Способ получения латекса сополимера винилиденхлорида

Реферат

 

Использование: в области технологии полимеров, а именно в способах получения латексов сополимеров винилиденхлорида, применяемых в производстве вододисперсионных красок, в полимерцементных композициях. Сущность изобретения: процесс сополимеризации ВДХ с винилхлоридом и ненасыщенной карбоновой кислотой проводят в присутствии смеси эмульгаторов, одним из которых является алкилмоносульфонат натрия с числом углеродных атомов в алкиле 12-18, а в качестве другого эмульгатора используют аммонийную соль сульфированного на 15-20 мас. % алкилфенилового эфира полиэтиленгликоля с числом углеродных атомов в алкиле 8-12 и числом оксиэтильных групп 10-12 в количестве в смеси эмульгаторов 65-75 мас. % при содержании смеси эмульгатор 3,5-5,0 к массе сомономеров. 1 табл.

Изобретение относится к области технологии полимеров, а именно к способам получения латексов сополимеров винилиденхлорида (ВДХ), применяемых в производстве вододисперсионных красок (ВДК), в полимерцементных композициях, может быть использовано для получения морозостойких латексов сополимеров ВДХ с винилхлоридом (ВХ) и ненасыщенной карбоновой кислотой (малеиновой, фумаровой, итаконовой).

Использование водных дисперсий сополимеров ВДХ с ВХ в производстве ВДК, в частности, обусловлено уникальным сочетанием целого ряда их свойств: высокими водо-, кислото- и щелочестойкостью, негорючестью, отсутствием запаха, стойкостью к органическим растворителям, минеральным маслам.

Повышение морозостойкости латексов, используемых для указанных целей, является актуальной проблемой, решение которой позволяет существенно сократить затраты на транспоpтировку и хранение их в зимнее время.

Для водных дисперсий сополимеров, выпускаемых в виде товарного продукта, важным свойством является также агрегативная устойчивость, т.к. многие потребители предъявляют повышенные требования к сроку хранения латекса, который должен быть не менее трех месяцев. Кроме того, агрегативная устойчивость необходима при транспортировке латексов на большие расстояния.

Известно, что введение в состав сополимера ВДХ с ВХ ненасыщенной карбоновой кислоты: метакриловой, акриловой или малеиновой приводит к увеличению морозостойкости латексов. Однако морозостойкость этих латексов не соответствует требованиям использования, например, в ВДК (не менее 5 циклов замораживания при минус 40oC в течение 6 часов и оттаивания при 20-25oC в течение 18 ч) и составляет 1-2 цикла [1] Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ получения высококонцентрированных атексов сополимеров ВДХ с ВХ [2] путем сополимеризации ВДХ с ВХ в водной эмульсии в присутствии водорастворимых инициаторов и эмульгирующей системы, состоящей из спирта и ионогенного эмульгатора, причем в качестве спирта используют смесь жирных спиртов с неразветвленной цепью С14-C16 или С17-C18 в количестве 0,5-0,8 мас.ч. а в качестве эмульгатора алкилмоносульфонат натрия с С12-C18 в алкиле при соотношении компонентов эмульгирующей системы 1:3-1:5 соответственно в процесс проводят при дозировке ВДХ и смеси жирных спиртов С14-C16 или С17-C18 в ходе сополимеризации. Получают латексы со следующим комплексом физико-механических свойств: устойчивость при хранении составляет более 6 месяцев, содержание сухого остатка более 60 мас. поверхностное натяжение 35-40 мН/м, рН 7,0-8,0, однако латексы не обладают морозостойкостью (см. таблицу, пример N 16). Введение в полимеризационную рецептуру 1,5 мас.ч. ненасыщенной карбоновой кислоты (малеиновой, фумаровой или итаконовой) лишь незначительно улучшает морозостойкость латекса сополимера на основе ВДХ (составляет 1-2 цикла).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение морозостойкости латекса сополимера ВДХ с ВХ и ненасыщенной карбоновой кислотой.

Результат достигается тем, что в способе получения латекса сополимера ВДХ путем сополимеризации ВДХ, ВХ и насыщенной карбоновой кислоты в водной среде в присутствии водорастворимого инициатора и смеси эмульгаторов, содержащей алкилмоносульфонат натрия с числом углеродных атомов в алкильном радикале 12-18, с дозировкой ВДХ и смеси эмульгаторов по ходу полимеризации, в смесь эмульгаторов содержит 65-75 мас. аммонийной соли сульфированного на 15-20 мас. алкилфенолового эфира полиэтиленгликоля с числом углеродных атомов в алкильном радикале 8-12 и числом оксиэтильных групп 10-12 при концентрации смеси эмульгаторов 3,5-5,0% от массы сомономеров.

Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется нижеприведенными примерами.

Пример 1 (по изобретению).

В реактор объемом 4 л и загружают (мас.ч.) 92 обессоленной воды, 1,5 малеиновой кислоты, 0,6 алкилмоносульфоната натрия, 1,4 аммонийной соли сульфированного на 15 мас. алкилфенилового эфира полиэтиленгликоля с числом углеродных атомов в алкиле 8-12 и числом оксиэтильных групп 10-12 (эмульгатор С-10, ТУ 6-02-09-13-87), 0,6 персульфата аммония, 19 ВДХ и 34 ВХ, при перемешивании подогревают реакционную смесь до 50oC и проводят сополимеризацию при постоянной температуре. При этом через 1 ч после достижения заданной температуры начинают дозировать в реактор 45,5 ВДХ и смесь (раствор) 0,6 алкилмоносульфоната натрия, 1,4 эмульгатора С-10 и 8 обессоленной воды. Сополимеризацию заканчивают сдувкой незаполимеризовавшихся мономеров при снижении давления в реакторе до 1,5 атм. После сдувки мономеров латекс дегазируют вакуумированием при вакууме 700-720 мм рт.ст. и температуре 55oC в течение 1 ч. Если концентрация остаточных мономеров при этом не снижается ниже 0,03 мас. ВХ и 0,01 мас. ВДХ, операцию вакуумирования продолжают еще в течение 0,5-1 ч. После вакуумирования в реактор через латекс пропускают газообразный аммиак до рН 7,0, затем постепенно добавляют 2,0-2,5 мас. ч. кристаллического NH4HCO3, после чего рН латекса повышается до 8,0. Получают латекс сополимера с содержанием, мас. ВДХ 64-66, ВХ 32-35, ненасыщенная карбоновая кислота 1-2.

Морозостойкость латекса определяют в камере с температурой минус 40oС. Латекс в количестве 100-125 мл помещают в банку из белой жести объемом 250 мл (диаметр 70-75 мм, высота 65 мм) и выдерживают в камере при минус 40oC в течение 6 ч. Оттаивание латекса происходит при 20-25oC в течение 18 ч. После оттаивания несколько мл латекса выливают на стеклянную пластинку (или чашку Петри), а затем наклоняют ее под углом 45o для стекания излишков латекса. Латекс считают выдерживающим испытание, если пленка латекса на стекле будет однородной.

Устойчивость при хранении определяют наблюдением за образцом латекса, который хранят в стеклянном флаконе. При этом измерением определяют характеристики латекса (сухой остаток, рН) и визуально наличие коагулюма в виде осадка на дне склянки.

Сухой остаток определяют высушиванием в термошкафу при температуре 755oC до постоянной массы; поверхностное натяжение по методу Дю-Нуи, рН на рН метрах типа ЛПУ или мономере ЭВ-74.

Условия проведения процесса сополимеризации ВДХ с ВХ и ненасыщенной карбоновой кислотой и свойства полученного латекса сополимера приведены в таблице.

Примеры 2-15 (по изобретению), примеры 17-23 (для сравнения) осуществляют по примеру 1. Условия проведения процесса сополимеризации и свойства полученных латексов сополимеров приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ получения латекса сополимера винилиденхлорида путем сополимеризации винилиденхлорида, винилхлорида и ненасыщенной карбоновой кислоты в водной среде в присутствии водорастворимого инициатора и смеси эмульгаторов, содержащей алкилмоносульфонат натрия с числом углеродных атомов в алкильном радикале 12 18, с дозировкой винилиденхлорида и смеси эмульгаторов по ходу полимеризации, отличающийся тем, что смесь эмульгаторов содержит 65-75 мас. аммонийной соли сульфированного на 15 -20 мас. алкилфенилового эфира полиэтиленгликоля с числом углеродных атомов в алкильном радикале 8 12 и числом оксиэтильных групп 10 12 при концентрации смеси эмульгаторов 3,5 5,0% от массы сомономеров.

РИСУНКИ

Рисунок 1