Способ получения концентрированных акриловых латексов

111 478839 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских СоциалистическихГосударственный комитет света Министров СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕ АКРИЛОВЪХ ЛАТЕКС2 ена, сти. ризена, и еса моно ему регул группы ышается взаимодей что по скорость соответстчьбена, анндена, в ком еров.яторов сое- ароматическорость обствия с указволяет эф- эмульсионвенно, скоб обеспечивает снятиепомощью охлаждаюбез увеличения ее счет более равномерсса полимеризации.количества указано проводить процесс с подавить температурва применяемых сое регулирующих ско имеризации и тепло 0,01 - 3% от веса мо пособу регулирование зации акриловых мотаким образом, что роцесса при одновреомпонентов реакцпонИзобретение относится к области получения концентрированных акриловых латексов.Известно регулирование процесса получения концентрированных акриловых латексов путем порционного или непрерывного дозиро- Б вания мономеров или всех компонентов реакционной смеси в реактор. Этим способом достигается достаточно низкая концентрация незаполимеризовавшихся мономеров в реакторе, что снижает скорость полимеризации и, 1 О следовательно, облегчает отвод выделяющегося тепла, уменьшает температурные скачки,Однако известный способ путем порционного дозирования мономеров не позволяет эффективно регулировать скорость эмульси б онной полимеризации мономеров и не обеспечивает проведения процесса в изотермическом режиме, а температурные скачки в промышленном процессе значительны и достигают 30 - 40 С и более в зависимости от ре цептуры смеси и объема аппарата. Кроме того, известный способ не применим в том случае, когда исключается дозирование мономеров и других компонентов, например, при проведении процесса под давлением в авто клаве.С целью регулирования скорости процессов полимеризации и тепловыделения предлагают процесс проводить в присутствии соединений, выбранных из группы, состоящей из 30 трифенилметана, флуортрацена, фенантрена, хличестве 0,01 - 3% от вПри введении в систдинений, выбранных изских углеводородов, поврыва цепей за счет ихзанными соединениями,фективно регулироватьной полимеризации и,рость тепловыделения.Предлагаемый спосоэкзотермичного тепла сщей рубашки аппаратапроизводительности заного протекания процеИспользуя различныеных соединений, можнзаданной скоростью иные скачки,Оптимальные количесдинений, эффективнорость эмульсионной полвыделения, составляютномеров.По предлагаемому сэмульсионной полимериномеров осуществляютвозможно проведение пменной загрузке всех к5 б 38,8 40,1 0,3 0,1 3,55 0,6 0,2 20 - 22 ной смеси в реактор без применения порционного или непрерывного дозирования пх в ходе процесса,Этот способ особенно эффективен при получении концентрированных акриловых латексов, содержащих в качестве мономера или основного сомономера низшие эфиры акриловой кислоты, такие как метилакрилат, бутилакрилат, и может успешно использоваться также при эмульсионной полимеризации с дози ров анием моно меров и при получении низкоконцентрированных латексов.По предлагаемому способу предваритель но в мономере или смеси мономеров растворяют регулятор, выбранный из группы ароматических соединений, затем раствор регулятора, эмульгатор и инициатор с водой и другие необходимые компоненты загружают одновременно или путем дозирования в реактор и проводят полимеризацию при необходимой температуре. Пример 1. Раствор 102 мл метилакрилата, 4 г эмульгатора С - 10, 2 г трифенилметана, 4,85 г дибутилфталата и раствор 0,08 г персульфата аммония в 103 мл воды загружают в реактор объемом 400 мл. При включенной мешалке смесь нагревают до 70 С и выдерживают при этой температуре 2 час. Температура в процессе полимеризации поднимается до 75,5 С. После 2 час выдержки получают латекс.В отсутствие трифенилметана температура в ходе реакции поднимается в течение 3 - 4 мин до 93 - 95 С, причем смесь бурно кипит, и образуется большое количество коагулюма.П р и м е р 2. В реактор объемом 400 мл загружают раствор 76 мл метилакрилата с 2,6 г эмульгатора С - 10, 3,63 г дибутилфтапата, 0,058 г антрацена и раствор 0,0535 г персульфата аммония в 114 мл воды. Реакционную смесь нагревают до 70 С и выдерживают в течение 3 час. Температурный скачок составляет 3 С, Через 3 час получают латекс,В отсутствие антрацена температура поднимается до 92 С, причем смесь бурно кипит,П р и м е р 3. Процесс проводят по примеру 2, но используют вместо антрацена 1,5 г 5 флуорена.П р и м е р 4. В реактор объемом 100 л загружают раствор 0,94 кг эмульгатора С - 10, 1,34 кг дибутилфталата и 37,5 г антрацена в 28 л метилакрилата и раствор 20 г персуль фата аммония в 40 л воды, Режим синтезааналогичен режиму, описанному в примере 2.Температура в ходе процесса поднимается до 76 С.В отсутствие антрацена процесс протекает 5 столь бурно, что имеет место тепловойвзрыв, обусловливающий образование большого количества коагулюма.П р и м е р 5. В реактор емкостью 500 млзагружают 140 мл дистиллированной воды, 20 смесь, состоящую из 68 мл метилакрилата,39 мл бутилакрилата, 1 мл метакриловой кислоты, 2 г эмульгатора С - 10, 0,08 г антрацена и раствор 0,13 г персульфата аммония в 10 мл воды. Смесь при перемешивании на гревают до 68 - 70 С и при этой температуревыдерживают 2 час.Температурный скачок составляет 3,5 С, В отсутствие антрацена температура поднимается до 87 С, причем смесь кипит.30 П р и м е р 6. В реактор емкостью 500 млзагружают 140 мл дистиллированной воды, смесь, состоящую из 45,5 мл метилметакрилата, 61 мл бутилакрилата, 2 мл метакриловой кислоты, 4 г эмульгатора С - 10, 0,08 г 35 антрацена и раствор 0,4 г персульфата аммония в 10 мл воды. Смесь при перемешивании нагревают до 68 - 70 С и при этой температуре выдерживают 1,5 час. Температурный скачок составляет 5 С.40 В отсутствие антрацена температура поднимается до 90 С, смесь кипит.В табл. 1 и 2 приведены показатели латексов, полученных в присутствии и без регуляторов, а также латексов, полученных из вестным способом при порционном дозировании.478839 6Таблица 2 физико-химические показатели латексов Способ ИзвестныйКоличество коагулюма, г, от мономера Относительнаявязкость 0,1 моль Растворав ацетоне Содержание остаточного мономера, ф,Сухой остаток, Пример в присутствии регулятора в присутствти регуляторабез без регулятора регулятора 36,732,6 38,5 38,4 38,5 8 9 10 11 12 0,450,30,250,30,25 13,9 7,6 8,5 6,2 8,5 12 2,5 б 25 25 25 25 25 21,12 25 25 25 25 25 1,82 Поверхностное натяжение, дин/смРазмер (радиус) латексных частиц, АСтабильность к 5,"-ному раствору СаС 1,5;-ному раствору ИН 4 ОНПрочность на разрыв, г/ммОтносительное удлинениеМодуль при 100-ном удлинении, г/мм-Модуль при 300)"-ном удлинении, г/ммП р и м е р 7, В реактор объемом 400 мл загружают раствор 76 мл метилакрилата с 2,6 г эмульгатора С - 10, 3,63 г дпбутплфталата и 2,2 г стильбена и раствор 14 мл воды с 0,0535 г персульфата аммоппя. Реакционную смесь нагревают до 68 - 70"С и выдерживают 3 час. Температурный скачок составляет 7 С.Свойства полученного латекса приведены ниже,Сухой остаток, /, 38,8 Содержание остаточного мономера, 0,20 Относительная вязкость0,1 моль раствора в ацетоне 8,7Температурный скачок, Св присутствии регулятора 7 без регулятора 22Количество коагулюма, /, от мономерав присутствии регулятора 2,5 без регулятора 25. П р и м е р 8. В реактор объемом 400 мл загружают раствор 72 г метилакрнлата (с 0,956 г/см), 2,5 г эмульгатора С - 1 О, 3,5 г дибутилфталата, 0,0072 г антрацена и раствор 0,053 г персульфата аммония в 130 г воды. Реакционную смесь нагревают при перемешивании до 68 С и выдерживают 2 час. Температурный скачок составляет 12 С,Через 2 час получают латекс.В отл тствие аптрацена температурныйскачок составляет 25 С, причем смесь бурно 5 .ц11 ри мер 9. В реактор объемом 400 млзагружают раствор 72 г метилакрилата, 2,5 г эмульгатора С - 10, 3,5 г дибутилфталата, 2,5 г трифенилметана и раствор 0,053 г пер сульфата аммония в 130 г воды. Реакционную смесь нагревают при перемешивании до 68 С и выдеркивают 3 час, Температурный скачок составляет 2,5 С. Через 3 час получают латекс.15 В отсутствие трифенилметана температурный скачок составляет 25 С, смесь бурно кипит.П р и ме р 10. Процесс проводят по примеру 9, но используют в качестве слабого нн гибитора 1,5 г фенантрена.Температурный скачок составляет 6 С.П р и м е р 11. Процесс проводят по примеру 9, но используют 0,72 г хризена, Температурный скачок составляет 4 С.25 Пример 12. Процесс проводят по примеру 9, но используют 2,15 г индена. Температурный скачок составляет 6 С.Свойства акриловых латексов, полученныхпо примерам 8 - 12, приведены в табл. 3 и 4.478839 Таблица 4 Пример Показатели 12 10 40,2720 Поверхностное натяжение, днн/см Размер (радиус) латексных частиц, Л 40,0700 39,5680 39,0730 40,5700 Стабильный Стабильный Стабильный Стабильный Стабильный 420 160025 400 155022 380 157024 400 156021 440 155023 42 45 38 Предмет изобретения Составитель В, Полякова Техред 3. Тараиеико Корректоры: В. Петрова и О ДанишевдРедактор Т. Никольская Заказ 2494/17 Изд.1673 Тираж 529 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 5Типография, пр. Сапунова, 2 Стабильность к 5-ному раствору СаС 1,Прочность иа разрыв, г/мм- Относительное удлинение Модуль при 100)-ном удлинении, г/ммМодуль при 300;/-ном удлинении, г/мма Способ получения концентрированных акриловых латексов путем эмульсионной полимеризации акрилатов и метакрилатов, о тл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью регулирования скорости процессов полимеризации и тепловыделения, процесс проводят в присутствии соединений, выбранных из группы, состоящей из трифенилметана, флуорена, стильбепа, антрацена, фенантрена, хризена, 5 индепа, в количестве 0,01 - 3% от веса мопомеров.