Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 678.762-139.02 (088.8) (72) Авторы изобретения В. А. Пучин, P В. Узина, С. А. Воронов, М. С. Достян, В. С. Токарев, Ю. А. Ластухин, А. С. Заиченко и 3. Г. Усова (71) Заявители Львовский ордена Ленина политехнический институт и ордена Ленина научно-исследовательский институт шинной промышленности (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ЛАТЕКСОВ

Изобретение относится к производству синтетических латексов, а именно к способу получения пероксидатных латексов, содержащих функциональные группы в цепях полимера, и может быть использовано в нефтехимической .промышленности.

Известен способ получения синтетических латексов водноэмульсионной сополимеризацией сопряженных диенов с винилароматическими мономерами, винилпиридинами в присутствии радикальных инициаторов, эмульгаторов, регуляторов, буферов (1). Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является способ получения синтетических латексов, заключающийся в водноэмульсионной сополимеризации сопряженных диенов (или их смеси с винилароматическими мономерами) и перекисных мономеров (непредельных соединений, содержащих перекисные группы) в присутствии радикальных инициаторов (например, окислительно-восстановительных систем), эмульгаторов, регуляторов, буферов (2). Полученные .пероксидатные синтетические латексы содержат в боковых ответвлениях макромолекул только перекисные группы и вследствие этого обладают слабыми адтезионными свойствами и недостаточной совместимостью с полярными (поликонд нсационными) смолами.

С целью получения пероксидатных латексов, содержащих наряду с активными перекисными группами в боковых ответвлениях латексного полимера полярные функциональные группы, и за счет этого улучшения адтезионных свойств латексов и их совместимости с полярными смолами предлагают проводить процесс в присутствии 2 вЂ” 10 вес. О/О дополнительных сомономеров (в расчете на смесь всех мономеров), выбранных из группы, содержащей диметилвипилэтинилкарбинол, метакриловую кислоту, глицидилметакрилат и акриламид. Это позволяет получать устойчивые водные дисперсии полимеров (латексы), 15 содержащие перекисные и функциональные группы в боковых ответвлениях. Присутствие в структуре полимера полярных функциональных групп обеспечивает хорошие адгезионные свойства латекса и совместимость их с по20 лярными смолами, а перекисные группы позволяют латексной пленке самоотверждаться с образованием бессерных вулканизатов без дополнительного введения структурирующих добавок.

25 В приведенных ниже примерах, иллюстрирующих способ, в качестве перекпсного мономера использована непредельная перекись типа диметилвинилэтинилметил - трет- бутила, эмульгатором служит раствор 4,0 вес, /, ал30 килсульфоната (Волгоната) в воде, 565043

Таблица

СКД П4 Г2

СКД П4 ГIО СКС60 ПЗГ8

СКД П4 Г4

92,0

29,0

60,0

3,0

94,0

86,0

4,0

8,0

4,0

10,0

2,0

8,0

99,2

10,0

93,3

10,0

90,5

8,0

89,4

Время полимеризации, ч

Конверсия, 0,3

0,2

4,0

0,2

0,5

200 (об. ч.) Таблица 2

Латексный каучук

Порог быстрой коагуляции, ммоль/л

СаСI

Кинематическая вязкость, сст

Поверхностное натяжение, дн/см

Сухой остаток, вес. о

Плотность, характеристическая вязкость, дл/г содержание активного кислорода, вес, о; рН

Тип латекса г/см

0,98

0,96

0,97

1,00

46,3

48,1

47,4

46,0

1,51

1,47

1,12

0,92

0,34

0,32

0,30

0,26

2,8

2,7

2,6

4,72

4,63

4,60

6,87

СКД П4 Г2

СКД П4 Г4

СКД П4 ГIО

СКС60 ПЗ Г8

2I,6

22,7

20,9

30,2

7,0

6,0

8,0

Состав мономерной смеси, вес. о„

Условия синтеза

Бутадиен-1,3

Стирол

Диметилвинилэтинилметил-трет-бутилперекись

Диметилвинилэтинилкарбинол

Полимеризацию проводят в градуированных ампулах или бутылках. Скорость полимеризации определяют дилатометрическим методом и по сухому остатку.

Латексы характеризуют .по содержанию сухого остатка, по величине рН,,плотности, кинематической вязкости, поверхностному натяжению и порогу быстрой коагуляции по известным методикам. Характеристическую вязкость «латексного» каучука определяют в вискозиметре типа Бишоффа при 25 С, применяя в качестве растворителя бензол. Содержание активного кислорода рассчитывают по данным йодометрического титрования. ИКспектроскопический анализ проводят на двухлучевом спектрофотометре ИКС-14 на призмах фтористо го лития и хлористого натрия в пленках из бензольного раствора.

Пример 1. В градуированные ампулы, продутые аргоном, загружается предварительно подкисленная до рН 3,0 реакционная смесь.

Состав мономерной смеси и условия синтеза обобщены в табл. 1.

Состав реакционной смеси, вес. %.

Мономеры (смесь) (см. табл. 1)

Моногидроперекись диизопропилбензола

Ронгалит

Эмульгатор (Волгонат)

Лейка.нол

Трет-додецилмеркаптан

Вода

Пероксидатный гидроксилсодержащий латекс

После заполнения ампулы помещаются в термостат, где поддерживается температура

15+0,1 Ñ. Путем перемешивания достигается эмульгирование реакционной смеси. Процесс

5 полимеризации контролируется по снижению мениска в капилляре.

Характеристика полученных латексов приведена в табл. 2.

Присутствие в ИК-спектрах латексных кау10 чуков полос поглощения, характеризующих валентные колебания перекисных 884 см и гидроксильных 3324 см групп, несопряженных винильных 1643 см и ацетиленовых

2235 см вЂ” связей, подтверждает структуру

15 диспергированных в водной фазе пероксидатных бутадиеновых гидроксилсодержащих сополимеров.

Пример 2. По методике примера 1 в градуированные ампулы загружается исходная

20 реакционная смесь.

Состав мономерной смеси и условия синтеза обобщены в табл. 3.

После заполнения ампулы помещаются в термостат, где поддерживается температура

25 15+0,1 С. Путем перемешивания достигается эмульгирование реакционной смеси. Процесс сополимеризации контролируется по снижению мениска в капилляре.

Характеристика полученных латексов при30 ведена в табл. 4.

В ИК-спектрах латексных каучуков найдены полосы поглощения, характеризующие валентные колебания несопряженной винильной

1643 см и перекисной групп 884 см вЂ”, ацети565043

Таблица 3

Пероксидатный карбоксилсодержащий латекс

Состав моиомерной смеси, вес, у

Условия синтеза

СКД П4 К10 СКС60 П4 К5

СКД П4 К2 СКД П4 К4

86,0

94,0

Бутадиен-1,3

Стирол

Диметилвинилэтинилметил-третбутилперекись

Метакриловая кислота

92,0

4,0

5,0

10,0

4,0

2,0

5,0

82,0

8,0

98,7

8,0

78,0

10,0

76,6

Время полимеризации, ч

Конверсия, о, Таблица 4

Латексный каучук

Порог быстрой коагуляции, ммоль/л

СаС1

Поверхностное натяжение, дн/см

Кинематическая вязкость, сст

Сухой остаток, вес. о, Плотность г/смз характеристическая вязкость, дл/г содержание активного кислорода, вес. О, Тип латекса рН

0,97

1,08

1,34

0,55

0,97

3,08

7,30

11,50

5,73

2,6

2,4

2,2

2,5

1,00

Таблица 5

Пероксидатный эпоксисодержащий латекс

Состав мономернои смеси, вес. ч;

Условия синтеза

СКД П4 ГЛ10

СКД П4 ГЛ2 СКД П4 ГЛ4

92,0

4,0

Б утад и ен-1, 3

Глицидилметакрилат

Диметилвкнилэтинилметил-третбутилперекись

10,0

98,0

12,0

89,0

10,0

83,3

Время полимеризации, ч

Конверсия, Таблица 6

Латексный каучук

Порог быстрой коагуляции, м моль/л

СаС1, Поверхностное натяжение, дн/c и

Кинематическая вязкость,,сст содержание активного кислорода, вес. о

Сухой остаток, вес. о;

Плотность, г/смз характеристическая вязкость, дл/г

Тип латекса рн

1,06

1,28

1,65

СКД П4 К2

СКД П4 К4

СКД П4 К10

СКС60 П4 К5

СКД П4 ГЛ2

CK/I, П4 ГЛ4

СКД П4 ГЛ10

19,6

20,3

21,2

28,9

24,0

24,1

25,0

3,6

3,4

3,7

3,0

3,1

94,0

2,0

4,0

0,96

0,97

0,98

50,8

48,2

45,3

49,2

51,4

50,3

53,0

7,0

6,0

8,0

86,0

10,0

4,0

32,0

60,0

3,0

0,34

0,35

0,21

0,34

0,33

565043

Т аб лица 7

",СКД П4 АК2

СКД П4 АК5

СКД П4 АКIО

90,0

6,0

4,0

94,0

2,0

4,0

86,0

10,0

4,0

8,0

76,0

5,0

59,1

Время полимеризации, ч

Конверсия, О, 5,0

57,7

Таблица 8

Латекс ый каучук

Порог быстрой коагуляции, м моль/л

Сас1, содержание

Кинематическая вязкость, сст

Поверхностное натяжение, д н/см

Сухой остаток, вес, о, Плотность, г/см характеристическая вязкость, дл/г рН

Тип латекса активного кислорода, вес. О„ азота вес. Оь

4,29

4,52

9,70

2,8

2,9

3,1

СКД П4 АК2

СКД П4 АК6

СКД П4 АКIО

22,6

19,2

20,7

0,975

0,980

0,98

51,6

47,1

44,0

7,0

6,0

0,460

0,478

0,486

0,41

1,23

2,01

0,34

0,32

Состав мономерной смеси, вес. О, Условия синтеза

Бутадиен-1,3

Акрпламид

Диметилвинилэтинилметил-третбутилперекись леновой связи 2235 см вЂ”, а также в области

1500 и 1400 см, которые могут быть отнесены к антисимметричным и симметричным колебаниям СОО-групп, что подтверждает структуру диспергированного в водной фазе пероксидатного кар боксилсодержащего сополимера.

Пр имер 3. В градуированные ампулы, продутые аргоном, загружается .предварительно подкисленная до рН 3,0 реакционная смесь состава, указанного в примере 1. Состав мономерной смеси и условия синтеза обобщены в табл. 5.

После заполнения ампулы помещаются в термостат, где поддерживается температура

15+0,1 С. Путем перемешивания достигается эмульгирование реакционной смеси. Процесс сополимеризации контролируется по снижению мениска в капилляре. *

Характеристика полученных латексов привезена в табл. 6.

Пример 4. В градуированные ампулы, продутые аргоном, загружается предварительно подкисленная до рН 3,0 реакционная смесь состава, указанного в примере 1. Состав мономерной смеси и условия синтеза приведены в табл. 7, После заполнения ампулы помещаются в термостат, где поддерживается температура

Пероксидатный акриламид ый латекс

15+0,1 С. Путем перемешивания достигается эмульгирование реакционной смеси. Процесс сополимеризации контролируется по сниже40 нию мениска в капилляре. Характеристика полученных латексов приведена в табл, 8.

Формула изобретения

Способ получения синтетических латексов

45 водноэмульсионной сополимеризацией сопряженных диенов (или их смеси с винилароматическими мономерами) и перекисных мономеров в присутствии радикальных инициаторов, эмульгаторов, регуляторов, буферов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения адгезионных свойств латексов и их совместимости с полярными смолами, процесс сополимериз ации проводят в присутствии 2вЂ”

10 вес. О/О дополнительных мономеров (в расчете на смесь всех мономеров), выбранных из группы, содержащей диметилвинилэтинилкорбинол, метакриловую кислоту, глицидилметакрилат и акриламид.

Источники информации, принятые во вни60 мание при экспертизе

1. А. П. Крючков. Общая технология синтетических каучуков, «Химия», М., 1969, с.331вЂ”

396.

2. Авторское свидетельство № 238779, 65 М. Кл. С 08F 236/04, 1968.

Похожие патенты: