Композиция для получения водных дисперсий бутилкаучука и полиизобутилена
Союз Советских
Социалистических
Реслублик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11789541 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(я)М. Кл.3
С 08 Ь 23/20
С 08 (, 23/2.2
С 08 3 3/10 (22) Заявлено 11. 01 ° 79 (21) 2712876/23-05 с присоединением заявки М—
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 678. 742.4. . 021 (088. 8) Опубликовано 2312,80. Бюллетень Мо 47
Дата опубликования описания,25,1280
Л. В. Космодемьянский, В. Т. Самород
Е. П. Копылов, В. П. Бугров, Н. Л. К
Н. Н. Звонарев, В. В. Работнов, В. A
Б. К. Басов и Ю. Г. Захаров (72) Авторы изобретения това, (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЙ
БУТИЛКАУЧУКА И ПОЛИИЗОБУТИЛЕНА
Изобретение относится к получению водных дисперсий бутилкаучука и полиизобутилена, в частности, к композиции для изготовления этих дисперсий, и может быть использовано в промышленности синтетического каучука, а дисперсии — в промышленности резинотехнических изделий для производства пленок, покрытий методом ионного отложения, а также в строительной и .ме- 1О ховой промышленности в качестве составных частей клеев, герметиков, компаундов.
Извеестна. композиция для получения водных дисперсий бутилкаучука и по- 1$ лиизобутилена, содержащая полимер, углеводородный растворитель, этиловый спирт, анионный эмульгатор и воду, причем в качестве углеводородного растворителя применяют циклогек- 20 сан f1)
Однако вязкость 10%-ных растворов бутилкаучука (БК) и полиизобутилена (ПИБ) в данной смеси составлян1т соответственно 800-.1200 и до1500000 сП; 2з что не обеспечивает достаточно высокой скорости растворения полимера, количество потерь полимера в виде коагулюма при дегазации эмульсии при этом изменяется от. 8 до 12%. 30
Цель изобретения — снижение вязкости раствора полимера, сокращение продолжительности процесса получения дисперсий и уменьшение потерь полимера при отгонке растворителя.
Эта цель достигается тем, что известная композиция .для получения водных дисперсий бутилкаучука и поли-, изобутилена, содержащая полимер, углеводородный растворитель, этиловый спирт, анионный змульгатор и воду, содержит в качестве растворителя смесь изомеров насыщенных С углеводородов состава,%: н-Гексан 40-55
2-Метилпентан 10-25
3-Метилпентан 10-25
Метилциклопентан 5-15 при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:
Полимер 100
Растворитель 200-600
Этиловый спирт . 20-140
Эмульгатор 3-8
Вода 120-400
Такое соотношение компонентов в растворителе позволяет при прочих условиях получать растворы БК и П1!Б с вязкостью значительно меньшей, чем в циклогексане и даже н-гексане, ко789541 торый является основной составной частью смешанного растворителя.
На фиг. 1 показана зависимость вязкости растворов БК(а) и ПИБ(б) в различных растворителях, при 20ОC.
1 и 1 -экстракционный бензин, смесь, масс.%: н-гексан 49, 2-метилпентан 16
3-метилпентан 17, метилциклопентан
18; 2 и 2>-н-гексан, 3 и 3-циклогексан.Прямые 1 и 1, указывающие изменение вязкости растворов соответственно БК и ПИБ в смешанном раствори- о теле в зависимости от концентрации пс лимеров, проходят ниже других.
На фиг. 2 показано изменение вязкости растворов БК (1,2,3) и ПИБ (1 !
2, 3 ) в смесях растворитель-этиловый спирт (концентрация полимера в растворе 8% при 20 С) . Обозначение Растворителей, такое же, как на фиг. 1.
Введение в указанные растворы этилового спирта приводит к уменьшению их 36 вязкости, причем для смешанного растворителя падение вязкости в этом случае больше. На фиг. 2 показано, что прямые 1 и 1, соответствующие изI менению вязкости растворов соответ- Я стненно БК и ПИБ в системе смешанный растноритель-этиловый спирт н зависимости от.дозировки последнего, свидетельствуют о минимальной вязкости растворов в указанной смеси по сравнению с другими растворителями.
Это позволяет интенсифицировать стадии растворения полимера и эмульгирования раствора в водной среде, а также резко повысить содержание в эмульсии каучука, имеющего высокий молекулярный вес (с вязкостью по
Муни 70-100 ед. при 100 С).
Наряду с этим компоненты смешанного растнорителя при его отгонке из эмульсии образуют с водой, этиловым 40 спиртом, а также с водой и этиловым спиртом двойные и тройные азеотропные смеси, кипящие при атмосферном давлении при 53-61 С. Использование
О в качестне РаствоРителя циклогексана 45 приводит к об >азованию азеотропа, кипящего при 62 С, что позволяет легко осуществить отгонку растворителя и снизить тепловую нагрузку на эмульсию,при ее дегазации и тем самым— количество потерь полимера н виде коагулюма.
Характеристика азеотропных смесей, используемых в производстве латексов
БК и ПИБ представлена н табл. 1.
Укаэанный смешанный растворитель близок по составу экстракционному бензину, являющемуся крупнотоннажным продуктом нефтехимической промышленности. d0
В качестне эмульгаторов могут быть использованы поверхностно-активные вещества анионного типа — преимущестненно щелочйые соли органических кислот (олеиноная, стеариновая, смоляные, 5 кислоты, синтетические жирные кислоты).
Пример 1. В автоклав емкостью
20 л, снабженный пропеллерной мешалкой со скоростью вращения 300 об/мин и рубашкой для обогрева, загружают при перемешинании 600 г воды, 15 г олеата калия, 100 г этилового спирта
500 r крошки бутилкаучука марки БК-1645 Т, 1000 r растворителя, имеющего следующий состав, масс.Ъ н-Гексан 40
2-Метилпентан 25
3-Метилпент ан 25
Метилциклопентан 10, что соответствует полимерной композиции следующего состава, масс. ч.:
Полимер 100
Растворитель 200
Этиловый спирт 20
Олеат калия 3
Вода 120
Латекс получают растворением полимера в растворителе при 50 С, эмуль-» о гированием раствора н водной среде при 30 С с последующей отгонкой раста ворителя под давлением 500-550 мм.рт. ст. при 40-42 С.
По указанному рецепту латекс БК— 1645T с использованием в качестве растворителя циклогексана вследствие высокой вязкости раст нора полимера получить не представляется возможным.
Латекс БК-1645Т с использованием циклогексана получают по следующему рецепту, масс.ч.:
Полимер 100
Циклогексан 300
Этиловый спирт 67
Олеат калия 4,5
Вода 150
Условия получения латексов бутилкаучука и результаты приведены в табл.2.
Пример 2. По примеру 1 получают латекс ПИБ марки П-85. Свойства опытного и контрольного латексон полиизобутилена приведены в табл. 3.
Пример 3. В автоклав по примеру 1 загружают при перемешивании
540 r воды, 18 г олеата калия, 280 r этилового спирта, 400 г крошки каучука БК-1675Т, 1080 г растворителя, имеющего состав,Ъ: н-Гексан 48
2-Метилпентан 18
3-Метилпентан 19
Метилциклопентан 15, что соответствует полимерной композиции следующего состава, масс. ч.:
Полимер 100
Растворитель 270
Этиловый спирт 70
Олеат калия 4,5
Вода 135
Латекс получают по примеру 1 под давлением 500-550 мм рт,ст. при 4345 >С. Для сравнения по укаэанному рецепту получение латекса БК-1675Т, с
789541
Т а б л и ц а 1
94: 6
79 : 21
88: 12 н-Гексан — вода
77 : 23
56
79: 18: 3
76: 17: 7 использованием в качестве растворителя циклогексана, не представляется возможным. При этом используют следующий рецепт эмульсии, масс.ч.:
Полимер 100
Ци кло ге коан. 350
Этиловый спирт 75
Олеат калия 4,5
Вода 170
Полученные данные приведены в табл.2.
Пример 4. По примеру 3 получают латекс ПИБ марки П-85. Свойства опытного и контрольного латексов приведены в табл. 3.
Пример 5. В автоклаве по примеру 1 загружают при перемешивании
600 r воды, 12 r калиевого врыла дис- 1$ пропорционированной канифоли (КИДК), 210 r этилового спирта 150 r крошки
БК марки БК-1675Т, 900 г растворителя (состав по примеру 3), что соответствует полимерной композиции сле- 20 дующего состава; масс.ч.:
Полимер . 100
Растворитель . 600
Этиловый спирт 140
КМДХ 8
Вода 400
Латекс получают по примеру 1, Для сравнения в тех же условиях получают латекс БК-1675Т используя в качестве растворителя .циклогексан, Полученные данные приведены в табл. 2.
Пример 6. По примеру 5 получают латекс ПИБ марки П-200. Свойства опытного и контрольного латексов приведены в табл. 3.
Пример 7. В автоклаве по при- З5 меру 1 загружают при перемешивании 600г воды, 12 r КМДК, 160 г этилового спирта, 200 г бутилкаучука марки БК-1675Т, 800 г растворителя следующего состава, %: 40 н-Гексан
2-Метилпентан н-Гексан — этиловый спирт
2-Метилпентан — этиловый спирт
Метилциклопентан — этиловый спирт н-Гексан - этиловый спиртвода
Циклогексан — этиловый спирт вода
3-Метилпентан 20
Метилциклопентан 5 р что соответствует полимерной композиции следующего состава, масс.ч.
Полимер 100
Растворитель 100
Этиловый спирт 80
КМДК 6
Вода 300
Латекс получают по примеру 1 при давлении 500-550 мм рт. ст. и 42-45 С.
В указанных условиях получают латекс
БК-1675Т, используя в качестве растворителя смеси следующих составов,%: н-Гексан 55(б) 55(в)
2-Метилпентан 10 20
3-Метилпентан 20 10
Метилциклопентан 15 15
Для сравнения в тех же условиях получают латекс БК-1675Т, используя в качестве растворителя- циклогексан.
Полученные данные приведены в табл.2
Пример 8. По примеру 7 получают латекс ПИБ марки П-155. Свойотва опытного и контрольного латексов приведены в табл. 3.
Предлагаемая композиция позволяет сократить продол>хительность стадий растворения, эмульгирования и отгонки растворителзй и снизить температуру указанных стадий. Снижение температуры отгонки приводит к уменьшению потерь полимера в виде коагулюма с 8,5-9,2 до 2,7-4,0% в случае БК и с 7,6-10,1 до 3,3-4,0% в случае полиизобутилена, Замена циклогексана смесью углеводородов позволяет значительно снизить вязкость растворов бутилкаучука и попиизобутилена (для 10%-ных растворов
БК вязкость снижается с 820 до 75 сП, для 10%-ных растворов ПИБ — с 560000 до 56000 cII).
789541!
С 4
N Г
% М м со о гч сй (7l
Г О 1
М Ь М М су м м ф1 о а м ю 10 со еч
ГЧ LA СЧ \ф ч-4 а-! ГЧ LA о о о о а о
lA lA а
1 1 1 о о о а, о а
Ю а
LA
Ю
Ю о о а о
ul LA
1 I о о о а о о о о а а а о
LA Ul LA а
I 1 I 1 о о о о о о о а
LA LA а с3 а а а а а
Ю Й LO Ф О
1 1 1 I
О AI О М О LO Ф Ю Ф Ю
1 о м сй Ф Ф (1 г4 (!
Ф а LA
СУ lD
1 1
<ч . o сг Ю
Ю СЧ
Г т-1 СО с-1 (4 сО сО Г с о м о о а о м ct сч м
o o o а м м м
O cO М
С4 -4 A4 -! Г 4 о о
lA O
o o c
LO lA LO о о o o а а а в
И
1
4 1 ъо
1 0 .во и ц о о о
Ф ДР1
Z LII0 ицц х
Ф
Г4 о
Г4 о д х о ц о эо х ир, е
О Г4
44Ц О о о
Г-ю
„"л m
О Р! ц о 0 и о 9
О !4
Р Ц О
ОО 1:
Э Р\ Х йг: Ж
Гч з !Ц о !
W0
И 0, о
A ц о о
5 Р1
И 9
ИЦ Р х ф о
Х
Ф л о
Ц
Х х
О Р!
789541 ( (Я
Х 6
CIj g c3P (» а и
О5 (О 3(I- "X 0, X é
» м lq ю с с о
М М «й «-1
«Ф м
I I
Ц Д с ц5 н
Ю
lA
lA
I о о
lA о о о ю
lA ln lA
lA lA tA Ul
I 1 I 1 о о о о о о о а
Л ИЗ Л 3
Ю о л
Ю
lA Ф м сР ю
«3 «3 «й сО
1 I I 1 о
«й «3 «Ф Ю (Ч :3
Ю
«Р
lA
lO
cD
L" D, z(u в ес
6» 0
A (A
S н v
О х х
Щ о
0 х!
Ц о я о а ь ч е
«-1 «-««-3 % х о
K x (» х
1 Ъ
Х!
S I
Е
Е н ем (и е аале о ю о о
М М М С3 о м! (» 33 оцуп
Ц CII Н о
СЧ СЧ ГЧ М
o (v ах о и (х
1 rd в а (» >
Z нo в хо
Е 0. о о о о
lA «3 О ) 1Ю о о
lA 1О о
lA! о м о
-уо о мц о
1 (» х D, 131 х а О 3(V 1 Ц V х о ы о
О 33 Ц О х ф о
Ф
1» о
Х
1 Р3 оо
u ct о д а
vo
5 Ц
z o
u IcI
Ю
Ю
И х
Ц и н х а о
Р1
1-с о п5 а
Л(Х х о н о
cII х х !
II
0 о
1» о и(Р«
Ц
Ф н х
0 о (» и ф
O1»V и х
CII х v х
Э ! 0, 61
« !
Ф 0
cO lO Р4 (Ч О1
« « м m м m
m о о а 3 о
«-4 3Л СЧ CA AI С3 о о о о
Л О lA О л л м сл
1 1 I 1 о о о о
lA O lA
М 33 Ъ (Ч Ul lA О )
«3 сО «У lO
I I 1 1 о о м о
«3 33 «:3 LO о о о o o
3 М 3 М 3 со ч> ь
СЧ СЧ М
1 (»
I3I о
I Ц оо иа о
33 Ц ио
6 (3(Е е оц х е
789541
Формула изобретения
Композиция для получения водных дисперсий бутилкаучука и полиизобутилена, содержащая полимер, углеводородный растворитель, этиловый спирт, анионный эмульгатор и воду, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения вязкости раствора полимера, сокращения продолжительности процесса получения дисперсий и уменьшения потерь полимера при отгонке растворителя, она содержит в качестве растворителя смесь изомеров насыщенных
С4- углеводородов состава, %: н-Гексан 40-55 .
2-Метилпентан 10-25
3-Метилпентан 10-25
Метилциклопентан 5-15 при следующем соотношении компонентов, масс.ч.
Полимер 100
Растворитель 200-600
Этиловый спирт 20-140
Э мул ь ra тор 3-8
Вода 120-400
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 164679, кл. С 08 Д 3/10, 1961 °
Концентрация тлимвра,/.
Дис. 1
789541
1у,col бодгр намив этилобого crrepma
6 раст3ориям:,/. фиг. г
Заказ 8993/27
Тираж 4 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва Ж-35 Ра шская наб. д. 4 5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель A. Горячев
Ре акто Н. Его ова Те е Е.Гав илешко Ro екто М. емчик
