Способ получения кислого латекса

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сотов Советских Социалистически Республик(61) Дополнительное к т. свид-ву 22) Заявлено 11,05.5 (21) 2133707,0 с присоединением заявк Государстееннын комитет Совета Министров СССР.76 5) Дата опубликовани тисаш Авторы зобретения Медников, Б. К. Басов, Н. Г. Арсеньева и В. В, Работнов 71) Заявител(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОГО ЛАТЕКС одержания м 1 Изобретение относится к области получения латексов эмульсионной полимеризации и может быть использовано для импрегнирования тканей, нанесения полимерных покрытий на различные текстильные материалы, а также для изготовления маканных изделий.Известны способы получения кислых латексов путем проведения полимеризации диеновых и виниловых мономеров в водной эмульсии в щелочной среде в присутствии мыл карбоновых кислот в качестве эмульгатора с последующим осторожным подкислением латекса слабым раствором минеральной кислоты до рН меньше 7 1.В таком способе частично выпадает коагулюм при подкислении латекса и снижается его концентрация вследствие применения разбавленного раствора кислоты,Известен способ эмульсионной полимеризации мономеров в кислой среде в присутствии анионоактивных амфотерных или катионоактивных эмульгаторов и активатора 2.Однако применение таких амфотерных эмульгаторов, как производные сульфоновых кислот, содержащих значительное количество примесей минеральных солей, загрязняет латексы минеральными солями. Кроме того, на основе латексов, стабилизированных амфотерными эмульгаторами типа сульфонатов, чрезвычайно затруднительно получение маканных изделии методами ионного отложения вследствие высокой стабильности латексов к действию электролитов, В связи с этим применяютлатексы, стабилизированные эмульгаторами5 на основе карбоновых кислот.Целью предлагаемого изобретения является повышение стабильности и концентратцшкислого латекса и уменьшения в ней минеральных примесей.о Поставленная цель достигается обработкой катионитовой смолой в Н-форме латекса,полученного в результате эмульсионной полимеризации мономеров в присутствии любогоанионоактивного эмульгатора илп обработкойтой же смолой амфотерного эмульгатора перед проведением эмульсионной полимернзации в кислой среде, до получения значениярН 1,7 - 8,5,Значение рН латекса может быть понижено до 1,5 - 2 без потери устойчивости при егоооработке и снижения концентрации.Латексы, стабилизированные даже тмылами карбоновых кислот, обычно неустойчивь- мп в кислой среде, после обработки смолойдо рН 2 - 3 не содержат коагулюма. Крометого, после обработки смолой латексы, стабилизированные амфотернымн эмульгаторамн,содержат меньшее содержание минеральныхпримесей, в частности золы.Тот же эффект снпжетгия снеральных примесей - золы в латексах, наблюдается, когда перед использованием в эмульсионной полимеризации эмульгатор предварительно обрабатывают катионитовой смолой.Обработку латекса нлп эгмульгатора катионитовой смолой осуществляют через неподвижный слой смолы. В зависимости от свойств катионитовой смолы время контакта с латексом или раствором эмульгатора может изменяться в довольно широких пределах от 1 до 30 мин. Повышение температуры латекса или раствора эмульгатора ускоряет процесс обработки смолой, однако повышен.г температуры более 50 С нежелательно из-за некоторого снижения стабильности латексоз, стабилизированных эмульгаторами на основе карбоновых кислот. Количество смолы, требуемое для обработки определенного объема латекса, зависит от обменной емкости смолы и значения рН латекса после обработки, При снижении эффективности обработки смолу промывают водой от остатков латекса и затем регенерируют с помощью 2 - 10%-ного водного раствора минеральной, например соляной кислоты.Эффективность предложенного способа и возможности его осуществления иллюстрируются примерами.П р и м е р 1. В непрерывных условиях на установке, состоящгй из 10 полимеризаторов емкостью 12 ла, осуществляют сополимеризацио 70 вес, ч. бутадиена и 30 вес. ч. стирола ,в водной эмульсии, содержащей в расчете ка 100 вес. ч, мономеров, вес. ч.: воды 140, калия хлористого 0,4, лейканола 0,4, олеата калия 4,0, ронгалита 0,06, сернокислого железа закислого 0,03, трилона Б 0,06, гидроперекпси изопропилциклогексилбензола 0,10. Температура реакции 5 С, конверсия мономеров 65%. В результате полимерпзации и последующей отгонки непрореагировавших мономеров получают латекс СКСОХ с характеристикой: концентрация 30%; рН 9,8; поверхностное натяжение 66 динсл 1, содержание эмульгатора - олеата калия 6,1 г на 100 г по,Ныгра влатексе.Катионитовую смолу КУ(ГОСТ 13505-68) с размером зерен 0,5 - 3 лл в количестве 12 г смешива 10 т с 12 а речного песка, смачивают водой и засыпают в стеклянную труоку диаметром 35 ил на металлическую сетку с размером отверстий 0,3 лл. Через слой свежей смОлы пропускают переменное количество исходного латекса сс скоростьо, ООгспечивающей время контакта латекса и смолы, в течение 2 лцн. Ооработанный латекс фильтруют через капроновую сетку О 8, определяют наличие ксагулюла на сетке, рН, кснцгнтряцио и псзерхностчо нятяяение латгкса, ргзультать: даны в табл. 1.Полимеры з лятексе отсутствуОт.,:1 оверхио тцеит;, и- ное 11 атяксция, %иие, бпн/сл рН ос 1 52,3-"-28 300 5633 Зь 14,0 2.,7 6053 11 О 626,6 6477, 2 р,б 6585 , ЗО,О о 5 10200 360 400 500 гоО 15 800000 1200 20 Для сравения нескоо порций300 лл исходного латекса подкисляют по изв"стному способу до различного значения рН путгм медленного (по каплям) приливания 1,7 о 11 о-Ого водного раствора соляной кислоты 25 прп интенсивном перемешивании, Подкисленный лятекс характеризовали по рН, концент.рации и количеству коагулюма в латексе в расчете на полимер в исходной пробе (см, табл. 2).30 Таблица 2 Свойства кислого латекса,полученного по известному способу% Концентрация,рН 40 26 З.З 23,5 1 О 20,15 Ряссмотрениг данных, приведенных в 50 табл. 1 и 2, показывает, что предложенныйспособ позволяет получать кислый латекс практиггскп во всем диапазоне рН среды (1,7 - 8,5) без потери стабильности латекса (коягулюм в обработанном латексе отсутст вует):, " сохранением концентрации на исходном уровне, тогда как применение известного способа для получения кислого латекса связано со значительным снижением концентрации исходного латекса и наличием большо го количества коагулюма в латексе, увеличиза оцгмся с понижением значечия рН.П р и м е р 2. Латекс СКСОХ синтезируют и отдельными порциями по 300 лсл обрабатывают 50 г катионитовой смолы, как описано в примере 1. Однако после 3-й гор533601 Табл ца 3 Значения рй латекса СКСОХ после обработки катионовой смолойПорция 1 2 3 4 5 б 7, 8 9 О11 12 рН 1,8 2,3 3,1191,9 2,0 19 2,0 1,9 19 2,1 2,8 Таблица 4 Свойства латекса СКСОХ после обработки катионитовой смолой,1 атекс пслучен по изве;тному спо- собу,1 атекс получен по предложенному спосооуХарактепистка атекс, полученный после обпаботки смолой по предло женному спосооуП лололжительиостьсинтеза, чисКонцентрация,рнПропер."постное натяжсис. дсснслсСодержание золы, % 1 О4,о 5,7 Концеитпация,рНСолержаис зо.я,ос 485 2, 49 40 0.5 0,3 1,2 ции перед каждым последующим пропуском латекса смолу регенерируют, Регенерацию смоль осуществляют путем пропуска через смолу 300 лсл листиллированной воды, 30 лсл Видно, что увеличение количества латекса более 300 1 сл на 50 г смолы приводит увеличению рН обработанного латекса, одчако регенерация смолы полностью восстанавливает ее эффективность. 10П р и м е р 3. Латгкс СКСО спнтезиНаличие коаг лиома Отс тствне Полученные результаты указывают на понижение рН латекса при увеличении времени контакта со смолой и возмон(ность отложения полимера на поверхности смолы при времени 15 контакта, превышающем оптимальное значение, при выбранных условиях, равное 2 1 сссн. П р и м е р 4. Латекс СКСГП получают в автоклаве, объемом 1 О л, при 50 С с кон версией мономеров 100% по следующему рецепту, вес. чл бутадиен 35, стирол 65, дибутилнафталинсульфокислый натрий (некаль) 4,5, сульфат натрия 1,5, натриевая щелочь 0,3, персульфат калия 0,45, вода 110. Полу ченный латекс в количестве 200 мл встряхивают в колбе с 30 г катионптовой смолы КУв течение 5 1 сссн л отфильтровывают чепез капронозу 1 о сетку. Определяют концентрацию, рН и содержание примесей (золы по прокаленному остатку в % от веса полимера) в латексе ло и после обраоотки смолой (см. 30 табл. 5). Таолца 5Свойства латекса СКСГП 2% -ного водного раствора соляной кислоты и вновь 300 лсл воды, Наблюдалось следующее пзменечие рН латекса после обработки (см. табл, 3). руют и отлельными порциями по 300 1 сл обраОатывают 50 г катионитозой смолы, как описа:о в примере 1, но с различной скоростьо и зотскасп 1 я латекса, Обеспечиза 10 ще переменное время его контакта со смолой. Обработанный латекс характеризуют з:ачгнием рН: устойчивостью (см. табл. 4). Следы по- Отложениелимепа на полимерасмоле иа смолеВплно, что обработка смолой латекса СКСГП позволяет не только получить кислый лате(с, но и значительно снизить содержание примеси - золы в латексе.П р и м е р 5. Латекс СКН-1 ГП синтезируют в 10-л:трозом автоклазе эмульсионной пол:1 мс изацней чрн 35 С с ко.-версией мо-:омероз 100% по рецепту, зес, ч.: буталиен 60; акрилон;1 трил 40; метакрилозая кислота 4,0; алкилсульфочат натрия 4,0: сульфат натрия 0,6; гидроперекись изопропилбензола 0,3; рочгалпт 0,1; вола 40,В ОднОм из Опытов 2 мфотепны 11 э 1 ульга- ТОР - алкилсульфонат НПТРия нспольэуЮт при рН 6,5 (ГОСТ 2390-66). з лругом опьТе перел провелениеа 1 полеа 1 е 1 изац 1 П исхолньсй эмульгатор пропускают через катионитозую смолу КУ-8 (ГОСТ 13505-68) ло рН 1,8.ХарактерСТП 1(н латексоз п.мсзелены в табл. 6. Таблца 0Свойства латекса СКН-1 Гп533601 Составитель В. Балгин Техред В. Рыбакова Корректор В, Гутман Редактор Л. Герасимова Заказ 960/1464 Изд. М 1738 Тираж 630 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип. Харьк. фил. пред, Патент Как показывают результаты, полученный по предложенному спосооу кислый латекс отличается от кислого латекса, синтезированного по известному способу, меньшим содержанием примесей - золы.Таким образом, предложенный способ получения кислых латексов в сравнении с известными способами позволяет повысить стабильность и концентрацшо латексов и уменьшить содержание в них посторонних примесей,Формула изобретенияСпособ получения кислого латекса путем полимеризации диеновых и виниловых мономеров в эмульсии с применением эмульгатора и активатора, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и концент рации латекса и снижения в нем минеральных примесей, эмульгатор или латекс обрабатывают катионитовой смолой до получения значения рН 1,7 - 8,5,10 Источники, использованные при экспертизе:1. Р. Нобль. Латекс в технике. Госхимиздат, 1962, с. 295.2. Синтетический латекс, ред. Г. С. Уит би, ГОСНТИ, Л, 1957, с, 640 (прототип),