Способ получения связующего для покрытий электродов

Способ получения связующего для покрытий электродов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ПОКРЫТИЙ ЭЛЕКТРОДОВ путем радикальной сополимериэации эфира метакриловой кислоты, содержащего третичный атом азота, с виниловьми мономерами в растворах при нагревании, отличающийс я тем, что, с целью получения универсального связующего, способного к нанесению как на катод, так и на анод, в качестве эфира метакрнловой кислоты, содержшцего третичный атом азота, используют З-дибутиламино-2-гидрокси пропилметакрилат, а в качестве виниловых мономеров используют смесь метакриловой кислоты и ее . замещенных и незамещенных алкиловых эфиров при молярном соотношении 3-дибутиламино-2-гидроксипропилмета1 рилата и смеси метакриловой кислоты S и ее замещенных и незамещенных (Л алкиловых эфиров, равном 2-4:1.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И

РЕСПУБЛИК!

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ;

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3430320/23-05 (22) 29.04.82 (46) 15.01.84. Бюл. 9 2 (72) М.Ф.Сорокин, Э.Л.Гершанова и Т.П.Скопина (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева (53) 678.744.332-139(088.8) (56) 1. Патент США 9 4039414, кл. 240.181, опублик. 1978.

2. Патент ФРГ Р 2324019, кл. С 25 0 13/20, опублик. 1977 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО

ДЛЯ ПОКРЫТИЙ ЭЛЕКТРОДОВ путем радикальной.сополимеризации эфира метак„„Su„„3067016 А

3(Я) С 08 F 220/10; С 08 F 220/06;

С 08 F 220/36 риловой кислоты, содержащего третичный атом азота, с виниловыми мономерами в растворах прн нагревании, отличающийся тем, что, с целью получения универсального связующего, способного к нанесению как на катод, так и на анод, в качестве эфира метакриловой кислоты, содержащего третичный атом азота, используют 3-дибутиламино-2-гидрокси пропилметакрилат, а в качестве виниловых мономеров используют смесь метакриловой кислоты и ее замещенных и незамещенных алкиловых эфиров при молярном соотношении

3-дибутиламино-2-гидроксипропилметак рилата и смеси метакриловой кислоты I и ее замешенных и незамещенных алкиловых эфиров, равном 2-4:1.

1067016

Изобретение относится к химии полимеров, а именно, к способу получения связую»цего для покрытий электродов и может быть использовано в различных областях техники для создания покрытий, наносимых электро- 5 осаждением.

Известен способ получения связующего для покрытий электродон путем радикальной сополимеризации эфира метакриловой кислоты, содержащего 10 третичный атом азота, с виниловыми мономерами в растворах при нагревании, в котором в качестве эфира, содержащего третичный атом азота, используют продукт, обработки глицидилметакрилата диалкил- или диалканоламинами $1j.

Недостаток способа заключается в том, что получаемое покрытие может наноситься только на катоде.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения связующего для покрытий электродов путем радикальной сололимеризации эфира метакриловой кислоты, содержащей третичный атом азота, с виниловыли мономерами в растворах при нагревании, в котором н качестве эфира, содержащего третичный атом азота, используют 30 диэтиламиноэтилметакрилат

Недостаток способа заключается в том, что получаемое покрытие может наноситься только на катоде.

Целью изобрете»-»я является полу- 35 чение универсального связующего, способного к нанесению как на катоде, так и на аноде.

Поставленная цель. достигается тем, что согласно способу получения 40 связующего для покрытий электродов путем радикальной сополимеризации эфира метакриловой кислоты, содержащего третичный атом азота, с виниловыми мономерами в растворах при нагренании, 45 в качестве эфира метакриловой кислоты, содержащего третичный атом азота, используют 3-дибутиламино-2-гидроксипропилметакрилат, а н качестве виниловых мономеров используют смесь метакрилоной кислоты и ее замешенных и незамещенных алкиловых эфиров при молярном соотношении 3-дибутиламино2-гидроксипропилметакрилата и смеси метакриловой кислоты и ее замещенных и,незамещенных алкиловых эфиров, 55 равном 2-4:1.

На первом этапе синтезируют продукт.взаимодействием глицидилметакрилата с дибутиламином-3-дибутиламино-2-гидроксипропилметакрилат. 60

Реакцию проводят при 120 -130» C в любом кислородсодержащем растворителе типа простого эфира до полного вступления в реакцию эпоксидных групп. После отгонки растворителя продукт отгоняют при 130-135» С и при р=1-2 мм.рт.ст. Мол.мас., определенная эбулиометрическим методом, составляет 266410, BD2 = 1,4585, 975 г/смЗ. Структура продукта подтверждается методами ИК-спектроскопии, функциональным и элементным анализами.

Найдено, %: N 5,06; С 66,62, Н 10,80, Вычислено, Ъ .. N 5, 17; С 66, 4 2;

Н 10,70.

Бромное Число 2/100г : 57,22 (найденное), 59,00 (вычисленное).

Гидроксильное число, мг КОН/r:

208 (найденное), 207 (вычисленное).

В ИК-спектре соединения присутствуют: полоса поглощения в области

3345-3500 см-", характерная для гидроксильных групп 1230-1030 см "— для третичного атома М алифатических аминов, 1700-1720 см » »ля карбонильной группы, связанной с ненасыщенной связью.

На следующем этапе проводят сополимеризаци»о полученного мономера с метакриловой кислотой и другими метакриловыми мономерами, например бутилметакрилатом, фторамилметакрилатом и этиленгликольметакрилатом по радикальному механизму. Процесс проводят в среде алифатического спирта, например в изопропиловом спирте, при 70-50 С в присутствии инициатора полимеризации. В качестве последнего может быть использован динитрил азобисизомасляной кислоты (ДАК) в количестве 3-5Ъ от массы мономеров. Концентрация мономеров составляет 30%. Сополимеры высаживают в ацетон. Они представляют собой белые порошки, растворимые в спиртах, диметилсульфоксиде. Характеристическая вязкость полученных водоразбавляемых сополимеров в диметилформамиде не превышает

0,4 мл/г. Получаемые сополимеры содержат в полимерной цепи как третичный атом азота, так и карбоксильную группы, что обеспечивает после соответствующей нейтрализации связующего кислотами или азотистыми основаниями нанесение на катод или анод.

Пример 1. 14,86 г (0,0548 M)

3-дибутиламино-2-гидроксипропилового эфира метакриловой кислоты растворяют в 42 г изопропилового спирта, помещают в четырехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, термометром и капилляром для подачи азота. Смесь 1,18 r (0,0127М) метакриловой кислоты и 1,96 r (0,0138М J бутилметакрилата с 0,54 г

ДаК в течение 1 ч прикапывают при

70 С в раствор 3-дибутиламино-2-гидо роксипропилового эфира метакриловой кислоты в изопропиловом спирте и в

1067016

Ниже представлени свойства сополимеров по примерам соотв тственно.

1 2 3 4 5 6

Отношение содержания гидроксильных 1,15 1,35 0,82 0,68 1,05 0,72 и карбоксильных групп,18 0,21 0,19 0,26 0,22 0,30 водой и наносят при 50-60 В в течение

120 с. Толщина анодногб покрытия составляет 7-10 мк. Для нанесения на катод сополимер нейтрализуют растворами уксусной или Фосфорной кислот до рН 4-5, разбавляют деминерализованной водой и наносят при 60-70 В в течение 90 с. Толщина катодного покрытия составляет 5-7 мк. Покрытия сушат при 160-1800С в течение 2040 мин.

Свойства покрытий приведены в таблице.

Связующее по примерам

Твердость по карандашу (катодное покрытие) Водостойкость, сут

Катодное покрытие Анодное покрытие

2Н

2Н

2Н

2Н

21

2Н

15

2Н (Прототип течение 2 ч проводят сополимеризацию. Сополимер выделяют осаждением в ацетон и сушат s вакуум-шкафу до постоянного веса. Получают 12 r .. сополимера.

Пример 2. Проводят сопо- 5 лимеризацию 13,04 r (0,0481М) 3-дибутиламино-2-гидроксипропилового эфира метакриловой кислоты, 2,08 г (0,0241М) метакриловой кислоты, (0, 58 r (0,002И) фторамилметакрилата 10 в присутствии 0,56 г ДАК при 75 С в 36,63 г изопропилового спирта по методике, описанной в примере 1.

Получают 9,8 r сополимера.

Пример 3. Проводят сополимеризацию 15,00 г (0,056M) 3-дибутил2-гидроксипропилового эфира метакриловой кислоты, 1,19 г (0,014M) метакриловой кислоты, 1, 01 (0, 008M) этиленгликольметакрилата в присутствии

0,63 r ДАК в 42,00 r изопропилового спирта при 800С по методике, описанной в примере 1. Получают 12,6 r сополимера.

Пример 4. Проводят,сополимеризацию 12,85 r (ЗМ) 3-дибутиламино-2-гидроксипропилового эфира метакриловой кислоты, 1,36 г (1И) () в ДМФА, мл/г

Sз

Нанесение покрытия методом электроосаждения осуществляют из водного раствора связующего. Для.получения катодного покрытия применяют

104-ный водный раствор, а для анодного покрытия — 8%-ный раствор связующего. Сополимер расТворяют в опре-, деленном объеме изопропилового спир- ° та, составляющем 8% от общего раствора, связующего. Для нанесения на анод сополимер нейтрализуют водными45 растворами азотистых оснований до рН 8-9, разбавляют деминерализованной метакриловой кислоты, 0,79 г (0,5M) метакрилата в присутствии 0,225 г (ДАК) в 35 г изопропилового спирта при 800С по методике, описанной в примере 1. Получают 12,2 г сополимера.

Пример 5. Проводят сополимеризацию 8,83 r (4И) 3-дибутиламино-2-гидроксипропилового эфира метакриловой кислоты, 0,730 г (1И) метакриловой кислоты, 0,46 r (0,5M) этилметакрилата в присутствии 0,2 r

ДАК в 23,3 г изопропилового спирта при 800С по методике, описанной в примере 1. Получают 8,8 г сопо-. лимера.

Пример 6. Проводят сополимеризацию 12,38 г (4М) 3-дибутиламино-2-гидроксипропилового эфира метакриловой кислоты, 0,98 r (1M) метакриловой кислоты, 1,63 r (0,5M) триэтиленгликольдиметакрилата в присут- " ствии 0,3 г ДАК в 35 r изопропилового спирта при 80 С по методике, описанной в примере 1. Получают 12 г сополимера.

1067016

Составитель В. Чупов

Редактор Т. Колб Техред O. Íåöå Корректор С. Шекмар

Заказ 11149/28 Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, изобретение позволяет создавать универсальное связующее для покрытий злектродов, способное к нанесению как на катод так и на анод и может быть использовано влакокрасочной промышленности.