Способ получения хлоропренакрилатного латекса

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (д л) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ- .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886810/05 (22) 16.08.90, (46) 07.10.92. Бюл. ¹ 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт полимерных продуктов Научно-производственного объединения "Наирити (72) А.В,Геворкян, Л.К,Калантарян, Е.С.Егия н, Л.Ш.Ава неся н, Н.А. Геворкян, М.Е.Овсепян, М.К.Шушян, Г,Т,Мартиросян, В. (Ь. Боровскис и P.P.Ñàðêèñÿ í (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 495909, кл. С 08 F 236/18, 1962, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРОПРЕНАКРИЛАТНОГО ЛАТЕКСА (57) Использование: промышленность синтетического каучука, конкретно получение синтетического латекса. Сущность изобретения: при получении латекса используют

Изобретение относится к получению хлоропрен-акрилатных латексов, предназначенных для использования в качестве пленкообразующих, связующих и пропитывающх композиций.

В качестве прототипа выбран способ получения хлоропрен-акрилатного латекса, соотношение сомономеров в котором соответствует 70:30, под названием МХ-30. Дисперсию широко используют в производстве натуральных кож в качеСтве отделочного материала, а также в лакокрасочной промышленности, строительной технике. Процесс сополимеризации .хлоропрена проводят при 40 2"С, используя в качестве эмульгатора пентадецилсульфонат натрия (эмульга(si)s С 08 Р 236/18//(С 08 F 236/18, 220:06, 220;10) мономерную шихту следующего состава, мас.ч.: хлоропрен 66 — 81; эфир (мет)акриловой кислоты 15 — 30; (мет)акриловая кислота

1 — 4. В рецептуре используют обычные добавки, в качестве регулятора молекулярной массы используют диизопропилксантогендисульфид в количестве 0,7 — 1,0 мас.ч, в расчете на 100 мас.ч. сомономеров. В процессе используют трехстадийное повышение температуры: до конверсии 2530% Т= 20 — 25 С, далее температуру повышают до 40-45 С и поддерживают до конверсии 60 — 70%, после ее повышают до

55 — 60 С и проводят процесс до практически полной конверсии мономеров. Полученный латекс стабилизируют и дополнительно вводят(тио)мочевину в количестве 1,5 — 2,0 мас,ч. в расчете на 100 мас.ч, сомономеров. 3 табл, тор Е-30), Далее при глубоких степенях превращения мономеров (60 — 70% и выше) температура поддерживается в области ©, 55 — 60 С до практически полного превраще- 0» ния сомономеров в полимер. 1 )

Существенным недостатком полученного указанным способом хлоропрен.Ъкрилат1 ного сополимерного латекса являются низкие" физико-механические свойства латексных пленок: предел прочности при разрыве не более 80-85 МЛе при относителлном удои- е нении 600%, недостаточная их термостабильность и водостойкость, а также невысокие адгезионные свойства, Цель изобретения — повышение водостойкости, термостойкости, адгезионных характеристик, а также улучшение физико1766931 механических свойств пленок на основе хлороп рен-акрилатн ых латексов.

Эта цель достигается тем, что в способе получения хлоропрен-акрилатного латекса водно-эмульсионной сополимеризацией хлоропрена с акриловым сомономером в присутствии радикального инициатора, эмульгатора и стабилизаторов процесс проводят с введением третьего сомономера (мет)акриловой кислоты в количестве 1,0—

4,0 мас.ч. на 100 мас.ч. сомономерной смеси и регулятора молекулярной массы диизопропилксантогендисульфида (дипроксида) в количестве 0,7 — 1,0 мас,ч., осуществляют процесс сополимеризации трехстадийным температурным режимом: при низких степенях превращения сомономеров (25 — 307) при температуре 20 — 25 С, при средних степенях превращения сомономеров при 40—

45 С и далее при глубоких степенях превращения мономеров (60-70/ и выше) температура поддерживается в области 55—

60 С до практически полного превращения сомономеров в полимер с последующим вВедением в готовый латекс (после его стабилизации) (тио)мочевины в количестве 1,5—

2,0 мас,ч.

Ниде приводится состав водно-эмульсионной сополимеризационной шихты хлором рена, мас.ч.:

Хлоропрен 81 — 66

Эфиры (мет)акриловой кислоты 15 — 30 (Мет)акриловая кислота 1 — 4

Алкилсульфонат натрия (эмул ьгатор Е-30) 3,5 — 4,0

Оксиэтилированный anКИЛфЕНОЛ (ЭМУЛЬГдтор ОП-10) 0,8 — 1,2

Персульфат калия 0,3-0,4

ДиизоНропилксантогендисул ьфимд (дип роксид) 0,7 — 1,0

Вода 140 — 160

Способ осуществляют следующим образом.

В реактор для приготовления водной фазы заливают 1500 г воды, затем добавляют 40 r эмульгатора Е-30 и 10 г эмульгатора

ОП-10 и с помощью мешалки производят перемешивание в течение 5 — 7 мин (при 12—

15 С) до полного растворения эмульгаторов.

В реактор для приготовления углеводородной фазы заливают сомономеры: 810 г хлоропрена, 150 гметилметакрилата и 40 r метакриловой кислоты, 8 r регулятора молекулярной массы — дипроксида и перемешиванием 5 — 8 мин добиваются полного растворения ингредиентов углеводородной

10

Процесс сополимеризации хлоропрена осуществля ютт по следующему температур15 ному режиму; до глубины превращения 25—

55 фазы. Температуру в системе поддерживают в пределах 15 — 18 С.

Углеводородную фазу сливают в реактор с водной фазой и производят эмульгирование фаз при интенсивном перемешивании в течение 5 — 8 мин, Затем готовую эмульсию сливают в полимеризатор с одновременной подачей инициатора — персульфата калия, общее содержание которого 4 r (инициатор можно ввести по частям, по мере необходимости).

30/ при 20 — 25 С, при средних значениях конверсии — 30-60 Д при температуре полимеоизации 40 — 45 С и после достижения конверсии 60/ и более полимеризацию проводят при 55 — 60 C, Все остальные примеры по изобретению были осуществлены по аналогичной технологии с различным количественным содержанием ингредиентов водно-эмульсионной сополимеризационной системы, Рецептура шихты по примерам 1 — 12 приведена в таблице.

По окончании процесса сополимеризации хлоропрена рН готового латекса доводят до значения 6 — 8, используя 5 — 10/-ный раствор NaOH или КОН или 40 — 50/,-ный раствор триэтаноламина. Латекс стабилизируют водной дисперсией стабилизатора Н Г22-4 6 (2,2-метилен-бис-4-метил6-трет-бутилфенол) или П-23 (2,4,6-три-третбутилфенол) из расчета 1,5 — 2,0 мас.ч. на 100 мас.ч. полимера, В готовый латекс вводят (тио)мочевину в количестве 1,5 — 2,0 мас.ч.

Конкретные примеры, характеризующие предлагаемый способ получения хлоропренакрилатных латексов, приведены в табл. 1. Данные относительно температурного режима проведения процесса сополимеризации хлоропрена при различных стадиях (конверсиях) превращения мономера для рассмотренных примеров представлены в табл, 2.

В табл, 3 представлены коллоидно-химические характеристики полученных сополимерных латексов, их адгезионные характеристики, физико-механические свойства свободных пленок на их основе, а также водостойкость и термостойкость (индукцион н ы и период расщепления Н CI), для сравнения приводят свойства прототипа — дисперсия MX-30 и базового обьекта — наирита Л-ММА-,M (сополимер хлоропрена с метилметакрилатом и метакриловой кислотой с соотношением сомономеров, соответственно 81;15;4, полученный

1766931

Таблица!

Рецептура получения хлоропрен-акрилатнь х латгксов

Компонент

Оодержание, мас.ч., в составе а

1 2 3 4 5 6 7к Вк 9к 10к 11к

12»

Хлоропрен

Эфиры (мет)акриловод кислоты; метилакрилат

68,5

68,5

81 68,5 66 77 73 69 74,3 70,7 81

20 бутилакрилат метилметакрилат бутилметакрилат

15 30

30 25

30 30

25 15 метакриловая кислота

4,0

4,3

4,0 1,5

4 О

4,0 3,5 3,5

1,0 1,2 0,8

0,4 0,4 0,3

В,S 0,7 1,о

150 140 160

0,7

3,о

4,0

4,0 акриловая кислота

2,0 1,О

35 40 40

1,5

4,0

4,0

4,0

4,о

4,0

Эмульгатор Е-30

Эмульгатор ОП-10

Персульфат..калия

Дипроксид

1,0

0,4

1,0

0,4

0,8

1,0

1,0 о,4 о,е

1,Î о,4

0,8

1,г

0,3

o,s

160

1,О 1,О о,3 о,4

0,9 0,8

150 150

1,О

0,4 с,4 о,8 о,9

150

150 150 150

150

Вода

150

1,5 - 2,0 г,о 1,8 1,8

2,3

1,2

1,7

1 7

Мочевина

Тиомочевина

1,7

1,7

1,5 к к - контрольные примеры.

:двухстадийным методом сополимеризации).

Как свидетельствуют приведенные в табл. 3 данные, образцы хлоропрен-акрилатных латексов, получаемые указанным способом, характеризуются значительно улучшенным по сравнению с прототипом комплексом свойств, что позволяет рекомендовать разработанный новый тип хлоропрен-, акрилатного латекса помимо использования в качестве пленкообразующего и пропитывающего средсгва в легкой и ромы шлен ности (технология получения натуральных и искусственных кож) в качестве основы связующего и клеящего материала в строительной технике и других областях народного хозяйства.

Формула изобретения

Способ получения хлоропрен-акрилатного латекса водно-эмульсионной сополимеризацией хлоропрена с акриловым сомономером в присутствии радикального инициатора, эмульгаторов, регулятора молекулярной массы с последующей стабилизацией латекса, отличающийся тем, что, с целью повышения водо- и термостойкости, физико-механических и адгезионных свойств пленок на основе латекса, в качест5 ве акрилового сомономера используют эфир (мет)акриловой кислоты процесс осуществляют в присутствии (мет)акриловой кислоты при следующем составе мономерной шихты, мас.ч.:

10 хлоропрен — 66 — 81; эфир (мет)акриловой

КИСЛОТЫ вЂ” 15 — 30;

{мет)акриловая кислота — 1-4, в качестве регулятора молекулярной массы

15 используют 0,7 — 1,0 мас.ч, диизопропилксантогендисульфида в расчете на 100 мас.ч. сомономеров, при этом до конверсии мономеров 25 — 30о сополимеризацию проводят при 20 — 25 С, далее сополимеризацию осуществляют до 60 — 70 при подъеме температуры до 40 — 45оС, и до полной конверсии мономеров процесс проводят при 55-60оС с последующим выделением после стабилизации латекса 1,5 — 2,0 мас.ч. {тио)мочевины в расчете на 100 мас.ч, мономеров.

1766931

Таблица 2

Латекс

Температура, конверсия

6-12

Температура полимеризации на начальном этапе, С

Конечная конверсия на начальном этапе, температура полимеризации при средних степенях превращения мо номера,оС

Температура полимеризации при глубоких степенях превращения, С

Начальная конверсия на последнем этапе, "

23

25

30

25

28

45

45

60

55

58

70

63

Таблица 3. I т

Коллоидно-химические свойства хлоропрен-акрилатных латексов и Физико-механические свойства свободных пленок на их основе

; Равновес, ная сте; пень водо" поглощения, Начало отщепления ХС1 при 150 С, мин

Физико-механические свойства свободных пленок

Поверхност- Размер ное натане- частиц, ние,мН/м А

Вязкость относительная по Денлопу

Сухой остаток, Латекс

Адгезия-прочность отслаивания кирзовой ткани с кирзой,,кгс/2,5 см

Относительное удлинение, Предел прочности, Mfla

1,8

6,4

16,0

960 8,1 620

940 8,8 1200

41,6

1,68

16,2

9,6

3,2

1,25

37,0

Составитель Г.Овчинникова

Техред М.Моргентал Корректор М,Петрова

Редактор

Заказ 3521 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1 39,2

2 40,7

3 38,6

4 39,5

5 38,3

6 40,5

7к 39,8

8к 40,2

9к 39,0

10к 39,4

11к 38,7

12» 39,6

Прототип

Дисперсия

MX-30 40,6

Наирит

II-MMA-M 36,5

1,50

1,54

1,47

1,58

1,52

1,46

1,56

1,65

1,57

1,60

1,40

1,48

37,5

36,8

38,0

37,2

35>7

37,0

36,5

35,2

38,4

37,5

36,0

36,5

1010

15,5

16,8

16,0

15,0

15,4

16,4

14 7

15,6

15,4

14,8

15,6

16,7

1 100

1г80

1020

14,0

11,8

13,5

13,2

13,0

12,7

13,2

14,0

12,4

12,8

12,3

12,7

20,5

21,2

21,0

20,7

21,4

20,8

21,0

21,3

20,8

2I 0

20,6

21,3

5,0

4,2

4,8

4,6

4,5

4,7

4,3 . 5,0

4,8

5,0

4,5

4,1