Способ получения тонких полимерных дисперсий

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ ПОЛИМЕРНЫХ ДИСПЕРСИЙ водоэмульсионной полимеризацией винилацетата или его сополимериэацией с этиленом или диалкилмалеинатами в присутствии радикальных инициаторов и поверхностно-активньгх веществ, о т л и ч а гага и и с я тем, что, с целью повышения морозостойкости дисперсий и водостойкости получаемых из них пленок и покрытий, в качестве поверхностно-активных веществ используют 4-7% (от массы мономеров) соединений , имеющих гидрофильно-липофильный баланс 15,5-17,5 и выбранных из групп, содержащей натриевые соли сульфатированных эфиров алкнлфелолов , натриевые соли алкилэтоксифосфатов , смеси оксиэтилированных алкилфенолов, блок-сополимера окиси этилена и окиси пропилена, оксиэтилированных синтетических зкирных (Л кислот или синтамида с сульфанолрм, алкилсульфонатом натрия или натриевыми солями синтетических жирных кислот, и процесс проводят в присутстВИИ 2,5-5,2 мас.% от мономеров смеси малеинового ангидрида и алифатического спирта с 4-12 атомами углерода при их. массовом соот,ношесо нии от 1:0,75 до 1:1,75. СП

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„191450 (5П4 С 08 F 18/08 2/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3500641/23-05 (22) 16.07 .82 (46) 15.11.85. Бюл, №- 42 (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Пигмент" (72) С.С.Мнацаканов, 3.3.Калаус, В.А.Рыжов, В.Д.Запорожец, Л.Г.Шибанова, В.Н.Савченкова, Г.А.Зальянц, А.С.Самоволев, В.В.Громов, С.Г.Никитина, С.С.Хачатрян и А.П.Галстян (53) 678.744.422.02(088.8) (56) Патент США № 3202625, кл. 260-29,6, опублик. 1961 °

Авторское свидетельство СССР

¹ 681847, кл. С 08 F 218/08, 1979. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ

ПОЛИМЕРНЫХ ДИСПЕРСИЙ водоэмульсионной полимеризацией винилацетата или его сополимеризацией с этиленом или диалкилмалеинатами в присутствии радикальных инициаторов и поверхностно-активных веществ, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения морозостойкости дисперсий и водостойкости получаемых из них пленок и покрытий, в качестве поверхностно-активных веществ используют

4-7Х (от массы мономеров) соединений, имеющих гидрофильно-липофильный баланс 15,5-17,5 и выбранных из групп, содержащей натриевые соли сульфатированных эфиров алкилфенолов, натриевые соли алкилэтоксифосфатов, смеси оксиэтилированных алкилфенолов, блок-сополимера окиси этилена и окиси пропилена, оксиэтилированных синтетических жирных кислот или синтамида.с сульфанолом, алкилсульфонатом натрия или натриевыми .солями синтетических жирных кислот, и процесс проводят в присутствии 2,5-5,2 мас.X от мономеров смеси малеинового ангидрида и алифа тического спирта с 4-12 атомами углерода при их массовом соотноше= нии от 1:0,75 до 1:1,75.

1191450

15

Изобретение относится к получению тонких водных дисперсий полимеров на основе винилацетата и может быть использовано в химической промышленности, а дисперсии — в лакокрасочной промышленности, легкой и мебельной промышленности, строительстве, производстве. строительных материалов и товаров народного потребления.

Цель изобретения — повышение морозостойкости тонких полимерных дисперсий на основе винилацетата и водостойкости получаемых из них пленок и покрытий. !

Показатель гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) характеризует способность поверхностно-активного вещества стабилизировать те или иные водные дисперсии: пены, эмульсии, суспензии, Показатель ГЛБ может быть определен экспериментально или расчитан из химического строения поверхностно-активйого вещества по вкладам различных структурных

25 единиц молекулы. Для смесей поверхностно-активных веществ показатель

ГЛБ рассчитывают по правилу аддитивности, Смеси малеинового ангидрида и алифатического спирта, получаемые З0 смешением компонентов при комнатной температуре и атмосферном давлении, представляют собой вязкие прозрачные жидкости, сохраняющиеся без изменений свойств до 1 года. Примене- 35 ние смесей с иными соотношениями компонентов приводит к ухудшению физико-механических свойств вододисперсионных пленок и к потере мороэостойкости. дисперсий. 40

В качестве алифатических спиртов для получения смесей с малеиновым ангидридом могут быть использованы индивидуальные .спирты нормального или изо-строения с числом углеродных 45 атомов в молекуле 4-12, а также промышленные спиртовые фракции, содержащие эти же спирты в различных соотношениях. Спирты с иным числом углеродных атомов дают дисперсии, форми- 50 рующие некондиционные по эластичности пленки и покрытия.

Смеси поверхностно-активных веществ готовят из расчета получения требуемого показателя ГЛБ. При 55 использовании поверхностно-активного вещества с показателем ГЛБ выше или ниже указанных пределов полученные дисперсии неустойчивы при хранении или получить их вообще не удается.

В качестве диалкилмалеинатов могут быть использованы диэфиры малеиновой кислоты и спиртов нормаль-! ного или иэо-строения с числом углеродных атомов от 4 до 12, причем радикалы могут быть одинаковыми или различными по строению. Массовые соотношения между винилацетатом и диалкилмалеинатом в полимере могут быть от 1:0,1 до 1:0,55. Использование диалкилмалеинатов иного строения или в иных соотношениях с винилацетатом приводит к получению дисперсий, образующих пленки и покрытия, некондиционные по показателям напряжение при разрыве и относительное удлинение.

При сополимеризации с этиленом массовые соотношения сомономеров предпочтительнее брать в пределах от 1:0,07 до 1:0 20. Сополимеризация винилацетата и этилена с меньшим содержанием этилена дает непленкообразующие дисперсии. Пленки, полученные из дисперсий с большим содержанием этилена, обладают низкой прочностью. В качестве радикального инициатора используют персульфат калия или аммония, гидроперекись третбутила, Пример 1. В круглодонную колбу емкостью 500 мл с мешалкой загружают 90 r воды,, 55 r натриевой соли сульфатированных полигликолевых эфиров алкилфенолов с ГЛБ 17,5, 0,25 г бикарбоната натрия, 100 г винилацетата, 4,4 г смеси малеинового ангидрида (1,6 г) и октилового спирта (2,8 r) и 0,5 r персульфата калия. Включают мешалку и колбу помещают в водяную баню с температурой 70 С ° Через 2,5 ч получают дисперсию с содержанием остаточного винилацетата 0,37. и размером частиц

О, 1-0, 2 мкм.

Пример ы 2-5. Полимеризацию (сополимериэацию) проводят аналогично примеру 1 по рецептурам и,при температурах приведенным в табл. 1, Пример ы 6-7. В автоклавах с мешалкой из нержавеющей стали емкостью 5 л загружают воду, ПАВ, бикарбонат натрия. Затем подают этилен при давлении 15 кг/см, повышают температуру и подают винилацетат, 1191450 т ° 8 ли ца 1

Припер 3

Кеннонен

Нононери

90 ВА

10 Этилен

100

8S

IS

100

ВА

Лн-втор-Ьутнл наланаат

65 ВА

Этэьпа ° !

ВО ВА 90

Гекснлдеюл20 налаклат 10

100

100

Вннкпацетат ВА (ВА) 100 Диподецнлналеииат

Ч(О

1 ° 5 НА нэо-Аннло° ВФ с пэта т (131,11) 1 ° 8

ДоцецилозьФ спирт

2 О (1;1,6)

3 ° 98

)IA

Октиловип спирт . (!r1,75) 1 . НА 2,0

° тор-Бутнловнд спирт

1 5 (Iг0,75) 5

2,5 3,5

1,6

На

-Бутнлозвп! спирт (1:1,5) Снесь наленвового ангидрида (НА) и алнфатического спирта

28

3 4

22 ÎO з,s

3,S

1 ° 5

Позерхлостаоактивиое велество

Оксиэтнлнрозаннне

СВБ (сии3,6 танокс-14)

Натрневьн

3 4 соли CIK

БлоксопоОксиэтилнрованнне алкилфеиоnhl

Суп ьфо и оп

Натркезие .соли an килэтокси3,2 фосфатов 6,5

О 8 (ГЛБ 16 ° 2)

Синтеза!а

Сулвфовол

НП-З

l ° 5 линер охнсеп этилена и пропилека

Апкнлсульфат патрик

5>5 (ГЛ& 15,5) 4 О (ГЛБ-16,З)

5,5

7 (ГЛБ 15,8) (ГЛБ 17 ° 5), Гидропере0,4 киса третЬутила

Радихалвхьа) инициатор

Персулвфат Персулвфат Персувьфат Персупьфат . калил 0,5 анноиил 0,6 калил 0,6 аэюокнк

Парс улъфа т калил

o,s

О,6

95

ВнкарЬоаат ватрнл

0,2S о,з

0,25 о,2

О,2S

0,25

Теэк ература, С

65

65

7о смесь малеинового ангидрида с алифатическим спиртом и инициатор десятью порциями через 30 мин. По окончании дозировок температуру повышают на 5 С и содержимое автоклава перемешивают 2,5 ч.

Соотношения компонентов и температуры приведены в табл. 1, Натриевне соля сульфатироваяинх эфиров алхилфенолов С-10 (ГЛБ 17,5) Из результатов испытаний (см. табл. 2) дисперсий следует, что дис-, персии, полученные по предлагаемому способу, обладают повышенной морозостойкостью и, формируют пленки с повышенной водостойкостью (меньшим водонабуханиек и малой водорастворимостью).

iIA

° ракцнк спиртов оксосивтеэа

С (1 1 ° 33) 1191450

Таблица 2

Водорастворимость, 7

Способ

Водонабухание, 7 рН

Массовая доля нелетучих веществ, 7

Известный

6,3

33,4

52,4

9,3

Предлагаемый по примеру

7.,8

Более 10

52,9

6,5

Более 10

52,4 6,5 25

2,5

55,5

17,8

3,6

52,0

5,5

20,5

56,8

3,2

52,6

5,4

18,1

Составитель А. Горячев

Редактор Т.Колб Техред M.Íàäü Корректор N.Ìàêñèìèøèíåö

Морозостойкость, циклы, (ГОСТ

18992-80) Более 10

Более 10

Более 10

Более 10

Заказ 7081/23 Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Условная вязкост, с (ГОСТ

18992-80) 7,0 28

6,5 ..20

7,0 35

6,5 25