СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОКСИЛАТНЫХ ЛАТЕКСОВ Советский патент 1973 года по МПК C08F236/04 C08F2/22 

1

Известен способ получения карбоксилатных латексов путем сополимеризации в кислой вадяной эмульсии смеси диенов, моновнниловых 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 20-60% и затем в кислой среде.

Метакриловая кислота, входящая в реакционную смесь, виачале (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 метакриловои 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 полимеризующуюся смесь переводят в кислую среду. При рН 7 Метакриловая кислота существуег в недиссоциированной форме и хорошо совмещается как с полимером, так .и с мономерами; вследствие этого но мере подкисления системы Метакриловая .кислота переходит из водной фазы в растущие латексные частицы и начинает участвовать в реакции сополимеризации с основными мономерами, входя в состав цепей сополимера. Характеризуясь более высокой реакционной способностью в реакциях радикальной сополимеризации, чем основные мономеры (бутадиен, стирол, метилметакрилат, нитрил акриловой кислоты и другие), Метакриловая Кислота при правильно выбранном времени изменения рН системы практически полностью входит в состав сополимера. Для того чтобы из бежать .коагуляции при введении кислоты в латекс, ее можно вводить с дополнительным количеством эмульгатора. Использование в .качестве инициатора полимеризации солей надсерной кислоты позволяет осуществлять перевод полимеризующейся системы в кислую среду без введения кислот, за счет выделения кислых продуктов при термическом разложении персульфатов в процессе полимеризации. ПрИМер 1. Процесс полимеризации проводили в автоклавах по следующему рецепту (вес. ч. на 100 вес. ч. основного мономера). Бутадиен36 Метилметакрилат65 Метакриловая кислота 1,0 Некаль 80%-ный (ди- 1,5 бутилнафталинсульфокислый натрий) Гипериз (гидропере- 0,3 кись изопропилбензола) Трилон Б (динатриевая 0,04 соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) Ронгал.ит (формальде- 0,2 гидсульфоксилат натрия) Третичный додецилмер- 0,3 Аммиа.к0,2 Соляная кислота0,45 (вводится при конверсии мономера 50%) Вода150 |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 50%. Температура полимеризации 20-30°С, конверсия мономеров 100%, продолжительность процесса 18 час, рН реакционной смеси до введения соляной .кислоты 7,5-8,0, после введения 1,8, у готового латекса 4,6. Количество коагулюма, образовавшегося при проведении процесса, составило 0,07% от .количества полученного полимера. Механическая устойчивость готового латекса (на приборе Марона) 3,2% коа-гулюма. При проведении процесса не предлагаемым, а обычным способом (без введения в исходную смесь аммиака и при конверсии на 50% соляной кислоты), с использованием этой же рецептуры и условий полимеризации процесс длится 21 час, при этом образуется 2,6% .коагулюма. Готовый латекс характеризуется рН 4,3 и механической устойчивостью 12,7% коагулюма. Пример 2. Процесс проводили аналогично тому, .как описано в примере 1. Рецепт полимеризации (вес. ч.) Бутадиен35 Метилметакрилат 65 Метакриловая .кислота0,75 Пекаль (80%-ный)1,5 |Персульфат калия1,2 Трилон Б Додецилмеркаптан Аммиак Температура полимеризации - до достижения конверсии мономеров 60-40%, после - 50-60°С. Конверсия мономеров 100%, время полимеризации 17 час, рН исходной смеси мономеров около 8, готового латекса 5,9. .Количество образовавшегося коагулюма 0,1%, механическая устойчивость латекса 4,3% коагулю.ма. Контрольный опыт (проведение полимеризации в этих же условиях без введения аммиака и с уменьшенной до 0,46 вес. ч. дозировкой персульфата калия): рН готового латекса 5,2, механическая устойчивость 17,8% коагулюма; 2,3% коагулюма в процессе полимеризации. .Пример 3. Процесс проводили аналогично тому, как описано в примере 1. Рецепт полимер.изации (вес. ч.) Бутадиен70 Стирол30 Мета.криловая кислота 2,0 Пекаль (80%-ный)3,0 Лейканол (конденси- 0,5 рованный нафталинсульфонат натрия) Гипериз0,5 Меркаптан0,3 Ронгалит0,1 Триэтаноламин6,5 Соляная кислота0,9 (вводится при конверсии мономеров 40- 45%) Некаль1,0 Вода200 Температура полимеризации 30°С, конверсия мономеров 96%, продолжительность полимеризации 24 час, рП полимеризуемой смеси довведения соляной кислоты 7,3-7,7, сразу же после ее введения 2,4, готового латекса 5,1. Количество образовавшегося в процессе полимеризации коагулюма 0,12%, механическая устойчивость латекса 1,4% .коагулюма. При проведении контрольного опыта по этсй рецептуре (без использования триэтаноламина .и соляной кислоты) .продолжительность полимеризации 27 час, рН латекса 4,6; .количество коагулюма, образовавшегося при синтезе 1,6%, механическая устойчивость латекса 9,8% коагулюма. Предмет изобретения Способ получения карбоксилатных латексов водноэмульсионной сополимеризацией сопряженных диенов, виниловых мономеров и непредельных карбоновых кислот, например 5 дивинила, метилметакрилата и метакриловой кислоты, в присутствии известных радикальных инициаторов, регуляторов и эмульгаторов сульфонатного или сульфатного типов, отличающийся тем, что, с целью повышения5 коллоидной стабильности полимеризуемой си6схемы, уменьшения забивки оборудования и улучшения свойств готового латекса, процесс сополимеризации осуществляют последовательно в две стадии: сначала в нейтральной или слабош,елочной среде до конверсии мономеров 20-60% и затем в кислой среде.