Способ получения синтетических латексов

0 Щ 565043 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республикс присоединением заявкиосударственный комитет 23) ПриоритетОпубликовано 15,07.77, Бюллетень26Дата опубликования описания 08.08.77 Совета Министров ССС) Авторы изобретения В. А. Пучин Р, В. Узина, С, А. Ворон Ю. А, Ластухин, А. С. Заирдена Ленина политехниче-исследовательский инстит в, М. С, Достян ченко и 3, Г. Ус ский институт и т шинной промь В, С, Токарев,а 71) Заявители Львовскийнаучи рдена Лениналенности(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИ АТ ТЕТИЧ Е к производству синменно к способу полатексов, содержа. ппы в цепях полимезовано в нефтехимиИзвестен способ получения синтетических лате ксов водноэмульсионной сополимеризацией сопряженных диенов с винилароматическими мономерами, винилпиридинами в присутствии радикальных инициаторов, эмульгаторов, регуляторов, буферов 1, Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является способ получения синтетических латексов, заключающийся в водноэмульсионной сополимеризации сопряженных диенов (или их смеси с винилароматическими мономерами) и перекисных мономеров (непредельных соединений, содержащих перекисные группы) в присутствии радикальных инициаторов (например, окислитель- но-восстановительных систем), эмульгаторов, регуляторов, буферов 21. Полученные пероксидатные синтетические латексы содержат в боковых ответвлениях макромолекул только перекисные группы и вследствие этого обладают слабыми адтезионными свойствами и недостаточной совместимостью с полярными (поликондснсационными) смолами. Изобретение относитсятетических латексов, алучения пероксидатныхщих функциональные грра, и может быть исполческой промышленности С целью получения пероксидатных латексов, содержащих наряду с активными перекисными группами в боковых ответвленияхлатексного полимера полярные функциональ 5 ные группы, и за счет этого улучшения адтезионных свойств латексов и их совместимостис полярными смолами предлагают проводитьпроцесс в присутствии 2 - 10 вес. 0 дополнительных сомономеров (в расчете на смесь10 всех мономеров), выбранных из группы, содержащей диметилвипилэтинилкарбинол, мета криловую кислоту, глицидилметакрилат иакриламид. Это позволяет получать устойчивые водные дисперсии полимеров (латексы),15 содержащие перекисные и функциональныегруппы в боковых ответвлениях. Присутствиев структуре полимера полярных функциональных групп обеспечивает хорошие адгезионныесвойства латекса и совместимость их с по 20 лярными смолами, а перекисные группы позволяют латексной пленке самоотверждаться собразованием бессерных вулканизатов без дополнительного введения структурирующих добавок.25 В приведенных ниже примерах, иллюстрирующих способ, в качестве перекпсного мономера использована непредельная перекись типа диметилвинилэтинилметил - трет - бутила,эмульгатором служит раствор 4,0 вес, ал 30 килсульфоната (Волгоната) в воде,565043 Таблица СКД П 4 Г 2 СКС 60 ПЗГ 8 СКД П 4 Г 4 СКД П 4 Г 10 92,0 29,0 60,0 3,0 94,0 86,0 4,0 4,0 4,0 8,0 4,0 10,0 2,0 8,099,2 10,0 93,3 10,0 90,5 8,089,4 Время полимеризации, чКонверсия, % 0,3 0,2 4,0 0,20,5 200 (об. ч.) Таблица 2 Латексный каучук Порог быстрой коагуляции,ммоль/л СаС 12Плотность,характерис- содержание тическая активного вязкость, кислорода,дл/г вес, орН Тип латекса г/смз 0,98 0,96 0,97 1,00 46,3 48,1 47,4 46,0 1,51 1,47 1,12 0,92 0,34 0,32 0,30 0,26 2,8 2,8 2,7 2,6 4,72 4,63 4,60 6,87 СКД П 4 Г 2СКД П 4 Г 4СКД П 4 Г 10СКС 60 ПЗ Г 8 21,6 22,7 20,9 30,2 7,0 7,0 6,0 8,0 Состав мономерной смеси, вес. о Условия синтезаБутадиен,3СтиролДиметилвинилэтинилметил-трет-бутилперекисьДиметилвинилэтинилкарбинол Полимеризацию проводят в градуированных ампулах или бутылках. Скорость полимеризации определяют дилатометрическим методом и по сухому остатку.Латексы характеризуют .по содержанию сухого остатка, по величине рНплотности, кинематической вязкости, поверхностному натяжению и порогу быстрой коагуляции по известным методикам. Характеристическую вязкость латексного каучука определяют в вискозиметре типа Бишоффа при 25 С, применяя в качестве растворителя бензол. Содержание активного кислорода рассчитывают по данным йодометрического титрования. ИК- спектроскопический анализ проводят на двух- лучевом спектрофотометре ИКСна призмах фтористого лития и хлористого натрия в пленках из бензольного раствора. П р и м е р 1. В градуированные ампулы, продутые аргоном, загружается предварительно подкисленная до рН 3,0 реакционная смесь.Состав мономерной смеси и условия синтеза обобщены в табл. 1.Состав реакционной смеси, вес. %;Мономеры (смесь) (см. табл. 1) Моногидроперекись диизопропилбензолаРонгалитЭмульгатор (Волгонат)Лейка.нолТрет-додецилмеркаптанВода Пероксидатный гидроксилсодержащий латекс После заполнения ампулы помещаются втермостат, где поддерживается температура15+0,1 С. Путем перемешивания достигаетсяэмульгирование реакционной смеси. Процесс5 полимеризации контролируется по снижениюмениска в капилляре.Характеристика полученных латексов приведена в табл. 2.Присутствие в ИК-спектрах латексных кау 10 чуков полос поглощения, характеризующихвалентные колебания перекисных 884 см- игидроксильных 3324 см- групп, несопряженных винильных 1643 сми ацетиленовых2235 см -связей, подтверждает структуру 15 диспергированных в водной фазе пероксидатных бутадиеновых гидроксилсодержащих сополимеров.П р и м е р 2, По методике примера 1 в градуированные ампулы загружается исходная 20 реакционная смесь.Состав мономерной смеси и условия синтеза обобщены в табл. 3.После заполнения ампулы помещаются втермостат, где поддерживается температура 25 15.+0,1 С. Путем перемешивания достигаетсяэмульгирование реакционной смеси. Процесссополимеризации контролируется по снижению мениска в капилляре,Характеристика полученных латексов при- ЗО ведена в табл. 4.В ИК-спектрах латексных каучуков найдены полосы поглощения, характеризующие валентные колебания несопряженной винильной1643 см- и перекисной групп 884 см - , ацети565043 Таблица 3 Пероксидатный карбоксилсодержащий латекс Состав моиомерной смеси, вес, % Условия синтезаСКД П 4 К 10 СКС 60 П 4 К 5 СКД П 4 К 2 СКД П 4 К 4 86,0 94,0 Бутадиен,3СтиролДиметилвинилэтинилметил-третбутилперекисьМетакриловая кислота 92,0 4,0 4,0 4,0 5,0 10,0 4,0 2,0 5,082,0 8,098,7 8,078,0 10,0 76,6 Время полимеризации, ч Конверсия оо Таблица 4 Латексный каучук Поверхностное натяжение,дн/см Кинематическая вязкость,сстхарактеристическаявязкость,дл/г содержаниеактивногокислорода,вес. О,Тип латекса рН 0,97 1,08 1,34 0,55 50,8 48,2 45,3 49,2 0,97 0,97 3,08 7,30 11,50 5,73 1,00 Таблица 5 Пероксидатный эпоксисодержащий латекс Состав мономернои смеси, вес. 6 Условия синтезаСКД П 4 ГЛ 10 СКД П 4 ГЛ 4 СКД П 4 ГЛ 2 92,0 4,0 4,0 Б утадиен,3ГлицидилметакрилатДиметилвкнилэтинилметил-трет- бутилперекись 10,0 98,0 12,0 89,0 10,0 83,3 Время полимеризации, чКонверсия, о; Таблица 6 Латеьсный каучук Поверхностное натяжение,дн/с мз Кинематическая вязкость,Тип латекса рн 1,06 1,281,65 51,4 50,3 53,0 СКД П 4 К 2 СКД П 4 К 4 СКД П 4 К 10 С КС 60 П 4 К 5 СКД П 4 ГЛ 2СКД П 4 ГЛ 4СКД П 4 ГЛ 10 19,6 20,3 21,2 28,9 24,0 24,1 25,0 2,6 2,4 2,2 2,5 3,6 3,4 3,7 3,03,1 3,1 94,0 2,0 4,0 0,96 0,97 0,98 Порог быстрой коагуляции,ммоль/л СаС 12рН Тип латекса активногокислорода,вес. оо азотавес. оь 4,29 4,52 9,70 2,8 2,9 3,1 СКД П 4 АК 2 СКД П 4 АК 6 СКД П 4 АК 10 22,6 19,2 20,7 0,9750,9800,98 51,6 47,1 44,0 7,0 6,0 6,0 0,460 0,478 0,486 0,41 1,23 2,01 0,34 0,32 0,32 Состав мономерной смеси, вес, об Условия синтезаБутадиен,3АкрплзмидДиметилвинилэтинилметил-трет- бутилперекись леновой связи 2235 см - , а также в области 1500 и 1400 см , которые могут быть отнесены к антисимметричным и симметричным колебаниям СОО-групп, что подтверждает структуру диспергированного в водной фазе пероксидатного кар боксилсодержащего сополимера.П р и м е р 3. В градуированные ампулы, продутые аргоном, загруяается предварительно подкисленная до рН 3,0 реакционная смесь состава, указанного в примере 1. Состав мономерной смеси и условия синтеза обобщены в табл. 5.После заполнения ампулы помещаются в термостат, где поддерживается темпеоатура 15.+0,1 С, Путем перемешивания достигается эмульгирование реакционной смеси. Процесс сополимеризации контролируется по снижению мениска в капилляре.Характеристика полученных латексов привезена в табл. 6.П р и м е р 4. В градуированные ампулы, продутые аргоном, загружается предварительно подкисленная до рН 3,0 реакционная смесь состава, указанного в примере 1. Состав мономерной смеси и условия синтеза приведены в табл. 7,После заполнения ампулы помещаются в термостат, где поддерживается температура Пероксидатный акриламидный латекс СКД П 4 АК 5 СКД П 4 АК 10 15+0,1 С. Путем перемешивания достигается эмульгирование реакционной смеси, Процесс сополимеризации контролируется по сниже нию мениска в капилляре, Характеристика полученных латексов приведена в табл, 8,Формула изобретенияСпособ получения синтетических латексов 45 водноэмульсионной сополимеризацией сопряженных диенов (или их смеси с винилароматическими мономерами) и перекисных мономеров в присутствии радикальных инициаторов, эмульгаторов, регуляторов, буферов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшенияадгезионных свойств латексов и их совместимости с полярными смолами, процесс сополимериз ации проводят в присутствии 2 - 10 вес. % дополнительных мономеров (в рас чете на смесь всех мономеров), выбранных изгруппы, содержащей диметилвинилэтинилкорбинол, метакриловую кислоту, глицидилметакрилат и акриламид.Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе1. А. П. Крючков, Общая технология синтетических каучуков, Химия, М., 1969, с.331 - 396.2. Авторское свидетельство238779, 65 М. Кл. С 08 Г 236/04, 1968.