Способ получения водных дисперсий смесей неэмульсионных и эмульсионных полимеров Советский патент 1976 года по МПК C08J3/06 

В аппарат с мешалкой загружают воду, эмульгатор, латекс эмульсионного полимера, крошку неэмульсионного полимера, растворитель. Содержимое аппарата перемешивают до получения грубой эмульсии неэмульсионного каучука, при этом одновременно агломерируются частицы исходного латекса, После этого производят диспергирование смеси путем более интенсивного перемешивания ее и затем отгоняют растворитель. После отгонки растворителя водная дисперсия смеси полимеров имеет размер частиц 2ООО-10ООО А и концентрируется с помощью слиБКОотделения, упаривания или центри фугирования. Концентраты с содержанием сухого вещества 6О-63 % имеют вязкость 4О-80сП. Водные дисперсии смесей полимеров можно изготавливать, используя производственные растворы неэмульсионных полимеров в углеводороде (обычно концентрации 7 - 15%), получаемые в процессе синтеза этих каучуко например раствор полиизопрена в изопентане При этом сохраняются основные параметры процесса и свойства дисперсий. В качестве неэмульсионного полимера могут быть использованы цис-полиизопрен, цис-полибутадиен, термоэластопласты, бутилкаучук, полиизобутилен и другие полимеры каталитической полимеризации. Б качестве латекса эмульсионного полимера могут быть использованы латексы полимеров бутадиена, изопрена и других диенов, стирола, сополиме ров бутадиена со стиролом, нитрилом акриловой кислоты, метакриловой кислотой и другими винильными мономерами с размером частиц 20О-900 А. При этом возможно использование латексов, полученных с повышенным количеством эмульгатора (5-7 вес. ч.), что позволяет резко увеличить скорость полимеризации. Для растворения полимеров могут быть использованы подходящие растворители, такие как изопентан, циклогексан, четыреххлористый углерод, хлористый этил, этилацетат, бензин, петролейный эфир или азеотропные смеси их с другими веществами, например циклогексан- спирт- вода, бензол- спиртвода. В качестве эмульгатора могут быть использованы мыла карбоновых кислот, суль- фокислот, а также комбинации ионогенных и неионогенных поверхностно-активных веществ в различных соотношениях. Пример.В аппарат с мешалкой емкостью 20 л загружают вес. ч.: Смесь латексов СКС-250Х и СКС-85(93:7 в расчете на сухое вещество)1ОО Каучук СКИ-3ЮО Циклогексан1300 Этиловый спирт298 Вода (с учетом воды в смеси латексов)425 Олеат калия7,5. Латексы CKG-25OX и СКС-85 получают путем эмульсионной полимеризации по рецептам, приведенным в табл. 1. Таблица 1

Бутадиен Стирол

Калиевое мьшо олеиновой кислоты Гидроперекись изопропил-бензола Ронгалит Трилон Б

Железо сернокислое, семиводное, закисное

Лейканол

15 85

,0 4,5-7,0

0,02

0,5

Хлористый калий ТретичнОдодецилмеркаптан П сульфат калия Гидроокись калия Вода Примечани чтобы содержание Условия получения латексов приведены СКС-25ОХ СКС--85 Конверсия мономе-7590 Температура полиме- 55О риаацин,°С Размер частиц латек- 60О-700 700-80 са, А Ниже дана коллоидно-химическая характеристика неагломерированного латекса СКС-С f Сухой остаток, %26-28,8 Содержание эмульг тора в расчете на полим, %4,18-6,0 рН1О,0-1О,5 Поверхностное натяжерие, дивном55,5- 68 Вязкость, сП 4,0-4,5 Размер частиц, А25О-830 В аппарат сначала загружают воду, гатор, неагломерированный латекс СКС-С крошку каучука СКИ-3, этиловый спирт и ц логексан. После этого температуру повышают до 4О С и растворяют каучук СКИ-3 пр (Слабом перемешивании (ЗОО об/мин) в тече ние 8 ч. После растворения полимера и р азования трубой эмульсии увеличивают скорость промешивания до 1000 об/мин и диспергируют смесь полимеров в течение 8 ч щ)и той же температуре. После получе ния сухого остатка эмульсии, близкого к расчетному (9,0%), производят отгонку рас творителя пои 54-63°С и остаточном давле нии 360 мм рт. ст. в виде азеотропа циклогексан- спвфт- вода до содержания после него в дисперсии О,О5-0,1%, К полученной

0.3 0,15 0,09 110 е. Полученные латексы смешивают в таком соотношении, СКС-85 в смеси составляло 7%. дисперсии добавляют 1 вес. ч., на 1ОО вес. ч. полимера водного 3%-ного раствора полиакриламида, перемешивают ее в течение 1 ч и выдерживают при комнатной температуре в течение 20 ч. После разделения слоев концентрат имеет сухой остаток 60-61%, а серум 3-4%. Пример2.В аппарат с мешалкой емкостью 20 л загружают, вес. ч.: Смесь латексов (СКС-25ОХ и СКС-85 в соотношении 93:7)100 Этиловый спирт135 Синтетические жирные кислоты Cjg- С|57,5 Калий едкий1,57 Вода (с учетом воды смеси латексов)5ОО 8,8%-ный раствор каучука СКИ-3 в изопентанеИЗО После загрузки температуру в аппарате повышают до 25-30 С и перемешивают смесь при ЗОО об/мин в течение 4-5 ч. После этого увеличивают скорость вращения мешалкидо ЮООоб/минидиспергируют смесь в течение 7 ч при 4 О С. После этого производят отгонку растворителя при 40 С, затем при 50 С и концентрируют дисперсию методом центрифугирования до сухого остатка 6О%. Пример 3. В аппарат емкостью 20 л загружают, вес. ч,: Латекс СКН-26П (на сухое вешество)100 Каучук СКД100 Вензол740 Этиловый спирт150 Калиевая соль СЖК5 Вода400 Латекс СКН-26П получают по рецепту приведенному ниже. Смбсь нагревают до 50 Си перемешивают при 300 об/мин в течение 5 ч до получения сухого остатка (13%). После это го смесь диспергируют при сильном перемешивании (ЮОО об/мин) в течение 7 ч и затем отгоняют растворитель в виде аае отропа бензол- спирт- вода при 52-62 С и давлении 360 мм рт. ст. до содержания растворителя 0,1%. Полученную дисперсию упаривают до содержания сухого остатка 58-60%, Рецепт получения СКН-26П, вес. ч.: Бутадиен Нитрил акриловой кислоты Калиевая соль СЖК Лейканол Персульфат калия Пирофосфат натрия Трилон Б Триэтаноламин Хлористый калий

Содержание сухого вещества,

вес. %

рН

Вязкость по Гепплеру,

сП

Поверхностное натяжение,

34

дин/см 5

Таблица 2

7,09

12,9

11,1 9,3 9,5 9,3

1О5

118

119

32

32

33

32 1 Регулятор (дипроксид;0,5 Вода200 Конверсия мономеров 70%, температура полимеризации 30 С, сухой -остаток 2728%. П р и м е р 4, Водную дисперсию смеси полимеров получают по примеру 1, но при этом используют каучук СКИ-3 и латекс СКС-С в количестве 2ОО и 1ОО вес. ч. соответственно. Свойства дисперсии после отгонки растворителя в примерах 1-4 приведены в табл. 2-5. Коллоидная характеристика эмульсий смесей полимеров приведена в табл. 2. Коллоидная характеристика водных дисперсий смесей полимеров приведена в табл. 3. Коллоидная характеристика концентратов водных дисперсий смесей полимеров дана в табл. 4. Зависимость агрегативной устойчивости эмульсии каучука СКИ-3 и эмульсии смеси полимеров СКИ-3 и СКС-С от концентрации полимера в растворителе дана в табл. 5.

521291

13 % Тип полимера

CKPt-3 + CKC-C

отсутствует

Совмещение процессов агломерирования

эмульсионного латекса и получения водной дисперсии неэмупьсионного полимера позволяет повысить концентрацию эмульсии в 22,5 раза и тем самым концентрацию водной 28 дисперсии после отгонки растворителя, снизить содержание эмульгатора в дисперсии с 7,5-8 до 4,5-5%, считая на полимер, увеличить размер частиц с 8ОО-900 до570О А и, кроме того, значительно повысить стабиль-) ность дисперсии в процессе отгонки.

При концентрации водных дисперсий методом сливкоотделения значительно сокращается время ( до 2О ч) сливкоотделения и получается концентрат с содержанием сухого 35 остатка 60-64% и вязкостью 6О-8О сП.

14 Таблица 5

отсутотсутотсутствуетствует ствует

Формула изобретения Способ получения водных дисперсий смесе неэмульсионных и эмульсионных полимеров с размером частиц 2000-10000 А, путем введения неэмульсионного поЛимера, содержащего растворитель,в латекс эмульсионного полимера с последующим эмульгированием, отгонкой растворителя и концентрированием, отличающийся тем, что, с целью исключения стадии агломерации латекса эмульсионного полимераи повышения агрегативной устойчивости смеси, в латекс эмульсионного полимера раздельно вводят воду, эмульгатор, огранический растворитель и крощку эмульсионного полимера или раствор неэмульсионного полимера в органическом растворителе. коагулюма, получаемого при отгонке растворителя при содержании полимера в циклогексане,