Сополимер бутилакрилата, акрилонитрила и 5-винилтетразола в качестве полимерного связующего для рабочих слоев магнитных носителей информации

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4943430/05 (22) 10.06.91 (46) 15.1093 Бюп На 3? — 38 (71) Ярославское научно-производственное объединение "Ярсинтез" (72) Цайлингольд ВЛ„Цофина АИ„Бычкова Т.И.;

Космодемьянский Л.В„Лебедев ЮВ. Колесова О.В„.

Яблонский О.П„. Зуев СА; Недув АМ„Анюховский

И.Ф; Поплавский В.С„Островский ВА; Фрончек Э.В. (73) Ярославское научно-производственное предприятие "Ярсинтез" (54) СОПОЛИМЕР БУТИЛАКРИЛАТА, АКРИЛОНИТРИЛА И 5-ВИНИЛТЕТРАЗОЛА В КАЧЕСТВЕ ПОЛИМЕРНОГО СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ

РАБОЧИХ СЛОЕВ МАГНИТНЫХ НОСИТЕЛЕЙ (19) RU (и) 2001047 С1 (51) 8

ИНФОРМАЦИИ (57) Сущность изобретения: сополимер бутилакрилата, акрилонитрила и 5 — винилтетразопа общей формулы, (-СН -СН-) (-СН -СН-) (-СН -СН-) 2 ) п 2 ) m 2

С=О CN С

ОСН М ИН где п — 55 — 70 мас96, m — 20 — 70 масг6. К вЂ” 1О—

15 масЖ, со среднечисленной молм. 40000—

120000. Сополимер обеспечивает получение пленок с высокой твердостью, повышенной износостойкостью и адгезией к основе. 1 табл, 1 ил.

2001047

Изобретение относится к химии полимеров и представляет собой полимер бутилакрилата, акрилонитрила и 5-винилтетраэола. Сополимер может быть использован в качестве полимерного связующего для 5 рабочих слоев магнитных носителей информации. известен сополимер этилакрилата, акрилонитрила и метакриловой кислоты, взятых в мольном соотношении 70;29:1. 10

Указанный сополимер в виде водной эмульсии используют в бумажной промышленности для придания бумаге стойкости к маслам, жирам, смазкам. В качестве наполнителя используют гидрофильный неорганический материал.

Наиболее близким по структуре к заявляемому является сополимер бутилакрилата, акрилонитрила и метакриловой кислоты (60:35:5 мас.ч.). Сополимер используют в ка- 20 честве связующего при пропитке кожеподобного листа. сделанного из полиакрилонитрильных волокон, При использовании сополимер смешивают с водорастворимой фенолформальдегидной смолой и отверждают на гладких вальцах при температуре

130 С. Указанный сополимер не может быть использован в качестве полимерного связующего для рабочих слоев магнитных носителей информации, т,к. количество 30 карбоксильных групп недостаточно для образования необходимого числа поперечных связей при отверждении, которые обеспечивают жесткость, твердость и химическую стойкость рабочего слоя, 35

Целью изобретения является синтез тройного сополимера определенного состава. содержащего звенья бутилакрилата, акрилонитрила и 5-винилтетразола, который может быть использован в качестве пол- 40 имерного связующего для рабочих слоев магнитных носителей информации — магнитных лент для бытовой звукозаписи, компьютерных лент. лент бытовой видеозаписи.

Поставленная цель достигается описываемым сополимером бутилакрилата, акрилонитрила и 5-винилтетраэола общей формулы:

H Н Н,50

1 I l (-СН;С вЂ” ) (-СН -С-) (-Сн -С- „

rl i Th 1 си с

io-с н 1 55

N где и — 70-55 мас.

m — 20-30 мас. .

k — 10-15 мас. $ со среднечисленной мол м. 4000-120000, Присутствие в составе сополимера бутилакрилата, акрилонитрила и 5-яинилтетраэола обеспечивает высокие физико-химические и механические показатели полимерной пленки, образующей рабочий слой магнитных лент.

Синтез тройного сополимера проводили в растворе при температуре 60 — 80 С под действием инициаторов радикального типа.

Для доказательства строения сополимера записаны Инфракрасные (ИК) — спектры.

ИК-спектры поглощения сополимеров получены на спектрофотометре IR-435 (Shlmadru) в области 4000 — 400 см . Для записи спектров образцы приготовлены в виде пленок на пластинках К$-5. Пленки наносили непосредственно из сополимера или из растворов сополимера в хлороформе, диметилформамиде(см. график, изображенный на чертеже).

Как видно из рисунка, в ИК-спектре сополимера отсутствуют полосы поглощения валентных и деформационных колебаний групп СН2=С и СН2=СН вЂ” исходных моног мвров. Это указывает на то, что процесс сополимеризации прошел с раскрытием связей С=С бутилакрилата, акрилонитрила и, 5-винилтетразола, использовавшихся в качестве сомономеров при реакции.

Интенсивные полосы поглощения 1725, 1240, 1170 см показывают, что в структуре

„0 сополимера имеются фрагменты-с

0-С акрилата, а присутствие полос средней интенсивности 855, 935 см и 1060 см подтверждают, что это производные бутилового эфира акриловой кислоты (2,3), Узкий пик при 2240 см отнесен к валентным колебаниям С = N групп звеньев акрилонитрила.

Поглощение средней интенсивности при 31050 сМ отнесено к валентным колебаниям ассоциированных NH-групп. а полоса поглощения при 1540 см к скелетным колебаниям гетероцикла.

Таким образом, на основании ИК-спектра можно сделать вывод, что в состав рассматриваемого сополимера входят мономерные звенья всех трех соединений: бутилакрилата. акрилонитрила и 5-винилтетразола. использованных в процессе сополимериэации.

Сохранение полос поглощения, характерных для каждого из сомономеров, в экстрактах сополимера, проведенных разными растворителями, подтверждает, что в ре2001047

40 зультате реакции образовался сополимер, а не смесь гомополимеров.

Содержание кислотных групп сополимера определяли по результатам титрования измельченных пленок щелочью в среде 5 диметилформамида.

Пример 1. Для проведения сополимеризации используют стеклянный реактор, снабженный рубашкой для подвода охлаждающей жидкости или подогрева, Шлифо- 10 ванная верхняя крышка имеет отверстия для мешалки, термопары, обратного холодильника, отводы для подачи компонентов реакции и поддувки азота. Сополимеризацию проводят в среде органического рас- 15 творителя при температуре 60-80 С под действием катализаторов радикального типа.

Порядок загрузки компонентов следующий. 20

В реактор в токе азота при перемешивании загружают растворитель, мономеры, инициатор, устанавливают заданные время и температуру реакции, Для определения характеристик сополимера используют или 25 полимеризат, или часть сополимера высаживают из реакционной массы этанолом, заправляют антиоксидантом и сушат до постоянной массы в вакуум-сушильном шкафу при температуре 60 С и остаточном давле- 30 нии 10 — 20 мм рт.ст.

Рецепт полимеризации, мас.ч.

Бутилакрилат 70

Акрилонитрил 20 100

5-Винилтетразол 10 35

Этилацетат 150

Азоиэобутиронитрил 1,0

Температура реакции, С 60

Продолжительность реакции, ч 20

Конверсия мономеров, мас. 99.8

Среднечисленная молекулярная 45 масса 120000

Содержание кислотных групп, мас. 1,6

Пример 2, Порядок загрузки и 50 проведение полимеризации аналогично примеру 1.

Рецепт полимериэации, мас,ч.

Бутилакрилат 55

Акрилонитрил 30 100 55

5-Винилтетразол 15

Бутилацетат 100

Азоизобутиронитрил 1,0

Температура реакции, ОС

Продолжительность реакции, ч

Конверсия мономеров, мас.

Среднечисленная молекулярная масса

Содержание кислотных групп, мас.$

100

100000

2,4 ру1

Рецепт полимериэации, мас.ч.

Бутилакрилат 65

Акрилонитрил 20 100

5-Винилтетразол 15

Метилэтилкетон 400

Порофор 4А4С, мас. 3,0

Температура реакl4NH, С

Продолжительность реакции, ч 18

Конверсия мономеров, мас.

Среднечисленная молекулярная масса 40000

Содержание кислотных групп, мас. 2,4

Пример 4. Порядок загрузки и прове80

99,8 дение полимеризации аналогично примеру1

Рецепт полимериэации, мас,ч.

Бутилакрилат 60

Акрилонитрил 30 100

5-Винилтетразол 10

Циклогексанон 150

Азопентанол Ц 1,0

Температура реакц, С 70

Продолжительность реакции, ч

Конверсия мономеров, мас. 100,0

Среднечисленная молекулярная масса

Содержание кислотных групп, мас. 2.8

Пример 5, Порядок загрузки и прове20

120000 дение полимериэации аналогично примеру 1.

Рецепт полимеризации, мас,ч.

Бутилакрилат 60

Акрилонитрил 30 100

5-Винилтетразол 10

Этила цетат/бутилацетат (60:40 об. ) 150

Азоиэобутиронитрил. мас.

1,0

Пример 3. Порядок загрузки и проведение полимеризации аналогично приме2001047

Физико-механические свойства полимерных пленок

П име

Характеристика

Прототип**

Базовый объект***

Прочность при растяжении, кг/см

300

290

320

360

340

206

280

Относительное удлинение при разрыве, 50

50

50

75

Масса экстрагируемых веществ, 4,1

3.2

1,7

2.0

2,8

52,4

9,7

Индекс полидисперсности, Mw/Mn сополимера

2,8

3,1

2,4

3,6

3,2

3.9

Содержание кислотных групп, мас. 6

1,7

2,3

2.3

2,9

2,2

1,7 геэия, балл

*) Условия отверждения полимерных пленок; полимер, мас. ф> 100 гексаметоксиметилмеламин, мас, 10,0 додецилбензолсульфокислота, мас, ) 1,0 температура, С 120 время отверждения, ч 2,0

**)Сополимер бутилакрилата, акрилонитрила и метакриловой кислоты синтезирован согласно пат. 2970079, США 1961, ** )Омыленный сополимер винилхлорида и винилацетата в композиции с каучуком

СКН-40.

Температура реакции, 0С 70

Продолжительность реакции, ч

Конверсия мономеров, мас. 100

Среднечисленная молекулярная масса 65000

Содержание кислотных групп, мас. 2,1

Применение сополимера иллюстрируется следующими примерами.

Для получения полимерной пленки, образующей рабочий слой магнитных лент и оценки качества связующего полимера, полученную композицию (раствор сополимера в растворителе заданной концентрации) смешивают с отверждающим агентом— гексаметоксиметилмеламином (смола ГМ3). Для понижения температуры и скорости отверждения применяют катализатор — додецилбенэолсульфокислоту. Реакционную массу тщательно перемешивают, выдерживают 10 мин для удаления пузырьков воэду5 ха, отливают пленки и отверждают их при температуре 120 С 2 ч.

Полимерные пленки связующих веществ должны обладать необходимыми адгеэионными свойствами к полиэтилентерефталат10 ной основе, максимальной когезионной прочностью, эластичностью, твердостью, стабильностью в экстремальных климатических условиях.

Результаты испытаний представлены в

15 таблице. (56) Патент США М 2889299, кл. 260-26.6, 1959.

Пвтент США ЛЬ 2970079, кл. 162 — 164, 20 1961, 10

2001047 где и-55 — 70 мас.ф:

m-20 — 30 мас. (;

k-10 — 15 мас., со среднечисленной мол.м, 40000 - 120000 в качестве полимерного связующего для рабочих слоев магнитных носителей информации. ее,е

Е,O ееее ее ее ФЕ00 Еееэ ° ее

-е

ИК - саеЕтР ММЕЕОИМЕ ЕФОЕИаЕЕй 4ЬЕЬЕЕЕМфМЕ Е, МГМЕЕИИ9Иа< 3 -4V+e4e угеееее,е .

Составитель Т.Куркина

Редактор М.Салирханова Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Заказ 3109

Тираж Подписное

НПО " Поиск " Роспатента

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

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

Формула изобретения

СОПОЛИМЕР БУТИЛАКРИЛАТА, АКРИЛОНИТРИЛА

И S-ВИНИЛТЕТРАЗОЛА В КАЧЕСТВЕ ПОЛИМЕРНОГО СВЯЗУ!ОЩЕГО ДЛЯ РАБОЧИХ СЛОЕВ МАГНИТНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ

Сополимер бутилакрилата, экрилонитрила, и 5-винилтетразола общей формулы

Н (НЯ-С- l

2 А

СООС Н

I (-П(-С-)

2 (е

О(1