Способ получения модифицированной нитроцеллюлозы

 

Использование: технология производства лакокрасочных материалов на основе нитроцеллюлозы, Сущность изобретения: способ осуществляется путем радиационнохимической прививки виниловых мономеров к нитроцеллюлозе в среде растворителя - смеси этилового спирта и диэтилового эфира (в соотношении 1:1), который замедляет процесс денитрации нитроцеллюлозы. Нитроцеллюлозу и виниловый мономер вводят в соотношении (90-70 v:(10-30) мае.ч. Реакционную смесь облучают ионизирующим излучением до поглощенных доз.0,5-1,5 Мрад. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 08 В 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ОО (д

ОО ,(АЭ

М

О (21) 5003581/05 (22) 22,07.91 (46) 30.08,93. Бюл. N 32 (71) Кемеровский государственный университет (72) А.Т.Говорков и Е.А,Баннова (73) Кемеровский государственный университет (56) Патент Англии N 1080973, кл. С 3 Q, опублик. 1968, Патент США N 3325385, кл, 204-159, опублик. 1968.

Патент Англии ¹ 1357050, кл. С 08 F 1/16, опублик. 1974.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1641830, кл, С 08 В 15/00, 1988, Изобретение относится к технологии производства лакокрасочных материалов на основе нитроцеллюлозы (НЦ).

Целью изобретения является увеличение выхода привитого полимера и сокращение времени технологического процесса,.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения модифицированной н итроцелл юлозы, вкл ючающем обработку ее ненасыщенным соединением в среде растворителя и ионизирующим излучением, в качестве ненасыщенного соединения используют виниловый мономер, в качества растворителя — смесь этилового спирта и диэтилового эфира, взятых в соотношении

1:1, и обработку ионизирующим излучением проводятдо поглощенныхдоз 0,5-1.5 Мрад.

В отличие от других растворителей радиационно-химические процессы деструкции

HLl, в системе этиловый спирт;дизтиловый эфир протекают со значительно меньшей

„„Ы3„„1838325 АЗ (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗЫ (57) Использование: технология производ. ства лакокрасочных материалов на основе нитроцеллюлозы, Сущность изобретения: способ осуществляется путем радиационнохимической прививки виниловых мономеров к нитроцеллюлозе в среде растворителя — смеси этилового спирта и диэтилового эфира (в соотношении 1;1), который замедляет процесс денитрации нитроцеллюлозы.

Нитроцеллюлозу и виниловый мономер вводят в соотношении (90 — 7C :(10 — 30) мас.ч. Реакционную смесь облучают ионизирующим излучением до поглощенных доз 0,5 — 1,5

Мрад. 3 табл, скоростью, что позволяет уменьшить побочный отрицательный эффект прививки — процесс денитрации нитроцеллюлозы (см. табл.1).

Радиационная прививка мономеров к

НЦ протекает по радиальному механизму

РО1»102 асс, PO + NOz yimMi PO(Mi)n где P — остаток пиронозного цикла

М вЂ” радикал мономера

Количественные соотношения концентраций компонентов реакционной смеси и дозы облучения определяет цель изобретения.

Выбор соотношения этиловый спирт:диэтиловый эфир (1:1) сделан исходя из ингибиру1838325

55 ющего действия дизтилового эфира и растворяющей способности данной системы.

При увеличении соотношения в сторону этилового спирта (2:1) уменьшается ингибирующее действие диэтилового эфира, а при уменьшении содержания этилового спирта в сторону диэтилового эфира (1:2) уменьшается растворяющая способность системы и скорость прививочной полимеризации за счет увеличения вязкости раствора (см. табл.2).

Концентрация НЦ (90 — 70 мас.ч.) выбрана исходя из степени прививки мономеров, При этой меньшей концентрации увеличивается выход гомополимеров и уменьшается степень прививки, а при большей концентрации за счет увеличения вязкости раствора уменьшается скорость полимеризации и степень прививки при тех же поглощенных дозах.

Массовое содержание мономеров варьируется в пределах 10 — 30 мас.ч. по отношению к массе НЦ. При большем содержании мономеров увеличивается выход гомополимеров, что затрудняет процессы выделения сополимеров, а включение гомополимеров ухудшает качество полимерных покрытий (появление белосовитости, матовости и т.д.), При меньшем содержании мономера уменьшается скорость полимеризации.

Поглощенная доза облучения 0,5 — 1,5

Мрад обусловлена малой степенью прививки при меньших дозах и деструкционными процессами, которые уменьшают выход полимера при дозах выше 1,5.Мрад, Способ радиационной прививки осуществляется следующим образом, Кавеска нитроцеллюлозы, высушенная под инфракрасной лампой до постоянного веса, растворяется в спирто-эфирной смеси. Кмассе НЦ вводится необходимое количество мономера в соотношении 90 — 70-10-30. Растворы обрабатываются на источнике. ионизирующих излучений (например, на установке

НРХ-20 с Со, ускорителе электронов, рентгеновской установке и т.п,) до поглощенных доз 0,5-1,5 Мрад. Привитой сополимер осаждается из раствора в воде, промывается и сушится, гомополимеры экстрагируются из сополимеров в аппарате Сокслетта.

Наличие привитых мономерных звеньев к НЦ подтверждается излучением кинетики набухания сополимеров в хлороформе при экстрагировании в аппарате Сокслетта (гомополимеры растворяются в хлороформе, а привитая НЦ только набухает), Пример 1, В герметично закрывающийся сосуд помещают 5 r (90 мас,ч) нитроцеллюлозы (лаковый коллоксилин, содержание азота 12,2 ), высушенный до постоянного веса, добавляют спиртоэфирную смесь (1:1) и выдерживают до полного растворения полимера. Затем вводят 0,55 г (10 мас.ч,) метилметакрилата, тщательно перемешивают и облучают иониэирующим излучением на установке MPX — у 20 с мощностью дозы

100 Рад с до поглощенной дозой 0,5 Мрад.

Эблученный в течение 75 мин раствор осаждают в дистиллированную воду, Скоагулированный сополимер промывают горячей дистиллированной водой до удаления запахов спирто-эфирной смеси и метилметакрилата, Сополимер высушивают до постоянного веса под ИК-лампой и взвешивают.

Выход: 5,255 г (96 ).

Сополимер представляет собой белую однородную массу, после высыхания становится жестким, хорошо растворим в растворителе

646, используемом в лако-красочной промышленности при растворении НЦ.

Остальные примеры выполнены аналоючно примеру 1, но при других концентрациях реакционных компонентов, поглощенных дозах облучения и с прививкой других виниловых мономеров, Данные представлены в табл.3.

Положительный эффект предлагаемого способа заключается в достижении высокого выхода привитого полимера — 83 — 100 (максимальнодостигаемый выход по прототипу-54 — 66 ). Полученный полимер хорошего качества (с однородным распределением прививаемого мономера в структуре полимера) и химически стойкий. Значительно сокращается время технологического цикла получения привитого полимера с максимальным выходом (1,3 — 2,7 ч против 5,5-16,6 ч по прототипу) за счет возможности уменьшения поглощенных доэ облучения реакционной смеси.

Формула изобретения

Способ получения модифицированной нитроцеллюлозы, включающий обработку ее ненасыщенным соединением в среде растворителя при воздействии ионизирующегоиэлучения, отличаю щи йсятем, что в качестве ненасыщенного соединения используют виниловый мономер в количестве 10 — 30 мас.ч. на 70 — 90 мас.ч. нитроцеллюлозы, в качестве растворителя — смесь этилового спирта и диэтилового эфира, взятых в соотношении 1;1, и воздействие ионизирующим излучением проводят до поглощенных доэ 0.5-1,5 Мрад.

1838325

Таблица 1

Влияние природы растворителя на деструкцию нц

Таблица 2

3ависимость вязкости растворов нитроцеллюлозы от состава растворителя

Таблица 3

Влияние концентрации мономера и поглощенной дозы на выход привитого полимера

Пример Сополимер

Состав, MBC ° ×.

Выход привитого полимера, о

Поглощенная доза, Мрад.

0,5

1,5

Нитроцвллюлоза (НЦ) метилмета крилат

Htt метилметакрилат (МИА) 70

НЦ

ММА

НЦ

N-винилпирролидон (И-ВП) 0,5

f У

0,5

1,5

О 5

1,5

96

98,2

98,1

99,6

Н7,5

98,4

1ОО

88,5

91,5

100

Пооцолнение табл.1

1838325 ((3 4 5

83,8

92,6

84,3

83,4

100

0,5

1,5

0,5

1,5.

0,5

0,5

0,5

1,5

0,5

1,5

0,5

1,5

0,5

1,5

0,5

1,5

0,5

1,5

0,5

1,5

0,5

1,5

0,5

НЦ

N-ВП

НЦ

N-ВП

98

99

98

99

96

100

НЦ

7-метил-5-винил тет ра зол (2МВТ) 90

НЦ

7-метил-5-винилтетразол(2МВТ) 70

НЦ

ВМЕТ

10 НЦ

1-метил-5-винилтетра зол (1МВТ) 96,2

99,8

98,7

100

11 НЦ

1МВТ

12 НЦ

1МВТ

97,3

100

НЦ акрилонитрил (АН) 96,5

98,5

100

13

ЭЭ,З

100

14

НЦ

АН

15 НЦ

АН

88,2

97,4 . 100

55 (прототип) 70

90

НЦ олигоэфитокрилат (ОЭФ)

НЦ

ОЭФ

66 (к/прототип ) 80

17

54 (прототип) 70

18 НЦ

ОЭФ

Составитель В. Чистякова

Техред М.Моргентал Корректор Н, Король

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2901 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5