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 с моноэпоксидом бутадиена-1, 3 в присутствии основного катализатора, причем оксид бутадиена-1, 3 обрабатывыают водой в присутствии анионообменной смолы в HCO₃-форме при молярном соотношении H₂O : моноэпоксид: активная группа анионообменника = (10 - 20):1:(0,15 - 0,30) при 60 - 80°С при равномерном дозировании моноэпоксида в реакционную массу отделением анионита и выпариванием воды, в качестве катализатора используют моногликолят щелочного металла и процесс ведут при 120 - 150°С при молярном соотношении исходный моноэпоксид бутадиена: оксид этилена: катализатор = 1:(10 - 55):(0,15 - 0,75). 1 табл.

Изобретение относится к простым эфирам, в частности к усовершенствованному способу получения смеси олигомеров на основе бутен-3-диода-1,2 и оксида этилена, 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, воды при 100-150^оС в течение 0,5-2 ч (1).

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

Поставленная цель достигается способом получения смеси полиалкиленовых эфиров взаимодействием оксида этилена с моноэпоксидом ненасыщенного углеводорода и воды в присутствии основного катализатора при 120-150^оС, особенностью которого является то, что в качестве моноэпоксида используют бутадиен-1,3, предварительно оксид бутадиена-1,3 обрабатывают водой в присутствии анионообменной смолы в НСО₃-форме при мольном соотношении Н₂О: моноэпоксид: активная группа смолы = (10-20):1:(0,15-0,30) при 60-80^оС и равномерном дозировании моноэпоксида в реакционную массу. Выдерживают при этой температуре в течение 40-180 мин, отделяют анионит и выпаривают воду в качестве катализатора используют моногликолят щелочного металла и процесс ведут при 120-150^оС в течение 180-700 мин при молярном соотношении исходный моноэпоксид: оксид этилена: катализатор = 1:(10-55):(0,15-0,75). В качестве анионообменной смолы можно использовать смолы марки АВ-17Т, АН-31 и др. Осуществление синтеза смеси при указанных условиях позволяет увеличить эффективность стабилизирующей смеси, что выражается в возможности использования гораздо меньших загрузок этой смеси в процессе полимеризации (0,5-1% по массе), получения акрилатных латексов без коагулята и значительно более монодисперсных (показатель "наноразмер") показатель "наноразмер", показывающий отношение высоты пика на кривой распределения частиц латекса по размерам к ширине пика, равен 270:1.

П р и м е р 1. В стеклянный реактор с рубашкой, снабженный турьинной 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 1,022 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:монооксид:активная группа анионита= = 15:1:0,2044. По окончании прибавления pеакционную массу перемешивают еще 90 мин, анионит отделяют и испаряют воду на роторном испарителе. В результате получают прозрачную смесь в количестве 87,65 г.

8,7 г указанной смеси помещают в автоклав, добавляют 4,57 г моногликолята натрия (0,042 моля). Затем автоклав закрывают, доводят температуру до 140^оС с помощью термостата, заполненного глицерином и в течение 360 мин при перемешивании через дозирующий вентиль равномерно подают 130,5 г оксида этилена. Молярное соотношение исходный оксид бутадиена-1,3:оксид этилена: моногликолят натрия = 1:30:0,44. Затем автоклав охлаждают и выгружают 142,9 г вязкой смеси коричневого цвета (выход 99,4%), которую используют в качестве стабилизатора латексной полимеризации.

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% , что определяют по прекращению увеличения сухого остатка (длительность синтеза 2 ч с момента введения персульфата аммония). Полученный латекс охлаждают при перемешивании до комнатной температуры и фильтруют через тройной слой марли для определения количества полимерного коагулята. В данном примере коагулят отсутствует. Определен диаметр образовавшихся частиц методом электронной микроскопии и устойчивость к механическим воздействиям и электролитам по стандартным методикам. Показатель "наноразмер" равен 230:1 (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, полученный латекс более монодисперсен и устойчивее, чем в прототипе.

П р и м е р ы 2-15 иллюстрируют влияние различных факторов 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 таблице.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ПОЛИАЛКИЛЕНОВЫХ ЭФИРОВ путем взаимодействия моноэпоксида ненасыщенного углеводорода С₄ и этиленоксида 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 C₄ используют моноэпоксид бутадиена - 1,3 в качестве основного катализатора - моногликолят щелочного металла, причем предварительно моноэпоксид бутадиена - 1,3 обрабатывает водой при равномерном дозировании моноэпоксида при 60 - 80^oС в присутствии анионообменной смолы в HCO₃ - форме при молярном соотношении воды, моноэпоксид 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 и этиленоксида при молярном соотношении необработанного моноэпоксида бутадиена - 1,3, этиленоксида и моногликолята щелочного металла 1:10-55: 0,15-0,75.

РИСУНКИ

Рисунок 1