Способ получения водной эмульсии блоксополимера с сульфированным серединным блоком - заявка 2016142917 на патент на изобретение в РФ

1. Способ приготовления водной эмульсии стирольного блоксополимера с сульфированным серединным блоком, содержащего, по меньшей мере, два не сульфированных полимерных концевых блока А и, по меньшей мере, один сульфированный блок В, содержащий следующие стадии:
а) обеспечение скрепляющего вещества указанного стирольного блоксополимера с сульфированным серединным блоком в неполярном растворителе, где неполярный растворитель представляет собой углеводородное соединение с температурой кипения от 49 до 99°C или смесь таких соединений;
b) перемешивание скрепляющего вещества, полученного на стадии а), с совместным растворителем с образованием смеси;
с) эмульгирование смеси стадии b) с водой в отсутствие поверхностно-активного вещества с получением эмульсии;
d) удаление углеводородного растворителя и, необязательно, совместного растворителя из эмульсии с получением водной эмульсии, где
неполярный растворитель имеет параметр полярности Хансена (δp) меньше, чем 2,0 (выраженном в √MPa), и совместный растворитель представляет собой полярный апротонный растворитель или полярный протонный растворитель с параметром полярности Хансена (δp) в диапазоне от 2,8 до 15, и с параметром водородной связи Хансена (δh) в диапазоне от 4,0 до 27 (выраженном в √MPa).
2. Способ по п.1, в котором совместный растворитель имеет параметр полярности Хансена (δP) в диапазоне от 5,0 до 12 (выраженный в √MPa).
3. Способ по п.1, в котором совместный растворитель выбирают из MEK, 1-пропанола или ТГФ, предпочтительно, из 1-пропанола.
4. Способ по п.1, в котором совместный растворитель имеет температуру кипения не более 99°C.
5. Способ по п.1, в котором блоксополимеры с сульфированным серединным блоком имеют линейную или разветвленную структуру и предпочтительно имеют общую конфигурацию А-В-А, (A-B)n(А), (А-В-А)n, (А-В-А)nХ, (А-В)nX, A-B-D-B-A, A-D-B-D-A, (A-D-B)n(А), (A-B-D)n(А), (A-B-D)nХ, (A-D-B)nX или их смесь, где n представляет собой целое число от 2 примерно до 30, Х обозначает остаток связующих реагентов, где А представляет собой конечный блок не сульфированного стирольного полимера, В представляет собой внутренний стирольный полимерный блок, несущий сульфонильные группы и/или их производные, а D представляет собой внутренний полимерный блок D, который имеет температуру стеклования менее чем 20°С.
6. Способ по п.5, в котором блоксополимер с сульфированным серединным блоком является линейным и имеет структуры А-В-А, (AB)2X, (A-B-D)2Х и (A-D-B)2X структуры, или является радиальным и имеет структуры (A-B)nX и (A-D-B)nX, где n составляет от 3 до 6.
7. Способ по п.5, в котором
а) каждый блок А независимо представляет собой полимерный блок, имеющий видимую среднечисловую молекулярную массу от 1000 до 60000, более предпочтительно от 5000 до 40000, еще более предпочтительно от 7000 до 20000; и/или
b) каждый блок D независимо представляет собой полимерный блок, имеющий видимую среднечисловую молекулярную массу от 1000 до 60000, более предпочтительно от 2000 до 40000, еще более предпочтительно от 5000 до 20000; и/или
с) каждый блок В независимо представляет собой полимерный блок, имеющий видимую среднечисловую молекулярную массу от 10000 до 300000, более предпочтительно от 15000 до 200000, еще более предпочтительно от 19000 до 100000, где термин «молекулярная масса» относится к полистирольному эквиваленту, либо к видимой молекулярной массе полимера или блоксополимера, измеренную методом гель-проникающей хроматографии (GPC) с использованием полистирольных калибровочных стандартов в соответствии с ASTM D5296-11.
8. Способ по п.1, в котором стирольный блоксополимер с сульфированным серединным блоком имеет ионообменную емкость IEC в пределах от 0,2 до 2,0, более предпочтительно в диапазоне от 0,3 до 1,5, еще более предпочтительно, в диапазоне от 0,5 до 1,25.
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором массовое соотношение между углеводородным растворителем и совместным растворителем находится в диапазоне от 10:1 до 1:2, предпочтительно от 5:1 до 2:3, более предпочтительно от 3:1 до 1:1.
10. Способ по п.1, в котором связующее вещество имеет содержание твердых веществ от 5 до 60, предпочтительно от 10 до 30% по массе.
11. Способ по п.1, в котором на стадии (а) используют гомогенизатор, предпочтительно, гомогенизатор с высокой скоростью сдвига.
12. Водная эмульсия стирольного блоксополимера с сульфированным серединным блоком, содержащая, по меньшей мере, два не сульфированных концевых полимерных блоков А и, по меньшей мере, один сульфированный блок В, с содержанием твердого вещества в пределах от 10-30, соответственно от 10-15% по массе в расчете на массу эмульсии, в которой средний размер частиц стирольного блоксополимера с сульфированным серединным блоком, измеренный с помощью лазерной дифракционной спектроскопии, составляет не более 2,0 мкм, содержащая до 1500 частей совместного растворителя на миллион частей эмульсии, в которой совместный растворитель представляет собой полярный апротонный растворитель или полярный протонный растворитель с параметром полярности Хансена (δp) в диапазоне от 2,8 до 15, предпочтительно, от 5,0 до 12, и с параметром водородной связи Хансена (δh) в диапазоне от 4,0 до 27 (в расчете на √MPa).
Наверх