Способ получения карбоксилатных латексов

Авторы патента:

витель И. Ф. Сотников, П. И. Рахлии, Г. С. Тихомиров, А. П. Тишин, Н. Афанасьева , О. С. Чечик

C08F2/22 - Высокомолекулярные соединения, получаемые реакциями с участием только ненасыщенных углерод-углеродных связей (получение жидких углеводородных смесей из углеводородов с более низким углеродным числом, например олигомерацией, C10G 50/00)

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24.XI1.1971 (№ 1729245/23-5) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 21.XI.1973. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 11.IV.1974

М. Кл. С 08d 3/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иаооретений и открытий

УДК 678.762-134-134.43..02 (088.8) Авторы изобретения

И. Ф. Сотников, П. И. Рахлин, Г. С. Тихомиров, А. П. Тишин, Л. Н. Афанасьева и О. С. Чечик

Воронежский ордена Трудового Красного Знамени з синтетического каучука им. С. М. Кирова

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОКСИЛАТНЫХ ЛАТЕКСОВ

Известен способ получения карбоксилатных латексов путем сополимеризации в кислой во= дяной эмульсии смеси диенов, моновиниловых мономеров и непредельных карбоновых кислот в присутствии инициаторов радикальной полимеризации, регуляторов и эмульгаторов сульфонатного или сульфатного типов.

Получаемая известным способом коллоидная система сравнительно низкоустойчива в процессе проведения эмульсионной полимеризации, выделяет коагулюм и забивает аппаратуру (полимеризаторы, трубопроводы и т. п.).

Кроме того, готовый латекс имеет довольно низкую стабильность, особенно к механическим воздействиям, что затрудняет перекачку его насосами, отгонку летучих углеводородов и т, п.

С целью устранения указанных недостатков процесс сополимеризации осуществляют последовательно в две стадии: сначала в нейтральной или слабощелочной среде до конверсии мономеров 20 вЂ” б0% и затем в кислой среде.

Метакриловая кислота, входящая в реакционную смесь, вначале (при рН 7) находится в виде водного раствора соли, диссоциированной на ионы, и не участвует в реакции сополимеризации, протекающей в растущих полимер-мономерных частицах. При этом соли метакриловой кислоты выполняют роль электролитов, обычно вводимых в систему эмульсионной полимеризации для повышения ее стабильности и обеспечения более полного использования эмульгаторов. На определенной стадии превращения мономеров полнмеризующуюся смесь переводят в кислую среду.

При рН 7 метакриловая кислота существуег в недиссоциированной форме и хорошо совме10 щается как с полимером, так и с мономерами; вследствие этого по мере подкислення системы метакриловая .кислота переходит из водной фазы в растущие латексные частицы и начинает участвовать в реакции сополиме15 ризации с основными мономерами, входя в состав цепей сополимера. Характеризуясь более высокой реакционной способностью в реакциях радикальной сополимеризации, чем основные мономеры (бутадиен, стирол, метил20 метакрилат, нитрил акриловой кислоты и другие), метакриловая кислота при правильно выбранном времени изменения рН системы практически полностью входит в состав сополимера. Для того чтобы избежать коагу2S ляции при введении кислоты в латекс, ее можно вводить с дополнительным количеством эмульгатора. Использование в качестве инициатора полимеризации солей надсерной кислоты позволяет осуществлять перевод поли30 меризующейся системы в кислую среду без

40(1842

Трилон Б

Додецилмеркаптан

Аммиак

Вода

0,05

0,03

0,15

150

0,2

0,45 (вводится при конверсии мономера 50о/о)

150

Вода

ЗО

0,5

0,3

0,1

6,5

0,9 (вводится при конверсии мономеров 40вЂ”

45 /о )

1,0

200

Некаль

Вода

65 введения кислот, за счет выделения кислых продуктов при термическом разложении персульфатов в процессе полимеризации.

П р и,м е р 1, Процесс полимеризации проводили в автоклавах по следующему рецепту (вес. ч. на 100 вес. ч. основного мономера).

Бутадиен 35

Метилметакрилат 65

Метакриловая кислота 1,0

Некаль 80 /о-ный (ди- 1,5 бутилнафталинсульфокислый натрий)

Гипериз (гидропере- 0,3 кись изопропилбензола)

Трилон Б (динатриевая 0,04 соль этилендиаминтетрауксусной кислоты)

Ронгалит (формальде- 0,2 гидсульфоксилат натрия)

Третичный додецилмер- 0,3 каптан

Аммиак

Соляная кислота

Порядок загрузки компонентов: вода, некаль, трилон Б, метакриловая кислота, аммиак, метилметакрилат, третичный додецилмеркаптан, гипериз, бутадиен. После перемешивания и установления температуры 20 С в автоклав вводили раствор ронгалита. Соляную кислоту вводили в виде водного раствора при достижении конверсии мономеров 50о/о.

Температура полимеризации 20 вЂ” 30 С, конверсия мономеров 100 /о, продолжительность процесса 18 час, рН реакционной смеси до введения соляной .кислоты 7,5 вЂ” 8,0, после введения 1,8, у готового латекса 4,6.

Количество коагулюма, образовавшегося при проведении процесса, составило 0,07 /о от количества полученного полимера. Механическая устойчивость готового латекса (на приборе Марона) 3,2 /о коагулюма.

При проведении процесса не предлагаемым, а обычным способом (без введения в исходную смесь аммиака и при конверсии на 50 /о соляной кислоты), с использованием этой же рецептуры и условий полимеризации процесс длится 21 час, при этом образуется 2,6 /о коагулюма. Готовый латекс характеризуется рН

4,3 и механической устойчивостью 12,7о/о коагулюма.

Пример 2. Процесс проводили аналогично тому, как описано в примере 1.

Рецепт полимерпзации (вес. ч.)

Бутадиен 35

Метил метакрилат 65

Метакриловая .кислота 0,75

Некаль (80 /о -ный) 1,5 Персульфат калия 1,2

Температура полимеризации вЂ” до достижения конверсии мономеров 60 вЂ” 40 /о, послевЂ”

50 вЂ” 60 С. Конверсия мономеров 100 /о, время полимеризации 17 час, рН исходной смеси мономеров около 8, готового латекса 5,9..Количество образовавшегося коагулюма 0,1 /о, механическая устойчивость латекса 4,3 /, коагулюма.

Контрольный опыт (проведение полимеризации в этих же условиях без введения аммиака и с уменьшенной до 0,45 вес. ч. дозировкой персульфата калия): рН готового латекса 5,2, механическая устойчивость 17,8 /о коагулюма; 2,3о/о коагулюма в процессе полимеризации.

П р и мер 3. Процесс проводили аналогично тому, как описано в примере 1.

Рецепт полимеризации (вес. ч.)

Бутадиен 70

Стирол 30

Метакриловая кислота 2,0

Некаль (80о/о-ный) 3,0

Лейканол (конденси- 0,5 рованный нафталинсульфонат натрия)

Гипериз

Меркаптан

Ронгалит

Триэтаноламин

Соляная кислота

Температура полимеризации 30 С, конверсия мономеров 95 о/о, продолжительность полимеризации 24 час, рН полимеризуемой смеси до введения соляной кислоты 7,3 вЂ” 7,7, сразу же после ее введения 2,4, готового латекса 5,1.

Количество образовавшегося в процессе полимеризации коагулюма 0,12, механическая устойчивость латекса 1,4 /о коагулюма.

При проведении контрольного опыта по этсй же рецептуре (без использования триэтаноламина и соляной кислоты) продолжительность полимеризации 27 час, рН латекса

4,6; количество коагулюма, образовавшегося при синтезе 1,6 /о, механическая устойчивость латекса 9,8 /о коагулюма, Предмет изобретения

Способ получения карбоксилатных латексов водноэмульсионной сополимеризацией сопряженных диенов, виниловых мономеров и непредельных карбоновых кислот, например

406842

Составитель В. Филимонов

Техред Е. Борисова Корректор Л. Царькова

Редактор E. Xopuua

Заказ 777 6 Изд. Ха 1025 Тираж 551 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 дивйнила, метилметакрилата и метакриловой кислоты, в присутствии известных радикальных инициаторов, регуляторов и эмульгаторов сульфонатного или сульфатного типов, отличающийся тем, что, с целью повышения коллоидной стабильности полимеризуемой системы, уменьшения забивки оборудования и улучшения свойств готового латекса, процесс сополимеризации осуществляют последовательно в две стадии: сначала в нейтральной или слабощелочной среде до конверсии мономеров 20 вЂ” 60 и затем в кислой среде.