Способ получения смеси полиалкиленовых эфиров

 

Использование: в качестве стабилизирующей смеси в процессе латексной полимеризации акрилатов. Сущность изобретения: способ получения смеси полиалкиленовых эфиров, включающий взаимодействие оксида этилена моноэпоксидом бутадиена-1, 3 в присутствии основного катализатора при 120 - 150°С, причем оксид бутадиена-1, 3 обрабатывают предварительно водой в присутствии анионообменной смолы в HCO₃ -форме при молярном соотношении H₂O : оксид бутадиена-1, 3: активная группа смолы = (10 - 20):1:(0,15 - 0,30) при 60 - 80°С при равномерном дозировании моноэпоксида в реакционную массу с последующей выдержкой реаккционной массы при этой температуре в течение 40 - 180 мин, отделением анионита и выпариванием воды, в качестве катализатора используют моногликолят щелочного металла, осуществляют взаимодействие обработанного оксида бутадиена-1, 3 водой с пропиленоксидом при молярном соотношении исходный моноэпоксид: пропилен - оксид: моногликолят щелочного металла = 1:(5 - 25): (0,15 - 0,50) в течение 120 - 600 мин с последующим оксиэтилированием при 120 - 150°С в течение 180 - 700 мин при молярном соотношении исходный моноэпоксид: оксид этилена: катализатор = 1:(10 - 55):(0,15 - 0,75). 2 табл.

Изобретение относится к простым эфирам, в частности к усовершенствованному способу получения смеси олигомеров на основе бутен-3-диола-1,2 и оксидов этилена и пропилена, которая может быть использована в процессе латексной полимеризации акриловых мономеров в качестве стабилизатора.

Известен способ получения смеси полиалкиленовых эфиров путем взаимодействия алкиленоксидов, в частности, этиленоксида и 1,3-бутиленоксида в присутствии основного катализатора и воды при 100-150^оС в течение 0,5-20 ч (1).

Целью изобретения является увеличение стабилизирующей способности смеси в процессе латексной полимеризации акрилатов.

Поставленная цель достигается способом получения смеси полиалкиленовых эфиров путем взаимодействия оксида этилена и пропилена с моноэпоксидом бутадиена-1,3 в присутствии основного катализатора, причем предварительно оксид бутадиена-1,3 обрабатывают водой в присутствии анионообменной смолы в НСО₃-форме при молярном соотношении Н₂О:моноэпоксид:активная группа смолы = (10-20): 1:(0,15-0,30) при 60-80^оС и равномерном дозировании моноэпоксида в реакционную массу, последующей выдержкой при этой температуре в течение 40-180 мин отделением анионита и выпариванием воды, в качестве катализатора на стадии взаимодействия полученной смеси с оксидом этилена используют моногликолят щелочного металла, и процесс ведут при 120-150^оС в течение 180-700 мин при молярном соотношении исходный оксид бутадиена-1,3:оксид этилена: катализатор = 1: (10-55): (0,15-0,75). В качестве анионообменной смолы можно использовать смолы марки АВ-17Т, АН-31 и др. Полученную на первой стадии смесь подвергают предварительно взаимодействию с оксидом пропилена при молярном соотношении исходный оксид бутадиена:оксид пропилена:катализатор = 1:(5-25):(0-15-0,50) при 120-150^оС в течение 120-600 мин с последующим взаимодействием полученной смеси с оксидом этилена, как указано выше).

Осуществление синтеза смеси при указанных условиях позволяет увеличить эффективность стабилизирующей смеси, что выражается в возможности использования гораздо меньших загрузок этой смеси в процессе полимеризации акрилатов (0,5-1% по массе), получения латексов без коагулята в одну стадию и значительно более монодисперсных (показатель "наноразмер" равен (260-275): 1). Показатель "наноразмер" показывает отношение высоты пика на кривой распределения частиц латекса по размерам к ширине пика.

П р и м е р 1. В стеклянный реактор с рубашкой, снабженной турбинной мешалкой, термометром и капельной воронкой, внутренним объемом 700 мл загружают 270 г дистиллированной воды (15 молей) и 200 г анионообменной смолы АВ-17Т в НСО₃^- - форме с обменной емкостью 1,002 моль/кг. Смесь при перемешивании нагревают до 70^оС с помощью термостата, и при этой температуре подают в реактор из капельной воронки 70 г оксида бутадиена-1,3 (1 моль) в течение 240 мин. Молярное соотношение вода:моноэпоксид:активная группа анионита = 15:1:0,2044. По окончании прибавления реакционную массу перемешивают еще 90 мин, анионит отделяют и испаряют воду на роторном испарителе. В результате получают прозрачную смесь в количестве 87,65 г. Полученную смесь в количестве 8,7 г помещают в автоклав и добавляют 3,81 г моногликолята натрия. Автоклав закрывают, поднимают температуру до 140^оС и течение 310 мин при перемешивании через дозирующий вентиль равномерно подают 57,34 г оксида пропилена. Молярное соотношение исходный оксид бутадиена: оксид пропилена:моногликолят натрия = 1:10:0,35.

После этого автоклав охлаждают до 5-10^оС, открывают, добавляют еще 4,57 г катализатора и при 140^оС и перемешивании через дозирующий вентиль подают 130,5 г оксида этилена в течение 420 мин. Затем автоклав охлаждают и выгружают 199,5 г вязкой смеси коричневого цвета (выход 99,6%), которую используют далее в качестве стабилизатора.

Для проверки эффективности полученной смеси осуществляют латексную полимеризацию акрилатов. Для этого в стеклянный реактор с рубашкой внутренним объемом 500 мл загружают 150 г тридистиллированной воды и 1,5 г полученной как описано выше смеси. Смесь при перемешивании продувают аргоном 10 мин, затем добавляют 80 г бутилакрилата, 80 г метилметакрилата и перемешивают в течение 1 ч. Затем в реактор добавляют 2 г персульфата аммония в 50 мл воды и нагревают смесь до 80^оС. Синтез проводят до конверсии мономеров 99%, которую определяют по прекращению увеличения сухого остатка, причем длительность синтеза составляет 2 ч с момента введения персульфата аммония. Полученный латекс охлаждают при перемешивании до комнатной температуры и фильтруют через тройной слой марли для определения количества скоагулировавшегося полимера. В данном примере коагулят отсутствует. Определен диаметр образовавшихся частиц методом электронной микроскопии, распределение по размерам и устойчивость к механическим воздействиям и электролитам по стандартным методикам. Показатель "наноразмер" равен 270:1 (отклонение от монодисперсности 0,5%). Латекс очень устойчив к механическим воздействиям.

Пример иллюстрирует высокое качество полученной смеси, поскольку ее требуется всего 0,4% по массе полимеризация идет очень быстро, полученный латекс более монодисперсен и устойчивее, чем в прототипе.

Примеры 2-15 иллюстрируют влияние различных факторов на стадиях гидролиза оксида бутадиена и оксиэтилирования в процессе получения стабилизирующей смеси, используемой для проведения латексной полимеризации акрилатов в системах, содержащих 50% сухого вещества. Основные результаты по эффективности образующейся смеси представлены в табл.1.

В табл.2 представлены результаты испытаний смесей, показывающих влияние предварительного оксипропилирования перед взаимодействием смеси с оксидом этилена, примеры 16-25.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ПОЛИАЛКИЛЕНОВЫХ ЭФИРОВ путем взаимодействия моноэпоксида ненасыщенного углеводорода С₄, этиленоксида, пропиленоксида и воды в присутствии основного катализатора при 120 - 150^oС, отличающийся тем, что, с целью увеличения стабилизирующей способности смеси в процессе латексной полимеризации акрилатов, в качестве моноэпоксида ненасыщенного углеводорода С₄ используют моноэпоксид бутадиена - 1,3, в качестве основного катализатора - моногликолят щелочного металла, причем предварительно моноэпоксид бутадиена - 1,3 обрабатывают водой при равномерном дозировании моноэпоксида при 60 - 80^oС в присутствии анионообменной смолы в HCO₃ - форме при мольном соотношении воды, моноэпоксида бутадиена - 1,3 и активной группы анионообменной смолы 10-20:1,0:0,15-0,30, выпаривают воду и отделяют анионообменную смолу, осуществляют взаимодействие предварительно обработанного моноэпоксида бутадиена - 1,3 с пропиленоксидом в течение 120 - 600 мин с последующим взаимодействием в течение 180-700 мин с этиленоксидом при молярном соотношении необработанный моноэпоксида бутадиена - 1,3, пропиленоксида, этиленоксида и моногликолята щелочного металла 1:5-25:10-55:0,15-0,75.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3