Способ получения поливинилхлорида

 

(и) 539898

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советокик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 22.12.75 (21) 2302178/05 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 25.12.76. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 7.02.77 (51) М Кл г С08F 114/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 678.743.22 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

Л. М. Бобинова и Г. И. Шилов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА

Изобретение относится к получению поливинилхлорида эмульсионной полимеризацией, используемого для получения паст, пластизолейи т. д, Известен способ эмульсионной полимеризации винилхлорида в присутствии водорастворимых инициаторов и натриевых солей алкилсульфоновых кислот в количестве 2—

3 от водной фазы (1).

Эти эмульгаторы, используемые при эмульсионной полимеризации винилхлорида, обычно полностью остаются в полимере, повышают влагопоглощение полимера, ухудшают его изоляционные свойства, снижают прозрачность изделий, уменьшают адгезию к металлам, ускоряют разложение полимера при нагревании, затрудняют подбор стабилизаторов при переработке поливинилхлорида, увеличивают содержание сульфатной золы в полимере. Обычно из эмульсионного поливинилхлорида не удается получить прозрачных изделий. Кроме того, в присутствии одного ионогенного эмульгатора при содержании его в водной фазе 2 — 3 /О образуется высокодисперсный латекс, который легко желатинизируется при хранении, что затрудняет его переработкуу. Келатинизацию можно уменьшить, увеличив количество эмульгатора более 30/О, но свойства полимера при таком количестве эмульгатора значительно ухудшаются.

Таким образом, уменьшая количество эмульгатора, улучшают свойства полимера, а

5 увеличивая количество эмульгатора, улучшают стабильность латекса.

Для снижения содержания эмульгатора в эмульсионном поливинилхлориде известны следующие способы:

1р 1. Процесс эмульсионной полимеризации винилхлорида проводят с пониженным содержанием алкилсульфоната натрия (до 10/О в водной фазе), вводя дополнительную стадию предварительного эмульгирования моно15 мера с образованием тонкой эмульсии (2).

Недостатком этого способа является усложнение технологического оформления процесса.

2. Получение эмульсионного поливинилхло20 рида проводят в присутствии смеси эмульгаторов, из которых один является обычно применяемым ионогенным эмульгатором второй — неионогенный, например, применяют смесь лаурилсульфата натрия и монолаурата

25 сорбита в количестве 0,1 — 5% от мономера (3).

Недостатком этого способа является усложнение технологии — ступенчатое прибавление эмульгатора и получение коупного ла539898

Свойства лзтекса

Термостабильность виниплзста (в мин) при

175 C

Степень неоднородности

Продолжительность полимеризации, час

Количество эмульгаторов

Примеры устойчивость при хр зиянии размер частиц,мкм

Не желатинизирует в течение

3 мес.

6,0

0,6% алкилмоносульф. Na (АМС Na) 0,15з моностезрат сахарозы (МСС) 0,01 — 0,04

1,4

120

0,01 — 0,04

То же

10,0

1,4

0,6% АМС Na

+О, 15% МСС

130

0,01 — 0,04

5,0

1,3

0,6% АМС Na

+0,05 о. МСС

120

1,4

0,01 — 0,4

5,0

0,6% АЫС Na

+О 15 ;; МПС (монопзльмитатсахарозы) 120

Не желатинизирует в течение

3 мес.

0,01 — 0,04

1,4

О 6о; АМС Na

+0,1% МПС

130

5,0

0,01 — 0,04

Желатинизирует в течение

1 мес.

8,0

Для сравнения

2,4Я АМС Na

2,4

0,2 — 3

То же

Высокая

22 по прототипу и м е ч а н и е. Изд т прозрачностью, елин из латексного материала, полученного по примерам 1 — 5, по примеру 6-мутные, Пр обладаю текса с размером частиц 0,3 — 1 мкм с низкой агрегативной устойчивостью.

Ближайшим по технической сущности к данному изобретению является известный способ получения поливинилхлорида путем эмульсионной полимеризации винилхлорида в присутствии водорастворимого инициатора, моноалкилсульфоната натрия и неионогенного поверхностно-активного вещества. В качестве неионогенного поверхностно-активного вещества используют стеарат глицерина в количестве 0,1 — 500 /э, от веса ионогенного эмульгатора (4).

Однако по этому способу получают крупный латекс с величиной первичных частиц

0,2 — 3 мкм, который является агрегативно неустойчивым, быстро желатинизирует, а продолжительность цикла полимеризации составляет 22 часа. Кроме того, по этому способу, как и по другим известным способам, нельзя получить поливинилхлорид, при переработке которого получались бы прозрачные изделия.

Целью изобретения является повышение агрегативной устойчивости получаемого при эмульсионной пол и мер изации вин илхлорида латекса и прозрачности изделий на его основе.

Эта цель достигается тем, что в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества используют 0,05 — 0,15 /э от веса воды эфира сахарозы и высшей жирной кислоты с

8 — 20 атомами углерода в алкильном радикале. Эмульсионную полимеризацию винилхлорида осуществляют в присутствии водорастворимого инициатора, например персульфата аммония (О,la от веса мономера), при рН 8,0 — 8,5 и температуре 40 — 60 С. Количество эмульгатора в водной фазе составляет

5 0,1 — 0,5 /э алкилмоносульфоната натрия и

0,05 — 0,15 /э неполных эфиров сахарозы и высших жирных кислот.

Данное изобретение позволяет простым способом получить устойчивый высокодиспер10 сный латекс с низким содержанием ионогенного эмульгатора, т. е. полимер с улучшенными свойствами (повышенная термостабильность, узкое молекулярно-весовое распределение и т. д.). Следовательно, данное изобре15 тение решает техническое противоречие: несмотря на низкое содержание эмульгатора, латекс обладает агрегативной устойчивостью.

Кроме того, данное изобретение позволяет легко получать латексный полимер, изделия

20 из которого обладают прозрачностью.

П р и мер 1. В реактор объемом 4 л, снабженный мешалкой, загружают 1000 г воды, б r (О,б вес. э/э) алкилмоносульфоната нат25 рия, 1,5 г (0,15 /э вес.) моностеарата сахарозы, 3 г двухзамещенного фосфата натрия, 1 г персульфата аммония и 1000 r винилхлорида.

Эмульсию нагревают и ведут полимеризацию при 53 в течение б час до падения давления

3) в реакторе на 2 атм. Получают латекс поливинилхлорида (ПВХ) концентрацией 49,5, имеющий степень неоднородности 1,4. Термостабильность полученного из него винипласта составляет 120 мин при 175 С.

539898

Составитель Н. Просторова

Техред А. Камышиикова Корректор T. Добровольская

Редактор Ф. Хлебников

Заказ 3007/10 Изд. № 352 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Пример 2. Как в примере 1, только полимеризацию ведут при 45 в течение 10 час.

Получают латекс ПВХ концентрацией 47,0% с размером частиц 0,01 — 0,04 мкм. Термостабильность винипласта составляет 130 мин при

175 С.

Пример 3. Как в примере 1, только моностеарат сахарозы применяют в количестве

05 r и полимеризацию ведут при 50 в течение 6 час. Получают латекс концентрации

48%, размер частиц — 0,01 — 0,04 мкм.

Пример 4. Как в примере 1, только вторым компонентом эмульсионной системы применяют монопальмитат сахарозы в количестве 1,5 г. Концентрация латекса 49,0%. Размер частиц 0,01 — 0,04 мкм.

Пример 5, Как в примере 4, только монопальмитат сахарозы применяют в количестве 1 г. Концентрация латекса 47,50 Размер частиц 0,01 — 0,04 мкм.

Пример 6 (контрольный). Полимеризацию ведут как в примере 1, только в качестве эмульгатора применяют один алкилмоносульфонат натрия в количестве 24 г на 1000 г воды. Получают латекс концентрацией 45,5% с размером частиц 0,01 — 0,04 мкм, который желатинизирует при хранении менее 1 месяца.

Степень неоднородности латекса составляет

2,4. Термостабильность винипласта 30 мин. при 175 С.

Результаты опытов по всем примерам сведены в таблицу.

Из таблицы видно, что по данному изобретению получается латекс, обладающий высокой агрегативной устойчивостью (не желатинизирует в течение 3 мес.), а получающиеся изделия на его основе обладают прозрачно5 стью. Кроме того, предлагаемый латекс имеет узкое молекулярно-весовое распределение, а термостабильность винипласта по сравнению с прототипом остается высокой.

Формула изобретения

Способ получения поливинилхлорида путем эмульсионной полимеризации винилхлорида в присутствии водорастворимого инициатора, моноалкилсульфоната натрия и неионогенно15 го поверхностно-активного вещества, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения агрегативной устойчивости получаемого латекса и прозрачности изделий на его основе, в качестве неионогенного поверхностно-актив2о ного вещества используют 0,05 — 015 от веса воды эфира сахарозы и высшей жирной кислоты с 8 — 20 атомами углерода в алкильном радикале.

Источники информации, принятые во вни25 мание при экспертизе: (1) Патент ФРГ № 864455, кл. 39с 25/01, 1958 г. (2) Патент США № 2934529, кл. 260 — 92.8, 1960 г.

30 (3) Патент ФРГ М 1109899, кл. 39с 25/01, 1968 r, (4) Патент ФРГ № 1077427, кл. 39с 25/01, 1966 г. (прототип).