Способ получения кислого латекса

Способ получения кислого латекса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотов Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.05.?5 (21) 2133707, 05 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.10.76. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 22.11.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

ill. М, Медников, Б. К. Басов, H. Г. Арсеньева и В. В. Работнов (71) Заявителb (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОГО ЛАТЕКСА

Изобретение относится к области получения латексов эмульсионной полимеризации и может быть использовано для импрегнирования тканей, нанесения полимерных покрытий на различные гекстильные материалы, а так- 5 же для изготовления маканных изделий.

Известны способы получения кислых латексов путем проведения полимеризации диеновых и виниловых мономеров в водной эмульсии в щелочной среде в присутствии мыл 10 карбоновых кислот в качестве эмульгатора с последующим осторожным подкислением латекса слабым раствором минеральной кислоты до рН меньше 7 (1).

В таком способе частично выпадает коагулюм при .подкислении латекса и снижается его концентрация вследствие применения разбавленного раствора кислоты.

Известен способ эмульсионной полимеризации мономеров в кислой среде в присутствии анионоактивных амфотерных или катионоактивных эмульгаторов и активатора (2).

Однако применение таких амфотерных эмульгаторов, как производные сульфоновых кислот, содержащих значительное количество примесей минеральных солей, загрязняет латексы минеральными солями. Кроме того, на основе латексов, стабилизированных амфотерными эмульгаторами типа сульфонатов, черезвычайно затруднительно получение маканных изделий методами ионного отложения вследствие высокой стабильности латексов к действию электролитов. В связи с этим применяют латексы, стабилизированные эмульгаторами на основе карбоновых кислот.

Целью предлагаемого изобретения является повышение стабильности и концентратцш кислого латекса и уменьшения в ней минеральных примесей.

Поставленная цель достигается обработкой катионитовой смолой в Н-форме латекса, полученного в результате эмульсионной Ilo;IHмеризации мономеров в присутствии любого анионоактивного эмулы атора илп обработкой той же смолой амфотерного эмульгатора перед проведением эмульсионной полимернзации в кислой среде, до получения значения рН 1,7 — 8,5.

Значение рН латекса может быть понижено до 1,5 — 2 без потери устойчивости при его ооработке и снижения концентрации.

Латексы, стабилизированные даже мылами карбоновых кислот, обычно неустойчивымп в кислой среде, после обработки смолой до рН 2 — 3 не содержат коагулюма. Кроме того, .после обработки смолой латексы, стабилизированные амфотернымн эмульгаторамн, содержат меньшее содержание минеральных примесей, в частности золы.

Тот же эффект снижения содержания мпнер альных примесей — золы в латексах, наблюдаетсяя, когда перед использованием в эмульсионной полимеризации эмульгатор предварительно обрабатывают катионитовой смолой.

Обработку латекса илп эмульгатора катионитовой смолой осущесTвляют через неподвижный слой смолы. В зависимости от свойств катионитовой смолы время контакта с латексом или раствором эмульгатора может изменяться в довольно широких пределах от

1 до 30 мин. Повышение температуры латекса или раствора эмульгатора ускоряет процесс обработки смолой, однако повышен .г температуры более 50 С неже1ательно из-за некоторого снижения стабильности латексоз, стабилизированных эмульгаторами на основе карбоновых кислот. Количество смолы, требуемое для обработки определенного объема латекса, зависит от обменной емкости смолы и значения рН латекса после обработки. При снижении эффективности обработки смолу промывают водой от остатков латекса и затем регенерируют с помощью 2 — 10%-ного водного раствора минеральной, например соляной кислоты.

Эффективность предложенного способа и возможности его осуществления иллюстрируются примерами.

Пример 1. В непрерывных условиях на установке, состоящгй из 10 полимеризаторов емкостью 12 л!а, осуществляют сополимеризаци!о 70 вес. ч. бутадиена и 30 вес. ч. стиро Ia ,в водной эмульсии, содержащей в расчете fa

100 вес. ч. Мономеров, Врс. ч.: воды 140, калия хлористого 0,4, лейканола 0,4, олеата калия

4,0, ронгалита 0,06, сернокислого железа закислого 0,03, трилона Б 0,06, гидроперекпси изопропилциклогексилбензоla 0,10. Температура реакции 5 С, конверсия мономеров 65%. .В результате полимерпзации и последующей отгонки непрореагировавших мономеров .получают латекс СКС-30 ОХ с характеристикой: концентрация 30%; рН 9,8; поверхностное натяжение 66 днн сл!, содержание эмульгатора — олеата калия 6,1 г на 100 г по,!Ныгра в латексе.

Катионитовую смолу КУ-1 (ГОСТ 13505-68) с размером зерен 0,5 — 3 лл в количестве 12 г смешива1от с 12 е речного пескa, смачивают водой и засыпают в стеклянную Tp) îêó диаметром 3о лл на металлическую сетку с размером отверстий 0,3 л>л. Через слой свежей смОлы IIpofl) cêafoò переменное к0.1ичг "TBQ ffcx О д н О Г О 7 a T e Ic c B с О и o p o c T s Io, О о г с г1 е ч и в а >0щей время контакта латекса и смолы, в течение 2 лпн.

Ооработанный laTP. Tc фильтруют через капроновую сетку О! 8, Определяют наличие

lIoBI" лю !а на сетке, рН, концгнтраци>О If loзерхностчо натяжение латгкса, ргзультать: даны в та 0.1. 1.

Полимеры B латексе отсутству>от.

Таблица 1

Свойства кислого латекса, полученного предло>кенным способом

Xарактерист11кa aати. са ( кои-, ове, хпо трН центра- ное иатя>ксция, ",„, иие, бин/сл

0uüå>f латекса, ироиугцеиного чсре:-!

2 - смоль., гил (! 7 2с15

2, 3 2с,8

2,8 3!I,

3,3 Згч1

4,0 20,7

5,3 3 1,0

6,6 3I-,5

2"

8,5 30,0

1О ;00 00

5GO

;,РО

15 800

1000 !

200

52 .- л

56 ,=. 8

62

64

Д 7я cpaBHBíèÿ несколько !1Орцнй по

300 лл исходного латекса подкисляют по из.. "тному способу до различного значения рН путгм медленного (по каплям) приливания

1,7%-":îãî водного раствора соляной кислоты прп интенсивном перемешивании. Подкисленный латекс характеризовали по рН, концентрации и .количеству коагулюма в латексе fI расчгf= на полимер в исходной пробе (см. табл. 2).

Таблиц"". 2

Свойства кислого латекса, полученного по известному способу

Количество коа гула>ма в лате се, %

Концентрация, рН

28,5

26>

23,5

3.3

20 !

Рассмотрениг данных, приведенных в

50 табл. 1 и 2, показывает, что предложенный

cr;ocoá позволяет получать кислый латекс практиг!гскп во всем диапазоне рН среды (1,7 — 8,5) без потери стабильности латекса (коагулюм в обработанном латексе отсутст55 вует) и " сохранением концентрации на исхо:Iffoì уровне, тогда как применение известкого способа для получения кислого латекса

".= iзaнo со значительным снижением концентр» >ии исходного латекса и наличием большо6O -.о количества коагулюма в латексе, увеличиза1ощгмся с понижением значечия рН.

Пример 2. Латекс СКС-30 ОХ синтезируют и отдельными порциями по 300 лл îo-. раоатывают 50 г катионитовой смолы, как описa:fo в примере 1. Однако после 3-й:op533601

Таблица 3

Значения рН латекса СКС-30 ОХ после обработки катионовой смолой

Порция 1 2 3 4 5 б 7 . 3 9 1О 11 12 ( рН 13 23 30 1с! 1с! 20 19 20 10 1о 91 73

Таблица 4

Свойства латекса СКС-30 ОХ после обработк11 катионитовой смолой

7 4,5 рН

1,7

1,8

Время контакта, яисн

1 2

Латекс получен по изве;тÍÎ lУ СПОсобу, 1атекс

I:0л1чен по

II сдложеиному спосооу

Характер: стек;

Латекс, полученный после обпаботки смолой по предложенному спосооу

11скоиный латок:

35 Характеристика латекса

Ппололжительиость синтеза, чпс

Концентрация, рН

Поверхностное натяжеl:::Ñ, дИН Сьп

Содержание золы, о

4,!

j3

3

5,7

Концеитпация, рН

СOQQjliltаll!!0 зо.сия, О!, 46 5

2,!

49

11 !

1S

0.5

0,3

1,2 ции перед каждым последующим пропуско латекса смолу регенерируют. Регенерацию смоль! осуществляют .путем пропуска через смолу 300 л1л дистиллированной воды, 30 л1л

Видно, что увеличение количества латекса более 300 ял на 50 г смолы привод!36 увеличению рН обработанного латекса, одчако регенерация смолы полностью восстанавливает ее эффективность.!

П p:и м е р 3. Латгкс СКС-30 OX cIIHTP3иНаличие коагулиома Отсутствие

Полученные результаты указывают на понижение рН латекса при увеличении времени контакта со смолой и возможность отложения полимера на поверхности смолы при времени 15 контакта, превышающем оптимальное значение, при выбранных условиях, равное 2 11ин.

П р и it е р 4. Латекс СКС-65ГП получают в автоклаве, объемом 10 л, при 50 С с конверсией мономеров 100% по следующему рецепту, вес. чл бутадиен 35, стирол 65, дибутилнафталинсульфокислый натрий (некаль)

4,5, сульфат натрия 1,5, натриевая щелочь

0,3, персульфат калия 0,45, вода 110. Полу- 25 ченный латекс в количестве 200 мл Встряхивают в колбе с 30 г катионптовой смолы 1;У-1 в течение 5 лпсн и отфильтровывают через капронову1о сетку. Определяют концентрацию, рН и содержание примесей (золы по прокаленному остатку в % от веса полимера) в латексе до и после обраоотки смолой (см. 30 табл. 5).

Таолица 5

Свойства латекса СКС-65ГП

2% -ного водного раствора соляной кислоты и вновь 300 .чл воды. Наблюд2,3îñü следующее пзменечие рН латекса после обработки (см. табл. 3). руют и отдельными порциями по 300 31л обраОатывают 50 г катионитовой смолы, как описа:!0 в примере 1, но с различной ":õîðîñòütî и;!отека:IПЯ латекс"-., ÎбPспечll3010ùPÉ переменное время el0 контакта =0 смолой. Обработанный латекс характер:.1зуют з:1ачгнием

pH:I устойчивостью (см. табл. 4).

1 (Следы по- Отложение лимера на полимера смоле иа смоле

Видно, что обработка cil0-; 0 i .л а текса

СКС-65ГП позволяет не только получить кислый латекс, íî II значительно сн. зить содерж а н и р. и р и м с с и — 3 0 л ь! в л а т е к с 2.

П р и it е р 5. Латекс С1хН-40-1ГП синтезируют в 10-,1:1трозом автоклаве эмульсио .-:ной полимс изацией !!, ;H 35 С с ко. -!версией мо1-:омеро3 100% по рецепту, вес. ч.: бутадиен

60; 21(р11лон;1тр«л 40; мета!ори IG36H lсис,чота

4.0; алкилсульфочат натрия 4,0: сульфат натрия 0,6; гидроперекись изопропилбе:-тзо".а 0,3; рочгалп1т 0,1; вода !40.

В Одном из Опытов 2мфÎтеп .1ы11 эilульгатор — алкилс льфонат н-..трия используют и р и р Н 6,5 (ГОСТ 2390-66) . " д . у-oi опь! те перед проведением полимепизаци11 IfcxozHI tй эмульгатор пропускают через катионитовую ."молу КУ-2-8 (ГОСТ 13505-68) до рН 1,8.

Характеристики латек=оз и..".I30äåHû в табл. 6.

Таблица 0

Свойства латекса СКН-40-1ГП

533601

Составитель В. Балгин

Техред В. Рыбакова

1(орректор В. Гутман

Редактор Л. Герасимова

Заказ 960/1464 Изд. ¹ 1738 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 4(-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент>

Как показывают результаты, полученный по предложенному спосооу кислый латекс отличается от кислого латекса, синтезированного по известному способу, меньшим содержанием примесей — золы.

Таким образом, предложенный способ получения кислых латексов в сравнении с известными способами позволяет повысить стабильность и концентрацшо латексов и уменьшить содержание в них посторонних примесей.

Формула изобретения

Способ .получения кислого латекса путем полимеризации диеновых и виниловых мономеров в эмульсии с применением эмульгатора и активатора, о тл ич а ю щи йся тем, что, с целью повышения стабильности и концентрации латекса и снижения в нем минеральных примесей, эмульгатор или латекс обрабатывают катионитовой смолой до получения зн а ч ения р Н 1,7 — 8,5.

Источники, использованные при 3KcIlcDтизе:

1. P. Нобль. Латекс в технике. Госхимиздат, 1962, с. 295.

2. «Синтетический латекс», ред. Г. С. Уит15 би, ГОСНТИ, Л. 1957, с. 640 (прототип).