Способ агломерации частиц латексов синтетических каучуков

1 и 1654622 Союз Созатвех Социалнстичеокнх Реслублнк(45) Дата опубликования описания 30.03,79 нКлС 08 С 1/О Государственный комнтф СССРАвторыизобретени Б, К. Басов и В. В, Работ 71) Заявитель 4) СПОСОБ АГЛОМЕРАЦИИ ЧАСТИЦ ЛАТЕКС СИНТЕТИЧЕСКИХ КАУЧУКОВИзобретение относится к области получения синтетических латексов с большим размером частиц и может быть использовано для получения текучих концентрированных латексов, применяемых, в частности, в производстве пенорезины.Ряд отраслей техники, в том числе производство пенорезины, требует применения латексов с концентрацией выше 60% и низкой вязкостью, обеспечивающей высокую текучесть латексных смесей при переработке. Для повышения текучести латексы перед концентрированием подвергают дополнительной агломерации, в результате которой удается осуществлять последующее концентрирование латексов до высокого сухого остатка при сохранении низкой вязкости. Известен и широко распространен в промышленности способ агломерации путем замораживания латекса при температуре от - 10 до - 20 С с последующим оттаиванием 11.Указанный способ недостаточно эффективен, требует применения очень глубокого холода и не позволяет получать текучие латексы с концентрацией выше 60%, при содержании эмульгатора в латексе в количестве более 6 вес. % на 100 вес. ч. полимера. При содержании олеата калия в дивинилстирольном латексе 6 - 7 вес. ч. на полимер, в результате агломерации при температуре замораживания - 20 С, не удается получить текучие латексы с кон центрацией вы 1 пе 58%.Известен также способ агломерации частиц синтетического латекса путем введения в него карбоксилсодержащего каучука, замораживания латекса с последующим от таиванием 21.Однако известный способ не может найтипрактического применения для совершенствования промышленного процесса агломерации латексов методом заморажива ния в оттаиван, так как протекание процесса агломерации и характеристики агломерированного латекса весьма чувствительны к малейшим изменениям в химической структуре добавляемого к исходному 20 латексу карбоксилсодержащего каучука,колебания в соотношении звеньев диенового мономера и карбоксильных групп в полимерной молекуле и степени полимеризации (молекулярного веса) каучука приво дят к невоспроизводимости поверхностногонатяжения латекса после агломерации и вязкости после концентрирования. При хранении латекса, агломерированного в присутствии кар боксил содержащего каучука, ЗО происходит снижение поверхностного натя654622 Таблица 1 Латекс, агломерированный по способу известному в присутствии карбоксилсодержащего каучукаКонцентрация, оо известному без введения полимерной добавки0,01 0,05 30 35 41 50 Нетекучий 16,2 18,4 22,6 33 42 2021,627,24250 37 47 Нетекучий Нетекучий Нетекучий 58 60 62 64 66 жения и постепенное сливкоотделение, приводящее к появлению коагулюма.Кроме того, известный способ агломерации требует осуществления процесса придостаточно низких температурах замораживания латекса ( - 15, - 20 С),Цель изобретения - повышение текучести и стабильности латекса при хранении.Поставленная цель достигается введением в латекс перед агломерацией замораживанием-оттаиванием водного раствора сополимера 10 - ЗО вес. % непредельных карбоновых кислот с 70 - 90 вес. /о их алкиловых эфиров в количестве 0,01 - 0,1 вес. %на 100 вес. % каучука. 15В качестве алкиловых эфиров карбоновых кислот могут быть применены метакрилат, метилметакрилат, этилакрилат, бутилакрилат, бутилметилакрилат, глицидилметакрилат и др. В качестве карбоновых кислот в составе сополимерной добавки - акриловая или метакриловая кислоты. Количество звеньев кислоты в полимере зависитот природы эфира непредельной кислоты ирастворимости полимера и обычно составляет 10 - 20% от веса полимера, но можетбыть увеличено до 30% при возрастаниимолекулярного веса применяемого эфиракарбоновой кислоты. В составе сополимерамогут сочетаться в различных количествах 30различные эфиры карбоновых кислот и обекарбоновые кислоты. Сополимеры, добавляемые к латексу перед агломерацией, могут быть получены как растворной, так иэмульсионной полимеризацией и легко растворены в подщелочной воде,Введение сополимеров в латекс перед агломерацией в виде 1 - 10%-ных водных растворов не вызывает затруднений и не требует особых условий. 40 Полученные результаты показывают, что образцы латексов, агломерированные по предлагаемому способу с предварительным введением 0,01 - 0,05 вес. % сополимера, со держащего 90% бутилакрилата и 10 /о мет акриловой кислоты, обладают значительно меньшей вязкостью при высокой концентрации в сравнении с образцами латексов, полученных известными способами.Пробы латексов с концентрацией 60 /и 50 подвергают хранению и через 3 недели ха 4П р им ер 1. Полимеризацией в эмульсии при 5 С и конверсии мономеров 65 О/, синтезируют дивинилстирольный латекс по следующему рецепту, вес, ч.; дивинил 70; стирол 30; олеат калия 3,5; лейканол О,З; калий хлористый 0,4; железо сернокислое 0,03; трилон-Б 0,06; ронгалит 0,06; гидроперекись изопропилциклогексилбензола 0,13; вода 140. По окончании полимеризации в латекс добавляют 1,2 вес. ч. олеата калия, После отгонки незаполимеризовавшихся мономеров получают латекс со следующей характеристикой: сухой остаток 32%, рН 9,2; поверхностное натяжение б 4 дин/см; степень насыщения поверхности латексных частиц эмульгатором 44 О/о, содержание эмульгатора в расчете на полимер 6,5%. Полученный латекс подвергают агломерации известными и предлагаемыми способами, В одну из проб латекса объемом 1 л вводят 4 О/,-ный водный раствор карбоксилсодержащего каучука состава; бутадиен 50 вес. ч., стирол 15 вес. ч., метакриловая кислота 35 вес. ч., в количестве 0,6 вес, % в расчете на полимер латекса. В две другие пробы латекса объемом по 1 л вводят 1%-ный водный раствор сополимера 90%- ного бутилакрилата и 10%-ной метакрилатовой кислоты в количестве 0,01 и 0,05 вес. о/о в расчете на полимер латекса. Пробы латексов заливают в медные кюветы толщиной 5 мм и подвергают замораживанию до температуры - 15 С и оттаиванию. Пробы агломерационного латекса подвергают концентрированию упариванием и определяют вязкость латексов при различном содержании сухого вещества.Вязкость образцов латекса, сек по ВЗприведена в табл. 1. предлагаемому в присутствии полимерной добавки, вес, оорактеризуют по поверхностному натяжению и концентрации в верхнем и нижнем слоях,Латексы после агломерации известными способами - без полимерной добавки и в присутствии карбоксилсодержащего каучука, а также по предлагаемому способу с добавкой 0,05 вес, % сополимера бутилакрилата и метакриловой кислоты обладают поверхностным натяжением соответственно 45, 43 и 40 дин/см, после хранения в течение 3 недель соответственно 45, 38 и654622 П р и м ер 2. В пробы латекса, полученного в результате полимеризации, аналогично примеру 1, вводят 4%-ный раствор карбоксилсодержащего каучука в количест ве 0,5 вес. /о в расчете на полимер в латексе и 2/о-ный водный раствор сополпмера 80/о-ного бутилметакрилата и 20%-ной метакриловой кислоты в количестве 0,05 вес. % в расчете на каучук в латексе. Пробы латексов подвергают замораживанию по примеру 1 при - 9 С и оттаиванию.Вязкость упаренных до различной концентрации латексов приведены в табл. 2. Таблица 2 Вязкость образцов латексов, спз по Брукфильду Латекс, агломерированный по способу 1(онцентрация, оопредлагаемому 56 58 60 62 64 900 1900 3100 Паста Паста 1000 2300 4100 Паста Паста 150 250 400 860 1740 Как видно, вязкость концентрированного латекса, агломерированного по предлагае мому способу, значительно ниже вязкости латексов, агломерированных известными способами.Кроме того, по известным способам агломерации при повышенной, в сравнении с 20 примером 1, температуре замораживания - 9 С, невозможно получить латексы с нормальной текучестью (до 1500 спз по Брукфильду) при концентрации выше 57%, тогда как латексы, агломерированные в этих 25 же условиях по предлагаемому способу, сохраняют высокую текучесть до концентрации 64%,П р и м е р 3. В пробы латекса, полученного в результате полимеризации по при меру 1, но при содержании эмульгатора на полимер 7,0% вводят 10%-ный водный раствор сополимера 80%-ной акриловой кислоты и 20%-ного метилметакрилата в количестве 0,1 вес. % в расчете на сухие вещества (образец 1) и 2%-ный водный раствор сополимера 10%-ной метакриловой кислоты, 65%-ного бутилакрилата, 25 /о-ного бутилметилакрилата в количестве 0,05 вес. % в расчете на сухие вещества 40 (образец 2). Пробы латекса подвергают замораживанию при температуре - 15 С, последующему оттаиванию и концентрированию упариванием.Результаты приведены в табл. 3.45Изучение текучести полученных проб латекса показывает, что вязкость образцов латексов, агломерированных по предлагаемому способу, значительно ниже вязкости Таблица 3 предлагаемому Концентрация, вес, о,известному 58 60 62 64 50НетекучийНетекучийНетекучий 14 16 22 32 18 20 28 37 19 22 28 35 40 дин/см. Концентрация латекса, агломерированного в присутствии карбоксилсодержащего каучука, после хранения составляет: в верхнем слое 68%, в нижнем 55%, в пробе латексов заметно отделение верхнего слоя, указывающего на сливкоотделение. Концентрация других латексов после хранения остается на уровне 60/о.Таким образэм, латекс агломерированный известным способом в присутствии кар боксил содержа щего каучука, неустойчив, при хранении изменяет свои коллопдно-химические свойства. образца латекса, агломерированного по известному способу, не предусматривающемувведение найденных эффективных добавокв исходный латекс. Вязкость латексов, сек по ВЗЛатекс, агломерированный по способу Кроме того, увеличение количества эмульгатора в исходном латексе (7,0% вместо 6,5%) приводит к явному ухудшению текучести латекса, агломерированного по известному способу, тогда как текучесть латекса, агломерированного по предлагаемому способу, остается практически на том же высоком уровне.Таким образом, предлагаемый способ агломерации латекса в сравнении с известными, позволяет значительно повысить эффективность агломерации замораживанием - оттаиванием, улучшить текучесть концентрированного латекса, повысить температуру замораживания при агломерации и тем самым понизить энергоемкость процесса, а также повысить стабильность свойств латекса при хранении.Редактор А. Соловьева Заказ 700/16 Изд. Хо 243 Тираж 590 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр, Сапунова, 2 Способ агломерации частиц латексов синтетических каучуков, включающий введение в него полимерной добавки, замора кивание и оттаивание латекса, о т л и ч а ющи йся тем, что, с целью повышения текучести и стабильности латекса при хране. нии, в качестве полимерной добавки используют водный раствор сополимера 10 -830 вес. % непредельных карбоновых кислот с 70 - 90 вес. /о их алкиловых эфиров в количестве 0,01 - 0,1 вес. /, на 100 вес. % каучука. 5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Литвин О. Б. Основы технологии синтеза каучуков. М., Химия, 1972, с. 489.2. Авторское свидетельство СССР 10 Мя 447921 кл. С 08 С 1/02, 1972.