Способ получения полимерной эмульсии

Гос дарственныи комите овета Министров СС о делам изобретени 53) УДК 678.744,3:678.744.3 -134.622 (088.8) Опубликовано 15.10.74. Бюллетень М 38 ткрытии 2.06.7 Дата опубликования описани 72) Авторы изобретения Л 1 стрицкий, ф. Г. ЖуринаВласова и Н. И. Зинма, Талянкер,злов, Г,Н 71) тель ЭМУЛЬСИИ ОСОБ ПОЛУЧЕНИ ЛИМЕ и процесс полимеризации осуществляют при рН 3.По этому способу получают полимерныеэмульсии, которые характеризуются стабиль 5 ностью (устойчивостью к коагуляции), выдерживают энергичное механическое воздействие и не разрушаются при добавке поливалентных ионов, при применении практически не образуют пены.10 Однако получаемые по этому способу полимерные эмульсии не обладают антиэлектростатическими свойствами, что является большим недостатком при использовании их для обработки тканей.15 Кроме того, по этому способу эмульгаторможно использовать только в количестве не более 10% от веса мономера, что не дает возможности получать полимерные эмульсии с широким диапазоном свойств.2 п Для получения путем водно-эмульсионнойполимеризации винильного мономера или смеси винильных мономеров полимерной эмульсии с устойчивыми антиэлектростатическими свойствами при условии сохранения се ста 25 бильности в процессе получения и хранения попредлагаемому способу в качестве эмульгатора используют соединения общей формулыСН, СК - СО (ОСН,СН,)Щ й НА, 30 где К - Н, СН 3,. олучению полиров винилового в качестве отдельной, кожевентях промышление относится кльсий из мономые применяютсяпаратов в текстиой и других обла Изобрете мерных эм ряда, котор лочных пре ной, бумаж ности.А- СООО (СН,)ИКЙ логен, алкил;динаковые или различ незамещенные углевчем ЯРК - гетеро Н,=С- Н,га Я 2 оили ы, при икал; солео где К Я и.ценныерадикакий рад НА - и ) ые замеородные икличесзующая кислота; В настоящее время все большее значение приобретают способы получения полимерных эмульсий путем водно-эмульсионной полимеризации мономеров в присутствии эмульгатора, который вступает в реакцию полимеризации и становится связанным с полимером химически, то есть встроенным в полимер.Известен способ получения полимерной эмульсии путем водно-эмульсионной полимеризации винильного мономера или смеси винильных мономеров в присутствии инициатора полимеризации и эмульгатора. В качестве эмульгатора, являющегося встроенным эмульгатором, используют соединения общей формулы Вег.чцр тт373К и К - одинаковые или различные алкилы, причем группа ККК может представлять собой остаток гетероцикла;НА - солеобразующая кислота;п - 2 - :20;в количестве 2 - 20 О/о от веса мономера.1 роцесс полимеризации осуществляют при рН ( 7 и при температуре 40 - 100 С, предпочтительно при 70 - 80 С.Получаемые по предлагаемому способу полимерные эмульсии отличаются большой стабильностью, т. е. устойчивостью к коагуляции в процессе получения и длительного хранения (свыше года), причем эти эмульсии устойчивы и при пониженных температурах (до - 20 С), выдерживают энергичное механическое воздействие и не разрушаются при добавке поливалентных ионов. При применении эмульсии практически не образуют пены, а обрабатываемые ими ткани приобретают наполненный жесткий или мягкий гриф.Полимерные эмульсии, получаемые по предлагаемому способу, обладаютустойчивыми антиэлектростатическими свойствами и придают эти свойства обрабатываемым ими тканям. Г 1 оследнее достигается за счет закрепления на ткани в виде полимерной пленки продукта, содержащего одновременно полиэтиленгликолевую цепочку и способный к квантернизации атом азота, усиливающий полярные свойства, а, следовательно, и антиэлектростатические свойства продукта.В качестве винильных мономеров используют этилакрилат, бутилакрилат, метилметакрилат, бутилметакрилат, стирол и другие.В качестве инициатора полимеризации используют перекись водорода, персульфат аммония или калия или катализаторы, образующие редокс-систему. Предпочтительно использовать каталитическую систему, состоящую из перекиси водорода и иона закисного железа в водной среде, имеющей значение рН не более . Для регулирования рН в исходную смесь можно добавлять кислоту,Эмульгатор, используемый по предлагаемому способу, получают взаимодействием или хлорангидрида кислоты или низшего алкилового эфира кислоты с полиоксиалкилированным вторичным амином. Например, Р-(Х,Х-диэтиламино) этоксиэтилметакрилат можно получать взаимодействием хлорангидрида метакриловой кислоты с Р-(К,Х-диэтиламино) этоксиэтанолом или пер еэтерификацией метилметакрилата названным аминоспиртом,П р и м е р 1, В реакционную колбу, снабженную мешалкой, холодильником, термометром и барботером для подачи азота, помещают 96 мл воды и 5 г метакрилового эфира полиоксиэтилированного морфолина, содержащего в среднем около 5 звеньев окиси этилена. Эту смесь подкисляют концентрированной соляной кислотой до значения рН 2, после чего в колбу вводят 45 г бутилметакрилата и барботируют в массу азот в течение 0,5 ч. Массу нагревают до 70 С (не прекращая по 4дачи азота) и при этой температуре добавляют 0,6 г перекиси водорода и 4 мл 0,18%-ного водного раствора Ре 304, При температуре 70 С размешивают содержимое колбы с умеренной скоростью в течение 3,5 - 4 ч. После охлаждения фильтруют через два слоя марли,Полученная эмульсия представляет собойжидкость молочно-белого цвета с содержанием сухого вещества 30,6%. Эмульсия стабиль 10 на длительное время (больше года), морозостойка при температуре до - 20 С. При смешении с насыщенным раствором хлористогокальция при стоянии 20 ч коагуляции полимера не наблюдается.15 Пример 2. В условиях примера 1 из48,5 г бутилметакрилата, 1,5 г метакриловогоэфира полиоксиэтилированного морфолина,содержащего в среднем около 5 звеньев окиси этилена, получают стабильную эмульсию с20 содержанием сухого вещества 29% и свойствами, аналогичными свойствам эмульсии примера 1.П р и м е р 3. В условиях примера 1 из47,5 г бутилметакрилата и 2,5 г метакрилово 25 го эфира полиоксиэтилированного морфолина,содержащего в среднем около 10 звеньев окиси этилена, получают стабильную эмульсию ссодержанием сухого вещества 31,о и свойствами, аналогичными свойствам эмульсии при 30 мера 1.П р и м е р 4. В условиях примера 1 из 45 гбутилметакрилата и 5 г метакрилового эфираполиоксиэтилированного морфолина, содержащего в среднем около 10 звеньев окиси эти 35 лена, получают стабильную эмульсию с содержанием сухого вещества 31,6% и свойствами,аналогичными свойствам эмульсии примера 1.П р и м е р 5. В условиях примера 1 из42,5 г бутилметакрилата и 7,5 г метакрилово 40 го эфира полиоксиэтилированного морфолина,содержащего в среднем около 10 звеньев окиси этилена, получают стабильную эмульсиюс содержанием сухого вещества 31,5 О/О и свойствами, аналогичными свойствам эмульсии по45 примеру 1.П р и м е р 6. В условиях примера 1 из 48,5 гбутилметакрилата и 1,5 г метакрилового эфира полиоксиэтилированного морфолина, содержащего в среднем около 10 звеньев окиси50 этилена, получают стабильную эмульсию с содержанием сухого вещества 27,5/, и свойствами, аналогичными свойствам эмульсии примера 1,П р и м е р 7, В условиях примера 1 из55 47,5 г бутилметакрилата и 2,5 г метакрилового эфира Р- (1 М,И-диэтиламино) этоксиэтилового спирта получают стабильную эмульсию ссодержанием сухого вещества 31,5/о и свойствами, аналогичными свойствам эмульсии60 примера 1.П р и м е р 8, В условиях, приведенных впримере 1, полимеризуют смесь 26 г этилакрилата, 21,5 г стирала и 2,5 г метакриловогоэфира полиоксиэтилированного морфолина,65 содержащего около 10 звеньев окиси этилена,446517 Электрическое сопротивление, Ом обработаннойэмульсией попримеру 11 обработаннойэмульсией попримеру 5 необработанной тканиНазвание ткани Капрон (полиамидная ткань)Ацетат Лавсан (полиэфирная ткань) 5,3 1011 6,4 10" 1,2 10" 1,8 10" 7,3 10 и 7,8 10 о 2,4 10 ы 4,4 10 га 1 0,101 з П р ед м е т изобретения Составитель Н. Просторова Редактор Л. Емельянова Текред М. Семенов Корректоры; Е, Давыдкина и В. ДодЗаказ 1220,10 Изд. М 1262 Тираж 663 Подписиое ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 в 96 мл воды и получают эмульсию, стабильную при хранении и устойчивую к электролитам, в частности к катализаторам отделочной ванны.Содержание сухого вещества 31,5%, 300 г полученной эмульсии смешивают с небольшим количеством воды, 100 г метазина, с 4 г хлористого аммония и доводят водой объем до 1 л. Приготовленным раствором пропитывают хлопчатобумажную ткань, отжимают на плюсовке, сушат при 60 - 70 С, далее подвергают термообработке при 150 в течение 5 мин.Обработанная ткань приобретает жесткий гриф, устойчивый к многократным стиркам.П р и м ер 9. 1( раствору 2,5 г метакрилового эфира полиоксиэтилированного морфолина, содержащего около 10 звеньев окиси этилена, в 75 мл воды прибавляютсолянуюкислоту до значения рН 5 - 6 и смесь 27,5 вес. ч. этилакрилата и 22,5 вес. ч. стирола. Далее полимеризуют при 70 в присутствии 0,4 мл перекиси водорода и 3 мл раствора, приготовленного из 0,18 г Ге 804 и 100 мл воды, в токе азота в течение 4 ч. 11 осле фильтрации получают стабильную, устойчивую к электролитам эмульсию, содержащую 38,0% сухого вещества.П р и м е р 10. В условиях, аналогичных условиям опыта 1, из 45 г бутилметакрилата и 2,5 г метакрилового эфира полиоксиэтилироЭлектрическое сопротивление образцов тканей, пропитанных полимерной эмульсией с концентрацией 100 г/л, измерялось на тераометре фпри относительной влажностивоздуха 65%. Способ получения полимерной эмульсии путем водно-эмульсионной полимеризации винильного мономера или смеси винильных мономеров в присутствии инициатора полимеризации и эмульгатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения полимерной ванного морфолина, содержащего примерно15 звеньев окиси этилена, в 96 мл воды получают стабильную, устойчивую к электролитамэмульсию, содержащую 30% сухого вещества.5П р и м е р 11. В условиях примера 1 из50 г бутилметакрилата и 5 г акрилового эфира полиоксиэтилированного морфолина, содержащего в среднем около 15 звеньев окиси10 этилена, получают стабильную эмульсию с содержанием сухого вещества 36% и свойствами, аналогичньви свойствам эмульсии примера 1,П р и м е р 12. В условиях примера 1 из16 50 г бутилакрилата и 7,5 г метакриловогоэфира полиоксиэтилированного морфолина,содержащего в среднем около 10 звеньев окиси этилена, получают стабильную эмульсию ссодержанием сухого вещества 36,3% и свой 20 ствами, близкими к свойствам эмульсии, полученной по примеру 5.В таблице приведены данные по антиэлектростатическому действию полимерныхэмульсий, полученных по предлагаемому спо 26 соду на ткани в сравнении с необработаннойтканью.Обработка тканей осуществлялась путемпропитывания тканей эмульсией, отжатия доостаточной влажности 80 - 90%, сушки на воз 30 духе и термообработки при 150 С в течение3 мин,эмульсии с устойчивыми антиэлектростатическими свойствами при сохранении ее стабильности в процессе получения и длительного 35 хранения, в качестве эмульгатора использую гсоединения общей формулыСН, =СК - СО(ОСН,СН,)1 Х 1 ККв НА,где К - Н, СНз40 К и К - одинаковые или различные алкилы, причем группа 1 хКК может представлять собой остаток гетероцикла;НА - солеобразующая кислота;