Г. П. Гладышев, Е. И. Пеньков, В. А. Попов, А. С. Герасимова, Л. И. Соколова, В. И. Варламов и В. А. Корин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ

АКРИЛОВЪ|Х ЛАТЕКСОВ

Изобретение относится к области получения концентрированных акриловых латексов.

Известно регулирование процесса получения концентрированных акриловых латексов путем порционного или непрерывного дозирования мономеров или всех компонентов реакционной смеси в реактор. Этим способом достигается достаточно низкая концентрация неза поли меризова вши хся мономеров в реакторе, что снижает скорость полимеризации и, следовательно, облегчает отвод выделяющегося тепла, уменьшает температурные скачки.

Однако известный способ путем порционного дозирования мономеров не позволяет эффективно регулировать скорость эмульсионной полимеризации мономеров и не обеспечивает проведения процесса в изотермическом режиме, а температурные скачки в промышленном процессе значительны и достигают 30 вЂ” 40 С и более в зависимости от рецептуры смеси и объема аппарата. Кроме того, известный способ не применим в том случае, когда исключается дозирование мономеров и других компонентов, например, при проведении процесса под давлением в автокл аве.

С целью регулирования скорости процессов поли меризации и тепловыделения предлагают процесс проводить в присутствии соединений, выбранных из группы, состоящей из трифенилметана, флуорена, стильбена, антрацена, фенантрена, хризена, индена, в количестве 0,01 вЂ” 3% от веса мономеров.

При введении в систему регуляторов сое5 динений, выбранных из группы ароматических углеводородов, повышается скорость обрыва цепей за счет их взаимодействия с указанными соединениями, что позволяет эффективно регулировать скорость эмульсионной полимеризации и, соответственно, скорость тепловыделения.

Предлагаемый способ обеспечивает снятие экзотермичного тепла с помощью охлаждающей рубашки аппарата без увеличения ее производительности за счет более равномерного протекания процесса полимеризации.

Используя различные количества указанных соединений, можно проводить процесс с заданной скоростью и подавить температур20 ные скачки.

Оптимальные количества применяемых соединений, эффективно регулирующих скорость эмульсионной полимеризации и тепловыделения, составляют 0,01 вЂ” 3 от веса мо25 номеров.

По предлагаемому способу регулирование эмульсионной полимеризации акриловых мономеров осуществляют таким образом, что возможно проведение процесса при одновре30 менной загрузке всех компонентов реакцпон478839

Таблица 1

Количество коагулюма, / от мономера

Температурный скачок. С

Содержание остаточного мономера,,, Относительная вязкость 0,1 моль раствора в ацетоне

Сухой остаток,,г

Пример в присутствии регулятора в присутствии регулятора без без регулятора регулятора

23 вЂ” 25

0,21

0,25

0,22

0,30

38,5

37,9

38,6

4I,I

8,2

7,5

7,9

5,8

5,5

1,2

1,8

Отсутствует

Тепловой взрыв

17 вЂ” 19

Тепловой взрыв

5 б

38,8

40,1

0,3

0,1

3,5

0,6

0,2

20 вЂ” 22 ной смеси в реактор без применения порционного или непрерывного дозирования пх в ходе процесса.

Этот способ особенно эффективен при получении концентрированных акриловых латексов, содержащих в качестве мономера или основного сомономера низшие эфиры акриловой кислоты, такие как метилакрилат, бутилакрилат, и может успешно использоваться также при эмульсионной полимеризации с дозированием мономеров и при получении низкоконцентрированных латексов.

По предлагаемому способу предваритель но в мономере или смеси мономеров растворяют регулятор, выбранный из группы ароматических соединений, затем раствор регулятора, эмульгатор и инициатор с водой и другие необходимые компоненты загружают одновременно или путем дозирования в реактор и проводят полимеризацию при необходимой температуре.

П р и мер 1. Раствор 102 мл метилакрилата, 4 г эмульгатора С вЂ” 10, 2 г трифенилметана, 4,85 г дибутилфталата и раствор 0,08 r персульфата аммония в 103 мл воды загружают в реактор объемом 400 мл. При включенной мешалке смесь нагревают до 70 С и выдерживают при этой температуре 2 час.

Температура в процессе полимеризации поднимается до 75,5 С. После 2 час выдержки и олуч а ют л а текс.

В отсутствие трифенилметана температура в ходе реакции поднимается в течение 3вЂ”

4 мин до 93 вЂ” 95 С, причем смесь бурно кипит, и образуется большое количество коагулюма.

Пример 2. В реактор объемом 400 мл загружают раствор 76 мл метилакрилата с

2,6 r эмульгатора С вЂ” 10, 3,63 г дибутилфтапата, 0,058 r антрацена и раствор 0,0535 г персульфата аммония в 114 мл воды. Реакционную смесь нагревают до 70 С и выдерживают в течение 3 час. Температурный скачок составляет 3 С. Через 3 час получают латекс.

В отсутствие антрацена температура поднимается до 92 С, причем смесь бурно кипит.

Пример 3. Процесс проводят по примеру 2, но используют вместо антрацена 1,5 r

5 флуорена.

Пример 4. В реактор объемом 100 л загружают раствор 0,94 кг эмульгатора С вЂ” 10, 1,34 кг дибутилфталата и 37,5 r антрацена в

28 л метилакрилата и раствор 20 г персуль) o фата аммония в 40 л воды. Режим синтеза аналогичен режиму, описанному в примере 2.

Температура в ходе процесса поднимается до 76 С.

В отсутствие антрацена процесс протекает

15 столь бурно, что имеет место «тепловой взрыв», обусловливающий образование большого количества коагулюма.

Пример 5. В реактор емкостью 500 мл загружают 140 мл дистиллированной воды, смесь, состоящую из 68 мл метилакрилата, 39 мл бутилакрилата, 1 мл метакриловой кислоты, 2 r эмульгатора С вЂ” 10, 0,08 г антрацена и раствор 0,13 г персульфата аммония в 10 мл воды. Смесь при перемешивании на25 гревают до 68 вЂ” 70 С и при этой температуре выдерживают 2 час.

Температурный скачок составляет 3,5 С.

В отсутствие антрацена температура поднимается до 87 С, причем смесь кипит.

Пример 6. В реактор емкостью 500 мл загружают 140 мл дистиллированной воды, смесь, состоящую из 45,5 мл метилметакрилата, 61 мл бутилакрилата, 2 мл метакриловой кислоты, 4 г эмульгатора С вЂ” 10, 0,08 г антрацена и раствор 0,4 r персульфата аммония в 10 мл воды. Смесь при перемешивании нагревают до 68 вЂ” 70 С и при этой температуре выдерживают 1,5 час. Температурный скачок составляет 5 С.

40 В отсутствие антрацена температура поднимается до 90 С, смесь кипит.

В табл. 1 и 2 приведены показатели латексов, полученных в присутствии и без регуляторов, а также латексов, полученных из45 вестным способом при порционном дозировании.

478839

Таблица 2

Физико-химические показатели латексов

Способ

Известный (с использованием дозирования мономеров) Предлагаемый (по примеру 4) Показатели

39,5

697

35 вЂ” 36

600 вЂ 9

Стабильный

300 вЂ” 400

Стабильный

453

26,7

47,7

1500 вЂ 16

20 вЂ” 24

37 вЂ” 40

Таблица 3

Температурный скачок, С

Количество коагулюма, о; от мономера

Относительная вязкость

0,1 моль раствора в ацетоне

Сухой Содержание остаток, остаточного

Пример в присутствии регулятора в присутствти1 регулятора без без мономера,,, регулятора регулятора

36,7

32,6

38,5

38,4

38,5

0,45

0,3

0,25

0,3

0,25

13,9

7,6

8,5

6,2

8,5

2,5 б

I,1

1,8

Поверхностное натяжение, дин/см

Размер (радиус) латексных частиц, А

Стабильность к 5," -ному раствору CaCI, 5;г, -ному раствору NH OH

Прочность на разрыв, г/мм Относительное удлинение

Модуль при 100,"г -ном удлинении, г/ммМодуль при 300)"-ном удлинении, г/мм Пример 7. В реактор объемом 400 мл загружают раствор 76 мл метилакрилата с

2,6 г эмульгатора С вЂ” 10, 3,63 г дпбутилфталата и 2,2 r стильбена и раствор 1!4 мл воды с 0,0535 r персульфата аммоппя. Реакционную смесь нагревают до 68 вЂ” 70"С и выдерживают 3 час. Температурный скачок составляет 7 С.

Свойства полученного латекса приведены ниже.

Сухой остаток, 38,8

Содержание остаточного мономера, 0,20

Относительная вязкость

0,1 моль раствора в ацетоне 8,7

Температурный скачок, С в присутствии регулятора 7 без регулятора 22

Количество коагулюма, /, от мономера в присутствии регулятора 2,5 без регулятора 25.

Пример 8. В реактор объемом 400 мл загружают раствор 72 г метилакрнлата (d 0,956 г/см ), 2,5 г эмульгатора С вЂ” 10 3,5 r дибутилфталата, 0,0072 г антрацена и раствор 0,053 г персульфата аммония в 130 r воды. Реакционную смесь нагревают при перемешивании до 68 С и выдерживают 2 час.

Температурньш скачок составляет 12 С.

Через 2 час получают латекс.

В отсутствие аптрацена температурный скачок составляет 25 С, причем смесь бурно ннннг

I! p» м ер 9. В реактор объемом 400 мл загружают раствор 72 г метнлакрилата, 2,5 г эмульгатора С вЂ” 10, 3,5 г дибутилфталата, 2,!5 г трифенилметана и раствор 0,053 г персульфата аммония в 130 г воды. Реакционную смесь нагревают при перемешнвании до

68 С и выдерживают 3 час. Температурный скачок составляет 2,5 С. Через 3 час получают латекс.

I5 В отсутствие трифенилметана температурный скачок составляет 25 С, смесь бурно кипит.

П р и ме р 10. Процесс проводят по примеру 9, но используют в качестве слабого ннгибитора 1,5 г фенантрена.

Температурный скачок составляет 6 С.

Пример 11. Процесс проводят по примеру 9, но используют 0,72 г хризена. Температурный скачок составляет 4 С.

25 Пример 12. Процесс проводят по примеру 9, но используют 2,15 г индена. Температурный скачок составляет 6 С.

Свойства акриловых латексов, полученных по примерам 8 вЂ” 12, приведены в табл. 3 и 4.

478839

Табл ица 4

Пример

Показатели

40,2

720

Поверхностное натяжение, днн/см

Размер (радиус) латексных частиц, A

40,0

700

39,5

680

39,0

730

40,5

700

Стабильный

Стабильный Стабильный

420

1600

400

1550

Предмет изобретения

Составитель В. Полякова

Техред 3. Тараиеико

1(орректоры: В. Петрова и О. Данишева

Редактор T. Никольская

Заказ 2494/17 Изд. № 1673 Тираж 529 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Стабильность к 5%-ному раствору CaCI, Прочность иа разрыв, г/ммОтносительное удлинение

Модуль при 100%-ном удлинении, г/мм

Модуль при 300%-ном удлинении, г/мм -

Способ получения концентрированных акриловых латексов путем эмульсионной полимеризации акрилатов и метакрилатов, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью регулирования скорости процессов полимеризации и тепловыделения, процесс проводят в присутствии соединений, выбранных из группы, состоящей из трифенилметана, флуорена, стильбепа, антрацена, фенантрена, хризена, 5 индепа, в количестве 0,01 вЂ” 3% от веса мопо»еров.

Похожие патенты: