Способ получения водоразбавляемой дисперсии полистирола

Союз СоветсиикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 883065(53) УДК 678.764. ,82( 088,8) по делам нзооретеиий и открытий(54 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАЗБАВЛЯЕИОЙ ДИСПЕРСИИ ПОЛИСТИРОЛА собч полурсий: ескойтатам кполублизким по техни остигаемым резул у является способзбавляемой диспе путем полимериза Наиболее сущности и предлагаемо чения водор полистиропа ласно способу п луцения водополистироларола в средерастворител что Изобретение относится к химии полимеров, в частности к спо чения водоразбавляемых диспе полистирола.Известен способ получения водоразбавляемой дисперсии полистирола путем5 полимеризации стирола в среде полярного органического растворителя при нагревании в присутствии стабилизатора и перикисного инициатора с посто ледующей нейтрализацией дисперии азотным основанием, в котором в качестве стабилизатора дисперсии используют блок-сополимер сопряженного диена и винилароматического углеводорода в алифатическом растворителе 1,Недостатком способа является низкая агрегативная устойчивость .дисперсии. ичмонд и Б.П.Павлова ла в среде полярного органическогорастворителя при нагревании в присутствии стабилизатора .и перекисного инициатора с последующей нейтрализацией дисперсии азотным основанием,в котором в качестве стабилизаторадисперсии используют смесь тройногосополимера стирола, малеинового ангидрида и малеинизированного льняно".го масла с дисперсией полистиролав малеинизированном льняном масле 21Недостатком способа является низкая агрегативная устойчивость дисперсии и пониженный блеск покрытий наее основе.Цель изобретения - повышение агрегативной устойчивости дисперсии, водостойкости и блеска покрытий на ееоснове,Поставленная цель достигается тем разбавляемой дисперсии путем полимеризации ст полярного органическогпри нагревании в присутствии стабилизатора и перекисного инициатора с последующей нейтрализацией дисперсииазотистым основанием, в качествестабилизатора дисперсии используюткарбоксилсодержащий алкидный илиалкидноэпоксидный олигомер с молекулярной массой 2600-3500 и кислотным числом 40-80 мг КОН/г, в раствор которого в полярном органическом растворителе постепенно добавляют стирол и инициатор, и полимеризацию проводят до образования дисперсии, содержание полистиоола в которой составляет 50-2001 от массы карбоксилсодержащего олигомера.Олигомер представляет собой илипентафталевый полиэфир, модифицированный жирными кислотами подсолнечноготаллового или дегидратированного кас-,торового масла, химически связанныйс эпоксидной смолой (алкидноэпоксидный олигомер, имеющий кислотное число ч 0-80 мг КОН/г и молекулярную массу 3200-3600), или пентафталевый полиэфир, модифицированный малеинизированным льняным маслом (алкидный опигомер, имеющий молекулярную массу2 ч 00-2600 и кислотное цисло 50-60 мг КОН/г),Олигомеры способны разводитьсяводой после нейтрализации триэтиламином.Олигомер является модификаторомдисперсии полистирола, улучшающимпленкообразующие свойства дисперсии.Одновременно он является стабилизатором дисперсии:использование олигомера, содержащего карбоксильные группы, позволяет получить устойчивуюдисперсию полистирола, а отсутствиенизкомолекулярных поверхностноактивных веществ (ПАВ) позволяет получать покрытие на основе таких дисперсий, характеризующиеся повышенной водостойкостью,Наличие карбоксильных групп позволяет отверждать покрытия с аминосмолами, при этом получается высокаястепень отверждения (до 903) и удовлетворительные физико-механическиесвойства покрытий.В качестве полярного, смешивающегося с водой растворителя используютэтилцеллозольв, бутилцелпозольв ипиих смеси, атакже спирты, в качествеперексного инициатора - перекисьбензоила или гидроперекись кумола(гипериз) в количестве 21 от массы 5 о 15 ю 25 зо 35 4 О 45 50 55 стирола. Из азотистых оснований используют триэтиламин, аммиак и гидрооксиамины, хорошая водоразбавляемостьдостигается при рН 7,5-8,0,П р и м е р 1. В реактор, снабженный мешалкой, термометром, холодильником и подводом . для инертногогаза (азота) загружают 79 масс,ч,563-ного раствора в смеси изопропилового спирта и бутилцеллозольва (1:1)алкидного олигомера с кислотным числом 10 мг КОН/г и молекулярной массой 2600, Реактор продувают азотом 1содержимое нагревают до 70 С и прикапывают 50 масс.ч. стирола с растворенным инициатором - перекисьюбензола (1 масс,ч,), Реакцию проводят в течение 10 ч до полного превращения мономера в полистирол. Вессухого остатка 751, В полученной дисперсии содержание полистирола составляет 53 от массы апкидного опигомера. Дисперсия полистирола в алкидномолигомере и полярном органическом растворителе сохраняет агрегативную устойчивость при комнатной температурев течение 1 года.Для приготовления водной дисперсии полистирола к полученной исходной дисперсии добавляют 3,6 масс,ч,253-ного водного раствора аммиака,перемешивают и постепенно при перемешивании добавляют воду (дистиллированную)Конечная водная дисперсия представляет собой мутно-белую жидкость с сухимостатком ч 0, дисперсия стабильна (некоагулирует) не менее двух месяцев,П р и м е р 2. В реактор, как впримере 1, загружают 89,3 масс, ч.70-ного раствора в этилцеллозольвеалкидноэпоксидного олигомера с кислотным числом 55 мг КОН/г и молекулярной массой 3500, добавляют 90 масс,ч,этилцеллозольва, содержимое перемешива.ют,продувают азотом и нагревают до60 оС и прикапывают в течение 30 мин125 масс.ч. стирола (очищенного отгидрохинона) с растворенным инициатором - гидроперекисью изопропилбензола 2,5 масс,ч. Реакцию проводят до конверсии 991, сухой остаток составил6 й, продолжительность полимеризации 12 ч,Содержание полистирола составило673 от массы алкида. Дисперсия сохраняет стабильность в течение 1 года,Для приготовления водной дисперсииполистирола к полученной дисперсиидобавляют при перемешивании 8 масс.ц,5 8830триэтиламина, перемешивают 40 мин ипостепенно добавляют воду дистиллиро"ванную (при этом рН приблизительносоставляет 8,0) . Конечная водная дисперсия представляет молочно-белую жид. зкость с сухим остатком 35, дисперсиястабильна не менее трех месяцев,П р и м е р 3. В реактор загружают 1785 масс,ч, 70-ного раствораолигомера (как в примере 2) и 1070 масс.ч. этилцеллозольва, перемешивают, продувают азотом, нагреваютдо 80 фС и прикапывают 30 мин125 масс,ч. стирола с растворенной перекисью бензола 2,5 масс.ч. За время 15реакции (14 ч) конверсия составляет953, а сухой остаток 63. Дисперсиястабильна в течение года.К полученной дисперсии добавляют13,5 масс.ч. триэтиламина, перемешиваюткак в примере 2), добавляют воду, Конечная дисперсия представляетмолочно-белую жидкость с сухим остатком 35/; дисперсия стабильна три месяца. 25П р и м е р 4. В реактор, как впримере 1, загружают 171 масс,ч.70/-ного раствора водоразбавляемогоолигомера (как а примере 2) и 48 масс.ч.этилцеллозольва, перемешивают, про- ЗОдувают азотом и нагревают до 90 С иодоприкалывают 20 мин 60 масс,ч. стирола с растворенной в нем перекисьюбензоила 1,2 масс.ч. Полимеризациюпроводят до конверсии 98-993, Сухой постаток составляет 591, Дисперсия стабильна в течение года.К полученной дисперсии добавляют13 масс.ч. триэтиламина, перемешивают и разбавляют водой. конечная дисперщсия представляет молочно-белую жидкость с сухим остатком 351, стабильна три месяца,П р и и е р 5. В реактор, как впримере 1, загружают 100 масс.ч.70-ного водоразбавляемого алкида,40 масс.ч. эпоксидного олигомера с 65 бкислотным числом 75 мг КОН/г и70 масс.ч. этилцеллозольва, содержи"мое перемешивают, продувают азотом .и нагревают до 80 С затем прикапывают 40 мин 140 масс,ч. стирола срастворенной в нем перекисью бензоила2,8 масс.ч. Через 3 ч достигнута100-ная конверсия с сухим остатком82 оДисперсия стабильна в течение 1 года,К полученной дисперсии добавляют12 масс,ч. триэтиламина, перемешивают 30-40 мин и постепенно добавляютводу. Получают молочно-белую жидкостьс сухим остатком 351, дисперсия стабильна не менее трех месяцев.На основе полученных водоразбавляемых дисперсий были приготовленылакокрасочные композиции и соответствующие покрытия на стальной подложке толщиной 50 мкм, которые отверждали в течение 30 мин при 150 С.Рецептура композиций во всех приме рах следующая:Разбавленная водой дисперсия по"листирола с содержанием нелетучихвеществ 40Аминоформальдегидная смола (гекса"метоксимитиленмеламин) 30 от массыолигомера,Пластификатор ( дибутилфталат 104от полистирола, находящегося в дисперсии.Свойства дисперсий и покрытий наих основе приведены в таблице,Таким образом, изобретение позволяет получать водоразбавляемые дисперсии полистирола, обладающие высок ими значениями агрегативной устойчивости. Соответствующие покрытия обладают повышенными водостойкостью,блеском, а также твердостью, Такиедисперсии могут быть использованы вкачестве пленкообразователей термореактивного типа.(ГОСТ 21065-75) 20 10 30 30 20 68 Твердость поМ 3 ГОСТ 5233-77 0,65 0,75 0,70 0,45 0,63 резов, балл ГОСТ 15140-69) 1 ки при ударепо УА кгс см,(ГОСТ 4765-73) 40 40 40 40 40 7. Эластичность по Эриксену, мм 6 150/30 180/60 150/30 150/30 150/30 150/30 С/мин Стирол(олигомер 1:1) 1 Агрегативная устойчивость дисперсии,при20 С 2. Водостойкостьоднослойного (мкм) покры 3. Блеск по ФБчерез5 суток,3 5. Адгезия по методу параллельных над 6, Прочность плен 8, Режим формирования покрытия,Стирол883065 10 Составитель О.РокачевскаяРедактор Т.Кугрышева Техред И.Гайду Корректор Г. Решетник Заказ 10115/32 Тираж 533 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд.4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 Формула изобретенияСпособ получения водоразбавляемой дисперсии полистирола путем полимеризации стирола в среде полярного органического растворителя при нагревании в присутствии стабилизатора и перекисного инициатора с последующей нейтрализацией дисперсии азотистым основанием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения агрегативной устойчивости дисперсии, водостойкос" ти и блеска покрытий на ее основе, в качестве стабилизатора дисперсии используют карбоксилсодержащий алкидный или алкидноэпоксидный олигомер с молекулярной массой 2600-3500 и кислотным числом 40-80 мг КОН/г, в растеор которого в полярном органическомрастворителе постепенно добавляют сти"рол и инициатор, и полимеризациюпроводят до образования дисперсии,содержание полистирола в которой составляет 50-200 от массы карбоксилсодержащего олигомера. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент Японии М 4920943,кл. 26 (3)В 311, опублик. 1970,2. Авторское свидетельство СССР й 388599, кл. С 09 0 3/74, 1973