Щелочные соли ( фурфурилиден)-аминобензосульфокислоты в качестве стабилизаторов водных эмульсий полимеров

Щелочные соли ( фурфурилиден)-аминобензосульфокислоты в качестве стабилизаторов водных эмульсий полимеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социал истииескин

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 02.02.77 (21) 24499бб/23-04 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл 2

С 07 D 307/52

С 08 К 5/15

С 08 К 5/42

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.04.79. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 25.04.79

{53) УДК

547.722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. В. Космодемьянский, В. Т. Самородов, E. А. Лазурпн, E. П. KQBblJIoB и B. А. Беляев (71) Заявитель (54) МЕЛОЧНЫЕ СОЛИ n — (N — ФУРФУРИЖЩЕН) АМИНОБЕНЗОЛСУЛЬФОКИСЛОТЫ

В КАЧЕСТВЕ СТАБИЛИЗАТОРОВ ВОДНЫХ

ЭМУЛЬСИЙ ПОЛИМЕРОВ

Н СБ !

0 5 »

Предлагаются новые химические соединения, щелочные соли и- (И-фурфурилиден) аминобенэолсульфокислоты (ФАБС) .

Щелочные соли ФАБС могут быть использова. ны в качестве еь1ульгаторов водных растворов полимеров, введение которых в водные эмульсии углеводородных растворов полимеров повышает их агрегатную устойчивость снижение количества потерь полимера) в процессе отгонки растворителя.

Известны в, качестве стабилизаторов эмульсий и дисперсий неэмульсионных полимеров (бутилкаучука, цис-1,4-полиизопрена и др.), имеющих щелочную среду.(рН 10 — 12), поверхностно-активные вещества (ПАВ) анионного характера. K таким веществам относятся соли щелочных металлов высших карбоновых кислот и ароматических сульфокислот (1).

Наибольшей стабилизирующей способностью из указанных соедтп ений обладают щелочные соли п-аминобензолсульфокислоты, которые используются Э полимерных композициях в количестве 0,2 — 1,5 вес.ч. на 100 вес,ч. полимера (2).

При этом количество потерь полимера в виде коагулюма в процессе отгопки растворителя иэ эмульсий сравнительно велико и составляет 3,7—

5 весЯ.

Целью изобретения являются новые сосдине5 ния — щелочные соли ri- (N-фурфурилидеп) аминобензолсульфокислоты в качестве еще более эффективных стабилизаторов водных эмульсий полимеров.

Указанные свойства определяются новой хи10 мической структурой щелочных солей n- (N-фурфурилиден) аминобензолсульфокислоты общей формулы

20 где Me — щелочной металл.

Соединения указанной формулы получают конденсацией и-аминобензолсульфокислоты (сульфаниловой кислоты) с фурфуролом в водном раст658134 воре при нагревании с последующей нейтрализацией реакционной массы водным раствором щелочи.

Для доказательства строения n- (N-фурфурилиден)аминобензолсульфокислоты получен его

ИК-спектр в вазелиновом Масле на приборе UR-20 в диапазоне 400 — 3600 см .

В табл. 1 приведены полосы, соответствующие поглощению различных групп в молекуле указанного соединения.

Таблица 1

1 800-870

2 890

3 . 1020 †12

4. 1470-1600

С вЂ” Н (в ароматическом ядре)

С вЂ” Н (в фурановом ядре)

$=0 (в сульфогруппе)

Ароматическое ядро

2О

5 1690

6 1800-2700 Азот в протонированном состоянии (N+)

7 2860 — 2980 С вЂ” Н

C=N

8 3400-3600 О-Н

Исследование спектра указывает на образование продукта конденсации и-аминобензолсульфокислоты и фурфурола (полоса 1690 см 1, соответствующая колебаниям C=N-связи), которьщ однако, находится в равновесии с ионной формой (полосы 1800 — 2700 см, соответствующие и+) ..

Замещение водорода сульфогруппы на щелочной металл (К, Na) сдвигает реакцию влево до образования молекулярной формы, так как металл значительно тяжелее протона и не может мигрировать к атому азота.

Таким образом доказывается строение щелочных солей и- (N-фурфурилиден) аминобензолсульфокислоты.

Полученные соли используются в качестве стабилизатора в виде водного раствора в количестве

0,2 — 1,5 веся. (в расчете на сухое вещество) на

100 вес.ч. полимера. Дозировка соли меньше

0,2 вес.ч. желаемого эффекта не дает, введение же ее в эмульсию в количестве, большем 1,5 вес.ч., не приводит к дальнейшему повышению агрегативной устойчивости эмульсий при отгонке растворителя.

Пример 1. Синтез калиевой соли ФАБС.

К раствору 43,3 г сульфаниловой кислоты в

720 мл воды, нагретому до 90 С, прибавляют по каплям 28,8 г фурфурола. Смесь упаривают до объема 200 мл, после чего охлаждают. Выделенный продукт отделяют от жидкости, отмывают от избытка фурфурола тремя порциями (по

150 г) этилового спирта и сушат при 85 С, Выход ФАБС составляет 51,5 r (82% от теоретического). Полученный продукт имеет следуюшие характеристики: разлагается при 267 С, мол. в. 251 (вычислено), 260 (определено).

Найдено, %: С 55,3; Н 3,5; О 22,9; Ь 5,2;

S 13,1.

С„Н,04М$

Вычислено, %: С 52,6; Н 3,6; 0 25,5; N 5,6;

S 12,7, Калиевую соль ФАБС получают следующим образом. К смеси 100 мл воды и 31,4 r кислоты, нагретой до 80 С, прибавляют раствор 7,0 r капиевой щелочи в 20 мл воды. Реакционную смесь перемешивают до полного растворения осадка, после чего рН ее доводят до 10 — 10,5.

Получают 155 мл 24%-нго водного раствора калиевой соли ФАБС.

Пример 2. Синтез натриевой соли ФАБС.

К смеси 100 мл воды и 31,4 г ФАБС, полученной по примеру 1, нагретой до 83 С, прибавляют раствор 9,8 г натриевой щелочи в 20 мл воды. Реакционную смесь перемешивают до полного растворения осадка, после чего рН ее доводят до 10 — 10,5. Получают 158 мл 25 ного раствора натриевой соли ФАБС.

Пример. 3. Применение щелочных солей

ФАБС для стабилизации водных эмульсий расгворов полимеров.

В автоклав емкостью 20 л, снабженный рубашкой для обогрева горячей водой и пропеллеркой мешалкой со скоростью вращения

300 об/мин, загружают полимерные композиции, рецепты которых приведены в табл. 2.

Таблица 2

Компоненты

Рецепт, вес. ч. (г 1

Бутилкаучук БК-1675Т 100

Изо бутилен-стирольный сополимер ИС вЂ” 60

Цис-1,4-полиизопрен (СКИ вЂ” 3) 1600

Циклогексан и-Гексан

Изопептан

Олеат калия

900

4,5 6,0

200 600

1000

Калиевая соль ФАБС

Натриевая соль ФАБС

0,2 1,0

1,5

Водные дисперсии полимеров указанных рецептов получают в условиях, приведенных в табл. 3.

Для оценки эффективности действия щелочных

658134 соответствующих количеств щелочных солей сульфаниловой кислоты, а также беэ стабилизируюгцей добавки. солей ФАБС по рецептам, приведенным в табл. 2, р условя иях, укаэанных в табл. 3, получаю. латексы с использованием стабилизирующей добавки

Таблица 3

1 ецепт, Растворение полимера

Отгонка растворителя

Эмульгировапие раствора в жидкой фаэ" температура, вакуум С мм рт. ст. время, ч температура, С время, ч температура, С

48-55

10

46-57

12

Атмосферное давле25

30-35

25

20 ние

Влияние типа и дозировки стабилизаторов на агрегативную устойчивость эмульсий углеводородных растворов полимеров по-: казано в табл. 4.

Габлица 4

Содержание вещеКол ичест во стаби личество ства в днс-: лизатора, вес.ч. на

100 вес.ч.

Рецепт

Стабилизатор

Полимер персии, вес, % полимера

1 Вутил каучук

БК вЂ” 1675 Т

Натриевая соль

ФАБС

Натриевая соль сульфаниловой кислоты

1,5

1,7

1 1,6

1,5

3,7

14,2

13,5

9,7

Калиевая соль

ФАБС

Калиевая соль сульфаниловой кислоты

0,2

3,1

33,4

0,2

4,9

12,4

30,9

29,0

3 Цис-1,4-полиизопрен (СК1Л-3) Калиевая соль

ФАВС

Калиевая соль сульфаниловой кислоты

1,0

16,2

1,9

1,0

3,8

10,4!

4,6

13,6

Я агулюма снижаются до 1,7 — 3,1% в зависимости от типа полимера и эмульгатора).

Указанные соли являются веществами биоразлагаемымн, поэтому присутствие их в сточных

Келочные соли n-(N-фурфурилиден) аминобензолсульфокислоты могут бьнь использованы в качестве стабилизаторов эмульсии в процессе отгонки растворителя (потери полимера в виде ко2 Изобутиленстирольный сопалимер ИС вЂ” 60

460-600

460-590 терь поли ра при от онке растрителя из мульсии, вес.%

658134 водах не приводит к загрязнению окружающей среды.

Формула изобретения

Келочные соли и. (Й-фурфурилиден) аминобенэолсульфокислоты общей формулы

_#_-СК

I i ми Оз !

Составитель И. Дьяченко

Техред М.Петк о 1(орр

Редактор О. Кузнецова

Тираж 512 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений н открытка

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб„д. 4/5

Заказ 1982/2(Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где Ме — щелочный металл, 8

Ъ в качестве стабили уторов водных эмульсий полимеров.

Источники информации, принятые во внимау ние при экспертизе

1. Абрамзон A. А. Поверхностно-активные вещества, свойства и применение. Л., "Химия", 1975, с. 145.

2. Авторское свидетельство СССР У 2360724/05, р кл. С 08 1. 9/00, 17.05.76.