178657. lajstromszámú szabadalom • Eljárás öntött poli-metilmetakrilát lemez élőállítására
3 178657 4 A két iniciátor keverékét tartalmazó rendszerben különös figyelemmel kell lenni az aktívabb iniciátor bomlási sebességére, hiszen annak a polimerizádó kezdetétől 80-90% konverzióig elegendőnek kell lennie. A kevésbé aktív iniciátor működése 5 csak a 60 °C fölötti polimerizádós ciklusban indul meg. Ha az iniciátor-keveréket a metilmetakrilát monomerben oldva töltik az öntőformába, a teljes polimerizádós zsugorodás (21%) az öntőformán belül zajlik le, ami növeli a polimer belső feszültsé-1° gét, és azzal a veszéllyel jár együtt, hogy a polimer a zsugorodás folytán elválik az öntőformától, és így nő a polimerizádós hibák lehetősége. A kevert inidátorrendszerrel előállított, 10—20% polimertartalmú előpolimer stabilitása igen csekély, kezelése, 15 tárolása különleges előírást igényel. A kis monomertartalmú, megfelelő molekulasúlyú és mólsúly eloszlású tömbpolimer előállítása nagy körültekintés mellett is sok bizonytalansággal jár. 20 A találmány célja az ismert eljárások hátrányainak kiküszöbölésével olyan polimerizádós eljárás biztosítása, mely lerövidíti a technológiai folyamatot, nagymértékben növeli a folyamat biztonságát, kiküszöböli a polimerizádós hibákat, és így az eljá- 25 rást gazdaságossá és biztonságossá teszi. A találmány alapja az a felismerés, hogy aktív és kevésbé aktív peroxid, azo- és perészter inidátorok keverékével, az iniciátorok pontos hőfokprogram szerinti működtetésével a polimerizádót 30 több, mint két hőcikluson átvezetve, és minden ciklusban a megfelelő inidátor működését biztosítva, belső túlmelegedés nélküli, buborék- és feszültségmentes, nagy mechanikai szilárdságú, bármilyen vastag poli-metilmetakrilát lemez előállítható rövid 35 polimerizádós idővel. Ez a felismerés azért meglepő, mert ez ideig nem volt mód az inidátorok működésének éles szétválasztására, minek következtében a polimerizádós túlmelegedést az óvatos, lassú polimerizádó akadályozta meg, vagy magas 40 végső monomertartalommal kellett számolni, illetve gyors polimerizádó esetén a polimer belsejében buborékok jelentek meg. Fentiek alapján a találmány eljárás nagy molekula- 45 súlyú öntött poli-metilmetakrilát lemez előállítására, ahol metilmetakrilát monomert két olyan inidátor felhasználásával polimerizálunk, melynél az első inidátor 10-órás felezési idejéhez tartozó hőmérséklet 62—72 °C, a második inidátor 10-órás 50 felezési idejéhez tartozó hőmérséklet 40-50 °C. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy az első inidátort a monomer metümetakrilátba oldjuk, a polimerizádó hőmérsékletét 86-94 °C-ra emeljük, 7-20% konverzió elérése után a polimer szirupot 55 szobahőmérsékletre hűtjük, ekkor ölesük bele a második inidátort, a kettősen inidált polimer szirupot formába töltjük, 40-60 °C-on 85-95% konverzióig polimerizáljuk oly módon, hogy közben a polimer belsejében a polimerizádós fürdőhöz ké- 60 pest 3 °C-nál kisebb hőmérsékletemelkedést biztosítunk/tartunk, majd a polimerizádós formákat legalább^ percre, de legfeljebb 80 percre 80 °C és 100 °C közötti hőmérsékletre fűtjük, és a polimer lemezt eltávolítjuk a formából. 65 Aktív iniciátorként - melynek 10-órás felezési idejéhez 40-50 °C tartozik - perésztereket, fi, izo-propil-perkarbonátot, di-cetil-peroxi-dikarbonátot vagy sztearilperkarbonátot célszerű alkalmazni. Kevésbé aktív iniciátorként - melynek 10-órás felezési idejéhez 62-72 °C tartozik - peroxidokat, pl. dekanoil-peroxidot, benzoil-peroxidot, lauril-peroxidot vagy azo-vegyületet, pl. azo-bisz-izo-butironitrilt célszerű alkalmazni. Laboratóriumi öntőformaként 65 mm átmérőjű üveg körlapokból kialakított öntőformákat alkalmaztunk rugalmas, a polimerrel összeépülő lágy PVC zarógyűrűvel. A zárógyűrű vastagsága 2 mm és 12 mm között szabályozta a lemez vastagságát. Ipari öntőformaként 1500 x 1000 mm-es üveglemezből szerelt öntőformák alkalmazhatók, melyekben a lemez vastagságát a rugalmas PVC zárózsinór határozza meg. Zárógyűrűként, illetve zárózsinórként lágy PVC alkalmazható. A kialakuló polimerizádós hőmérsékleti viszonyokat célszerűen a laboratóriumi öntőformába beépített termoelemmel ellenőrizhetjük olyan módon, hogy a polimerizálandó monomerelegy közepén két szembekapcsolt rézkonstantán termoelem egyik forrasztási pontját, míg a másikat a polimerizádós vízfürdőben helyezzük el. Az áramkörbe iktatott kompenzográffal a polimerizádós anyag belseje és a fürdő hőmérséklete közti különbség az idő függvényében ábrázolható. Polimerizádós monomerként legalább 99% tisztaságú, inhibítormentesített metilmetakrilát alkalmazható. A monomerhez adagolhatunk kopolimerizádós partnereket is, pl. metakrilsav magasabb észtereit, akrilsavésztereket, akrilnitrilt, allil- és diallil-vegyiileteket. Felhasználhatunk kis mennyiségi lágyítót, töltőanyagot, pigmentet, stabilizátort is, mint általában más polimerizádós eljárásokban. A találmány szerinti eljárás főbb előnyei a következők: a) A rövid polimerizádós idő ellenére 1% alatti monomertartalmú, nagy molekulasúlyú és jó molekulasúly-eloszlású termék nyerhető. b) Az eljárás terméke mind mechanikai és kémiai, mind feldolgozási tulajdonságait tekintve kitűnő. c) Az eljárás rövidsége következtében a teljes polimerizádós technológiai idő gyakorlatilag a felére csökken. d) A rövid polimerizádós idő következtében zárózsinórként PVC alkalmazható, amely a termékkel összeépülve a lemezek széleinek védelmét is szolgálja. (Az ismert eljárásokban a hosszú, több mint 10 órás polimerizádós idő alatt a PVC megduzzad, deformálódik, az öntőformát nem zárja le.) e) Az eljárás biztonságossága és ellenőrizhetősége következtében a polimerizádós selejt a minimumra csökkenthető. A találmány szerinti eljárás foganatosítására a következő kiviteli példákat adjuk meg. 2
