Способ получения хлоропренакрилатного латекса

СОВеТСКИхСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1 Тбб 9 1)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР П ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ л. М. 37 научно-иссл титут палим изводственн овательский ных продуко обьединен, Л.К,Калантарян, Е.С.Егин, Н,А,Геворкян, М.Е.Овсешян, Г,Т,Мартиросян, и Р,Р.Саркисянвидетельство СССР 08 Р 236/18, 1962,ОЛУЧЕНИЯ ХЛОРОПРЕНЛАТЕКСАние: промышленность синчука, конкретно получение латекса. Сущность изобречении латекса используют Изобретение относится к получению лоропрен-акрилатных латексов, предназаченных для использования в качестве ленкообразующих, связующих и пропитыающх композиций. В качестве прототипа выбран способ получения хлоропрен-акрилатного латекса, соотношение сомономеров в котором соответствует 70:30, под названием МХ. Дисперсию широко используют в производстве натуральных кож в качеСтве отделочного материала, а также в лакокрасочной промышленности, строительной технике. Процесс сополимеризации,хлоропрена проводят при 40 ч 2"С, используя в качестве эмульгатора пентадецилсульфонат натрия (эмульга(21) 4886810/05 (22) 16.08.90, (46) 07.10.92. Бю (71) Всесоюзныи и проектный ин тов Научно-про ния "Наирити (72) А.В,Геворкя ян, Л.Ш,Аванеся пян, М.К.Шу В.Ф.Боровскис (56) Авторское с М 495909, кл. С (54) СПОСОБ П АКРИЛАТНОГО (57) Испол ьзова тетического кау синтетическбго тения: при пол НИЕ ИЗОБР 08 Р 236/18//(С 08 Р 236/1220:06, 220;10) мономерную шихту следующтего состава, мас.ч.: хлоропрен 66 - 81; эфир мет)акриловой кислоты 15 - ЗО; (мет)акриловая кислота 1 - 4. В рецептуре используют обычные добавки, в качестве регулятора молекулярной массы используют диизопропилксантогендисульфид в количестве 0,7 - 1,0 мас.ч, в расчете на 100 мас.ч. сомономеров. В процессе используют трехстадийное повышение температуры: до конверсии 25- 300/ Т= 20 - 25 С, далее температуру повышают до 40-45 С и поддерживают до конверсии 60 - 700, после ее повышают до 55 - 60 С и проводят процесс до практически полной конверсии мономеров. Полученный латекс стабилизируют и дополнительно вводят(тио)мочевину в количестве 1,5 - 2,0 мас,ч. в расчете на 100 мас.ч, сомономеров, 3 табл,тор Е-ЗО), Далее при глубоких степенях пре- двращения мономеров (60 - 70% и выше) температура поддерживается в области ,55 - 60 С до практически полного превраще- оа,ния сомономеров в полимер.Существенным недостатком полученного указанным способом хлоропрен Ъкрилат 1ного сополимерного латекса являются низкие"физико-механические свойства латексныхпленок: предел прочности при разрыве неболее 80-85 тт 1 Па при относителаном удаи- анении 600%, недостаточная их термостабильность и водостойкость, а такженевысокие адгезионные свойства,Цель изобретения - повышение водостойкости, термостойкости, адгезионныххарактеристик, а также улучшение физикомеханических свойств пленок на основехлороп рен-акрилатн ых латексов.Эта цель достигается тем, что в способеполучения хлоропрен-акрилатного латексаводно-эмульсионной сополимеризациейхлоропрена с акриловым сомономером вприсутствии радикального инициатора,эмульгатора и стабилизаторов процесс проводят с введением третьего сомономера(мет)акриловой кислоты в количестве 1,04,0 мас.ч. на 100 мас,ч. сомономерной смесии регулятора молекулярной массы диизопропилксантргендисульфида (дипроксида) вколичестве 0,7 - 1,0 мас,ч., осуществляютпроцесс сополимеризации трехстадийнымтемпературным режимом: при низких степенях превращения сомономеров (25 - 30 О)при температуре 20 - 25 С, при средних степенях превращения сомономеров при 40 -45 С и далее при глубоких степеняхпревращения мономеров (60-70 и выше)температура поддерживается в области 55 -60 С до практически полного превращениясомономеров в полимер с последующимвВедением в готовый латекс (после его стабилизации) тио)мочевины в количестве 1,5 -2,0 мас,ч.Ниде приводится состав водно-эмульсионной сополимеризационной шихты хлором рена, мас.ч.;Хлоропрен 81-66Эфиры (мет)акриловойкислоты 15 - 30(эмул ьгатор Е) 3,5 - 4,0Оксиэтилированный алкилфенол (эмульгатор ОП) 0,8 - 1,2Персульфат калия 0,3-0,4Диизойропилксантогендисул ьфимд (дип роксид) 0,7 - 1,0Вода 140-160Способ осуществляют следующим образом.В реактор для приготовления воднойфазы заливают 1500 г воды, затем добавляют 40 г эмульгатора Еи 10 г эмульгатораОПи с помощью мешалки производятперемешиванйе в течение 5 - 7 мин (при 12 -15 С) до полного растворения эмульгаторов,В реактор для приготовления углеводородной фазы заливают сомономеры: 810 гхлоропрена, 150 гметилметакрилата и 40 гметакриловой кислоты, 8 г регулятора молекулярной массы - дипроксида и перемешиванием 5 - 8 мин добиваются полногорастворения ингредиентов углеводородной5 10 Процесс сополимеризации хлоропрена осуществля ютт по следующему температур 15 ному режиму; до глубины превращения 25 -20 25 30 35 40 45 50 55 фазы, Температуру в системе поддерживают в пределах 15 - 18 С.Углеводородную фазу сливают в реактор с водной фазой и производят эмульгирование фаз при интенсивном перемешивании в течение 5 - 8 мин, Затем готовую эмульсию сливают в полимеризатор с одновременной подачей инициатора - персульфата калия, общее содержание которого 4 г (инициатор можно ввести по частям, по мере необходимости). 30 при 20-25 С, при средних значениях конверсии - 30-60; при температуре полимеоизации 40 - 45 С и после достижения конверсии 60 оь и более полимеризацию проводят при 55 - 60 С,Все остальные примеры по изобретению были осуществлены по аналогичной технологии с различным количественным содержанием ингредиентов водно-эмульсионной сополимеризационной системы, Рецептура шихты по примерам 1 - 12 приведена в таблице.По окончании процесса сополимеризации хлоропрена рН готового латекса доводят до значения 6 - 8, используя 5 - 100 -н ы й раствор йаОН или КОН или 40 - 500,-ный раствор триэтаноламина. Латекс стабилизируют водной дисперсией стабилизатора Н Г-46 (2,2-метилен-бис-метил-трет-бутилфенол) или П(2,4,6-три-третбутилфенол) из расчета 1,5 - 2,0 мас.ч. на 100 мас.ч. полимера, В готовый латекс вводят (тио)мочевину в количестве 1,5 - 2,0 мас,ч.Конкретные примеры, характеризующие предлагаемый способ получения хлоропренакрилатных латексов, приведены в табл, 1, Данные относительно температурного режима проведения процесса сополимеризации хлоропрена при различных стадиях (конверсиях) превращения мономера для рассмотренных примеров представлены в табл, 2.В табл, 3 представлены коллоидно-химические характеристики полученных сополимерных латексов, их адгезионные характеристики, физико-механические свойства свободных пленок на их основе, а также водостойкость и термостойкость (индукцион н ы й период расщепления Н С 1), для сравнения приводят свойства прототипа - дисперсия МХи базового обьекта - наирита Л-ММА-,М (сополимер хлоропрена с метилметакрилатом и метакриловой кислотой с соотношением сомономеров, соответственно 81;15;4, полученный1766931 Таблица Рецептура получения хлоропрен"акрилатнь х латгксов Компонент Оодержание, мас,ч. в составе мввь Ф т М Е Е ааг 3 4 5 б 7 к Вк 9 к 1 ок 11 к 1 гк ХлоропренЭфиры ьмет)акриловодкислоты;метилакрилат 68,5 68,5 81 68,5 66 77 73 69 74,3 70,7 81 81 20 бутилакрилатметилметакрилатбутилметакрилат зо15 за 30 2525 30 30 25 15 метакриловая кислота 4,а 4,0 1,54 04,0 3,5 3510 12 080,4 0,4 0,3о,В о,7 1,о150 140 160 о,7 з,о 4,о 4,о акриловая кислота 2,0 1,03,5 4,0 4,0 1,5 4,о 4,о 4,о 4,о 4,0 Эмульгатор Е"30 Элульгатор ОППерсульфаткалия Дипроксид 1,О 04 1,О о,4 0,8 1,0 1,О о,4 о,б 1,О а,4 0,8 1,г о,з 0,8 1 бо 1,О 1,О 0,3 0,40,9 0,8 15 О 15 О 1,О 04 0,4 о,8 о,э 15 о 150 150 150 50 Вода 150 1,5 - 2,0 г,о 1,8 1,8 2,3 1,2 17 1 7 Мочевина Тиомочевина1,7 1,7 1 5 Ь Е ФКк - контрольные примеры,:двухстадийным методом сополимеризации).Как свидетельствуют приведенные в табл. 3 данные, образцы хлоропрен-акрилатных латексов, получаемые указанным способом, характеризуются значительно улучшенным по сравнению с прототипом комплексом свойств, что позволяет рекомендовать разработанный новый тип хлоропрен-, акрилатного латекса помимо использования в качестве пленкообразующего и пропитывающего средсгва в легкой и ромы шлен ности (технология получения натуральных и искусственных кож) в качестве основы связующего и клеящего материала в строительной технике и других областях народного хозяйства. Формула изобретения Способ получения хлоропрен-акрилатного латекса водно-эмульсионной сополимеризацией хлоропрена с акриловым сомономером в присутствии радикального инициатора, эмульгаторов, регулятора молекулярной массы с последующей стабилизацией латекса, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения водо- и термостойкости, физико-механических и адгезионныхсвойств пленок на основе латекса, в качест 5 ве акрилового сомономера используютэфир (мет)акриловой кислоты процесс осуществляют в присутствии (мет)акриловойкислоты при следующем составе мономерной шихты, мас.ч,:10 хлоропрен - 66-81;эфир (мет)акриловойисло - 15 - ЗО;(мет)акриловая кислота - 1-4,в качестве регулятора молекулярной массы15 используют 0,7 - 1,0 мас,ч, диизопропилксантогендисульфида в расчете на 100 мас.ч.сомономеров, при этом до конверсии мономеров 25 - ЗОо сополимеризацию проводятпри 20 - 25 С, далее сополимеризацию осуществляют до 60 - 70 при подъеме температуры до 40 - 45 С, и до полной конверсиимономеров процесс проводят при 55-60 оС споследующим выделением после стабилизации латекса 1,5 - 2,0 мас,ч. (тио)мочевиныв расчете на 100 мас,ч, мономеров,1766931 Таблица 2 Латекс Температура, конверсия 6-12 Температура полимеризации на начальном этапе, СКонечная конверсия на начальном этапе, оа температура полимеризации при средних степенях превращения мо номера,оСТемпература полимеризации при глубоких степенях превращения, С Начальная конверсия на последнем этапе, " 25 23 23 25 23 30 30 25 28 28 45 43 45 43 60 60 55 58 58 60 70 67 63 65 Таблица 3,ьч Коллоидно-химические свойства хлоропрен-акрилатных латексов и Физико"механичвские свойства свободных пленок на их основе еЛатексРазмер частиц,Вязкостьотносительная по Денлопу Поверхностное натанение,мН/м Сухойостаток,Пределпрочности, МПа тноситепьое удлиддгезия-прочность отслаивания кирзовой ткани с кирзой,,кгс/2,5 см ие,5,0 4,В 4,6 4,5 4,7 4,3 , 5,0 4,В 5 О О,5 1,2 1 О 5 О 1100 1080 990 1020 1050 970 1080 1160 155 16,8 16,015,0 16,4 1,54 1,47 1,58 1,5 г 1,46 1,56 1,65 1,57 1,60 1,40 1,48 20,7 21 4 20,8 21,0 21,3 20,8 21,0 20,6 21,3 15,6 15,4 14,Е 156 16,7 940 101 4,620 16,0 41,6 96037,0 940 0,6 Наи Л М 9,6 8 1200 16,2 М 36,5 оставитель Г.Овчинниковаехред М.Моргентал Коррект едакт етро Заказ 3521 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 567 к8 к9 к10 к11 к12 кПрототДисперсияМХ39,240,7 38,6 39,5 зв,з40,5 39,8 40,2 39,0 39,4 38,7 39,6 ип 37,5 36,8 38,0 37,2 357 37,0 36,5 35,2 38,4 37,5 36,0 36,5 1260 1100 1120 1 100 1080 100 1180 1050 1140 12 ЕО 1070 1020 14,0 11,8 13,5 13,2 13,0 12,7 13,214,0 12,4 12,8 12,3 12,7