Способ получения сополимеров Советский патент 1981 года по МПК C08F218/08 C08F2/24 

полимеры, в частности: метилметакрилат, акрилонитрил-стирол, метил метакрилатэтилметакрилат, метил метакрилат-метилакрилат, метакрилонитрил-стирол. Суспензионная полимеризация принципиально отличается от эмульсионной (латексной) полимеризации как по механизму протекания, так и ио кинетическим показателям. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является известный способ получения сополимеров водноэмульсионной сополимеризацией сложных виниловых эфиров с предварительным эмульгированием в воде сомономеров в присутствии радикального инициатора и смеси анионогенного и неионогенного эмульгаторов 3. Однако применение этого способа для получения сополимерных дисперсий тройных сополимеров сложных виниловых эфиров - эфиров акриловой кислоты - акриловой кислоты приводит к образованию недостаточно стабильных полимерных дисперсий с небольшим сроком хранения (не более трех месяцев) и неустойчивых к низким температурам (ниже 0°С); не удается получить дисперсии с низким содержанием остаточного мономера (менее 1 вес.%); при осуществлении его не удается избежать образования коагулята (0,2-0,5 вес.%). Целью изобретения является получение конечного продукта в виде стабильной водной дисперсии и снижение содержания в нем остаточного мономера. Эта цель достигается тем, что при реализации способа получения сополимеров водноэмульсионной сополимеризацией сложных виниловых эфиров с предварительным эмульгированием в воде сомономеров в присутствии радикального инициатора и смеси анионогенного и неионогенного эмульгаторов осуществляют сополимеризацию сложных виниловых эфиров, эфиров акриловой кислоты и акриловой кислоты в присутствии защитного коллоида, представляющего собой диэтиламинную, натриевую или аммонийную соль сополимера винилацетата, бутилакрилата и акриловой кислоты, при весовом соотнощении анионогенного эмульгатора, неионогенного эмульгатора и защитного коллоида от 3:2: 0,25 до 1,5:3:0,5. Соотнощение сомономеров винилацетат, бутилакрилата и акриловой кислоты в защитном коллоиде от 40 : 50 : 20 до 60 : 20 : 10. Защитный коллоид получают полимеризацией исходной смеси мономеров в этиловом или метиловом спирте при использовании в качестве инициатора перекиси бензоила. После окончания процесса полимеризации полученный раствор сополимера в спирте охлаждают и нейтрализуют диэтиламином, едким натром или аммиаком. Полученный продукт легко растворим в воде и об510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ладает хорощеи поверхностной активностью. В качестве анионогенных эмульгаторов используют смесь натриевых солей алкилбензолсульфокислот (сульфонол) и смесь натриевых солей алкилсульфокислот с алкильными остатками, содержащими 12- 18 атомов углерода (волгонат), а из неионогенных эмульгаторов - смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов (ОП-10) и частично сульфатированные алкилфенолполигликолевые эфиры (). Сущность способа получения сополимеров заключается в следующем. Для приготовления эмульсии мономеров используют 50,0 вес. ч. дистиллированной воды, в которой растворяется половина всего количества смеси анионогенного и неионогенного эмульгаторов, а также все количество защитного коллоида. В 10,0 вес. ч. воды ра створяют все количество инициатора (персульфата аммония) и после фильтрации приливают к водному раствору эмульгаторов, после чего начинают загрузку мономеров в следующей последовательности: акриловая кислота, сложный виниловый эфир, эфир акриловой кислоты. Перед загрузкой акриловой кислоты в водный раствор эмульгаторов загружают водный 10%-ный раствор аммиака (0,5- 0,8 вес. ч.). Если в рецептуре встречается акриламид, являющийся модификатором адгезионных свойств сополимерных дисперсий в зависимости от назначения целевого продукта, то его также загружают перед акриловой кислотой. После полной загрузки всех мономеров в водный раствор эмульгаторов полученную смесь перемещ.ивают в смесителе в течение 15-30 мин при 12-15°С до получения белой однородной эмульсии. Использование высокоскоростных смесителей обеспечивает получение качественных эмульсий со стабильностью (до начала расслоения эмульсии) не менее 10 ч. Для приготовления водной фазы используют от 40,0 до 50,0 вес. ч. дистиллированной воды (в зависимости от рецептуры опыта), в которой растворяют вторую половину всего количества смеси анионогенного и неиногенного эмульгаторов. Затем в водном растворе растворяют регулятор рП -соду (0,25-0,5 вес. ч.). Полученную водную фазу загружают после фильтрации в полимеризатор. В полимеризаторе водную фазу подогревают до 65°С. После достижения рабочей температуры (65°С) производят первоначальную затравочную загрузку эмульсии мономеров в полимеризатор в количестве 7-10 об. %. Через 20-30 мин начинают непрерывную подачу эмульсии мономеров в полимеризатор в течение 3 часов. Время

полимеризации 6-7 ч. Весь процесс полимеризации проводится в слабом токе азота.

Полученные водные сополимерные дисперсии с приятным бирюзовым отливом имеют высокую механическую стабильность и выдерживают 5 циклов заморал-сивания и оттаивания до -10°С (один цикл: 2 ч замораживания, 2 ч оттаивания).

В табл. 1 и 2 приводятся данные двенадцати примеров осуществления способа получения сополимеров (защитные коллоиды разных составов пронумерованы порядковыми номерами, их состав приведен в вес. ч. на 100 вес. ч. сополимера).

Таблица 2

CL iii ra ч s о

Защитный коллоид 1. Натриевая соль сополимера винилацетата (ВА), бутилакрилата (БА) и акриловой кислоты (АК) состава 60 : 20 : 20.

Защитный коллоид 1А. Диэтиламинная соль сополимера ВА-БА-АК состава 60 : 20 : :20.

Защитный коллоид 2. Натриевая соль 45 сополимера ВА-БА-АК состава 50 : 30 : 20.

Защитный коллоид 2А. Аммониевая соль сополимера ВА-БА-АК состава 50 : 30 : 20.

Защитный коллоид 2Б. Диэтиламинная соль сополимера ВА-БА-АК состава 50: 50 : 30 : 20.

Защитный коллоид 3. Натриевая соль сополимера ВА-БА-АК состава 40:50:10.

Защитный коллоид ЗА. Диэтиламинная соль сополимера ВА-БА-АК состава 40: :50: 10.

55

Защитный коллоид 4. Аммониевая соль сополимера ВА-БА-АК состава 45 : 45 : 10.

Защитный коллоид 4А. Диэтиламинная соль сополимера ВА-БА-АК состава 45: :35:20.

60

Предлагаемый способ дает возмол ность получить достаточно стабильные, с высоким сухим остатком (44,5-50,1% I водные сополимерные дисперсии на осноче сложных виниловых эфиров, эфиров гчриловой

кислоты и акриловой кислоты, содержащие незначительное количество коагулята (до 0,15%) и остаточных мономеров (не более 1%).

Формула изобретения

Способ получения сополимеров водноэмульсионной сонолимеризацией сложных виниловых эфиров с предварительным эмульгированием в воде семеномеров в присутствии радикального инициатора и смеси анионогенного и неионогенного эмульгаторов, отличающийся тем, что, с целью получения конечного продукта в виде стабильной водной дисперсии и снижения содержания в нем остаточного мономера, осуществляют сополимеризадию сложных виниловых эфиров, эфиров акриловой кислоты и акриловой кислоты в присутствии защитного коллоида, представляющего собой диэтиламинную, натриевую лли аммонийную соль сополимера винилацетата, бутилакрилата и акриловой кислоты, при весовом соотношении анионогенного эмульгатора, неионогенного эмульгатора и защитного коллоида от 3:2: 0,25 до 1,5 : 3 : 0,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Патент США № 3806484, кл. С 08f 15/40, опублик. 1973 (прототип).