakrylanu n-butylu (6% wag.), 52 g akrylanu butylu (52% wag.), 2 g fosforanu metakrylanu 2-hydroksyetylu (2% wag.) wraz z 1 g fosforanu dibutylu (1 cz. wag./100 cz. wag. mieszaniny monomerów) oraz 0,65 g fotoinicjatora rodnikowego w postaci tlenku acylofosfiny Omnirad TPOL (0,65 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 45 min, przy natężeniu promieniowania 15 mW/cm2. Tak otrzymany roztwór liniowego kopolimeru (met)akrylanowego zawierającego fosfor (substancja błonotwórcza) charakteryzuje się konwersją monomerów rzędu 51% wag. i lepkością 6 Pa-s. Do 100 g otrzymanej substancji błonotwórczej dodaje się następnie fotoinicjatora rodnikowego Omnirad 819 w ilości 1,2 cz. wag. oraz monomeru sieciującego w postaci triakrylanu pentaerytrytolu w ilości 7,5 cz. wag. 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 6J/cm2. Wyniki badań zestawiono w tabeli.A mixture of monomers, i.e. 40 g of methyl methacrylate (40 wt.%), 6 g of n-butyl methacrylate (6 wt.%), 52 g of butyl acrylate (52 wt.%), 2 g of 2-hydroxyethyl methacrylate phosphate (2 wt.%) together with 1 g of dibutyl phosphate (1 wt. part/100 wt. parts of monomer mixture) and 0.65 g of a radical photoinitiator in the form of Omnirad TPOL acylphosphine oxide (0.65 wt. part/100 wt. parts of monomer mixture) is placed in a glass reactor in a water bath at 23°C equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, and an inert gas (nitrogen) dosing system. Before the irradiation process, an inert gas is passed over the mixture of components for 10 min. After this time, the UV radiation source, i.e. a Honle VG UVAHAND 250 GS medium-pressure spot lamp, is turned on and the irradiation process is carried out for 45 min at a radiation intensity of 15 mW/ cm2 . The thus obtained solution of linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus (film-forming substance) is characterized by a monomer conversion of 51 wt% and a viscosity of 6 Pa-s. To 100 g of the obtained film-forming substance are then added Omnirad 819 radical photoinitiator in the amount of 1.2 parts by weight and a cross-linking monomer in the form of pentaerythritol triacrylate in the amount of 7.5 parts by weight per 100 parts by weight of film-forming substance. The coating composition obtained in this way is applied to a steel substrate and cured using a medium-pressure mercury lamp emitting radiation in the range of 230-380 nm at a UV radiation dose of 6J/ cm2 . The test results are summarized in the table.
TabelaTable
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443163A PL249429B1 (en) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | Method for producing a film-forming substance in the form of a solution of a linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus and a method for producing a coating composition therefrom |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443163A PL249429B1 (en) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | Method for producing a film-forming substance in the form of a solution of a linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus and a method for producing a coating composition therefrom |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL443163A1 PL443163A1 (en) | 2024-06-17 |
| PL249429B1 true PL249429B1 (en) | 2026-04-13 |
Family
ID=91539506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL443163A PL249429B1 (en) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | Method for producing a film-forming substance in the form of a solution of a linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus and a method for producing a coating composition therefrom |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL249429B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011225853A (en) * | 2010-03-29 | 2011-11-10 | Hitachi Chem Co Ltd | Phosphorus-containing acrylic resin and method for producing the same, acrylic resin composition, resin film, prepreg, metal foil with resin, metal foil-clad laminate, and printed wiring board |
| AU2015202748A1 (en) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | Rohm And Haas Company | Dispersion of adsorbing emulsion polymer particles |
| WO2020093010A1 (en) * | 2018-11-01 | 2020-05-07 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Coating compositions containing phosphorus acid functional polyol polymers and coatings formed therefrom |
-
2022
- 2022-12-15 PL PL443163A patent/PL249429B1/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011225853A (en) * | 2010-03-29 | 2011-11-10 | Hitachi Chem Co Ltd | Phosphorus-containing acrylic resin and method for producing the same, acrylic resin composition, resin film, prepreg, metal foil with resin, metal foil-clad laminate, and printed wiring board |
| AU2015202748A1 (en) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | Rohm And Haas Company | Dispersion of adsorbing emulsion polymer particles |
| WO2020093010A1 (en) * | 2018-11-01 | 2020-05-07 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Coating compositions containing phosphorus acid functional polyol polymers and coatings formed therefrom |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL443163A1 (en) | 2024-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3719522A (en) | Vinyl resin and acrylic rubber-urethane-acrylate paint and painting process | |
| US7169825B2 (en) | Dual cure reaction products of self-photoinitiating multifunctional acrylates with thiols and synthetic methods | |
| Liu et al. | Preparation and properties of phosphorous–nitrogen containing UV-curable polymeric coatings based on thiol–ene click reaction | |
| JPS59222480A (en) | Manufacture of compound containing isocyanurate group and olefinic double bond, compound thereby and use as binder or binder component in coating composition | |
| CA1145889A (en) | Process for the preparation of polymers containing urethane groups | |
| EP1505088B1 (en) | Aqueous multistage emulsion polymer composition | |
| CN107501463B (en) | Ultraviolet self-crosslinking polyacrylate and preparation method thereof | |
| KR20020035889A (en) | Aqueous Polyurethane Dispersions which can be Hardened with UV-Radiation and Thermally, and Use Thereof | |
| CA1179444A (en) | Urethane-acrylate and radiation curable compositions | |
| Çakmakçı et al. | Flame retardant thiol–ene photocured coatings | |
| CN110698974A (en) | Low-odor UV-curing three-proofing paint composition | |
| PL249429B1 (en) | Method for producing a film-forming substance in the form of a solution of a linear (meth)acrylate copolymer containing phosphorus and a method for producing a coating composition therefrom | |
| Feng et al. | Self-photoinitiating water-diluted polyurethane acrylates and their UV-curing kinetics | |
| JP6797420B2 (en) | Light moisture curable resin composition | |
| JPH10505122A (en) | Flame retardant one-component reaction resin | |
| WO2010144901A1 (en) | Radiation curable coating compositions | |
| PL246613B1 (en) | Method of producing a film-forming substance and method of producing a coating composition | |
| US20080207793A1 (en) | Coatings Reparable by Introduction of Energy | |
| CN118006215B (en) | A fast-curing modified polyurethane type UV three-proof paint and preparation method thereof | |
| KR101093527B1 (en) | Magnetic photocurable epoxy resin composition and paint composition comprising same | |
| US3766144A (en) | Copolymers prepared by reacting an acrylamide or methacrylamide copolymer with formaldehyde and then with an unsaturated carboxylic acid | |
| CN112063209A (en) | Photo-polymerization method for synthesizing photo-curing acrylate PCB protective coating | |
| CN117925153B (en) | High-adhesion UV (ultraviolet) moisture dual-curing three-proofing paint and preparation method thereof | |
| KR100903209B1 (en) | Michael addition intermediates and interior photocurable urethane (meth) acrylate resin composition comprising the same | |
| EP1470448B1 (en) | Mixture of substances which can be hardened by heat and by actinic radiation, method for the production and use thereof |