Способ получения синтетического латекса карбоксилсодержащего сополимера

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К О) Комитет Российской Федерации о патентам и товарным знакам 1(71) Акционерное общество открытого типа "Первый синтетический каучук" (АО "ск премьер") (72) басов б,К,; Павлова К.Н.; Куликов В.ВПотетенин АН(73) Акционерное общество открытого типа "Первый синтетический каучук" (АО "ек премьер")(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГОЛАТЕКСА КАРБОКСИЛСОДЕРЖАЩЕГО СОПОЛИМЕРА(57) Использование: область получения синтетических латексов с карбоксилсодержащими группами,(19) И (1 Ц 2 ОО 2758 С 1(51) 5 С 08 Г 236 12 которые могут нанти применение в производстве композиций, для получения которых используют кислоты и электролиты. Сущность изобретения: способ получения синтетического латекса осуществляют путем сополимеризации в водной эмульсии бутадиена акрилонитрила и метакриповой кислоты в присутствии радикального инициатора, активатора регулятора молекулярной массы, эмульгатора В качестве эмульгатора используют смесь (в расчете на 100 масч. сомономеров) из 8 - 12 масч. полиоксиэтилированных алкилфенолов и 0,8 - 1,7 матч натриевой соли алкил- или алкиларилсульфоновой кислоты, взятых в соотношении между собой (7 - 15): 1 соответственно. 1 табл.Изобретение относится к получениюсинтетических латексов водно-эмульсионной сополимеризацией бутадиена, нитрилакриловой кислоты и метакриловой кислоты.Изобретение может найти применениедля производства композиций, содержащихв своем составе сильные электролиты, флокулянты и другие химические вещества, которые при добавке к латексам вызываюткоагуляцию последних. Такими коагулирующими агентами могут быть соли электролитов, минеральные и органические кислоты,смолы и азотосодержащие основания.Известен способ получения карбоксилсодержащих полимеров в водно-эмульсионным способом в присутствии смесиэмульгаторов. Смесь эмульгаторов состоитиз анионного, в качестве которого можетбыть использован любой сульфонатного типа, и неионного. Количество ионного змульгатора 0,4 мас.чнеионного 2,4 мас.ч. на 100мас.ч. мономеров. Соотношение неионногои ионного эмульгаторов 6;1,Недостатком известного способа является недостаточная стабильность получаемого лате кса к действию добавокнеорганических солей, минеральных кислоти полимерных флокулянтов.Наиболее близким к изобретению является способ получения синтетического латекса карбоксилсодержащего сополимерапутем водно-эмульсионной сополимеризацией бутадиена, нитрила акриловой кислоты и метакриловой кислоты в присутствиирадикальных инициаторов, активаторов,регуляторов молекулярной массы, электролитов и эмульгаторов, причем в качествепоследних применяют щелочные соли алкил-, алкиларилсульфоновой кислоты. Такими эмульгаторами могут бытьалкилсульфонат натрия (волгонат) или алкиларилсульфонат натрия (сульфонол НП)общей формулы ВЯОз йа, где В - алкил-,алкиларил-группа с числом атомов углеродаС 1 о-См.Недостатком известного способа является нестабильность получаемого при этомсинтетического латекса к действию добавокнеорганических солей, минеральных кислоти полимерных флокулянтов. При контактелатекса с указанными веществами латекскоагулирует с выделением твердого полимера в водной фазы.Целью изобретения является получениесинтетического латекса бутадиен-нитрильного карбоксилсодержащего сополимера,который обладает повышенной устойчивостью к действию известных химических веществ, обладающих флокулирующимисвойствами. Поставленная цель достигается тем, чтопри водно-эмульсионной сополимеризациибутадиена, нитрила акриловой кислоты и .метакриловой кислоты в качестве эмульга 5 тора применяют смесь 8-12 ма.с.ч (на 100мас.ч. сомономеров) полиоксиэтилированных алкилфенолов и 0,5-2,0 мас.ч, щелочнойсоли алкиларил- или алкилсульфоновой кислоты при массовом соотношении от 7 до"0 15:1 соответственно.Особенностью способа является чувствительность процесса сополимеризаций исвойств получаемого латекса, к составуэмульгатора. С увеличением содержания ок 15 сиэтилированных поверхностно-активныхвеществ в смеси эиульгаторов возрастаетстабильность латекса к действию химических коагулирующих веществ. Наоборот,стабильносгь латекса резко снижается с20 увеличением количества щелочной соли алкиларил- или алкил-сульфоновой кислоты всоставе эмульгатора. Однако, с возрастанием содержания соли сульфоновой кислотыдо количеств.по изобретению возрастает25 скорость полимеризации, достигается предельная конверсия мономеров около 100.Существенное значение имеет соотношение компонентов в смеси эмульгаторов, Присоотношении оксиэтилированных ПАВ и со 30 ли сульфоновой кислоты менее крайнегостабильность латекса к действию электролитов и кислот недостаточна. При массовомсоотношении указанных составных частейэмульгатора снижаются резко скорость пол 35 имеризации, конечная конверсия мономеров. Для осуществленияпроцессаполучения латекса наиболее целесообразноприменение 8-10 мас,ч, оксиэтилированного ПАВ и 1-1,5 мас,ч. соли сльфоновой кис 40 лоты при их соотношении 7-10:1соответственно,При получении латекса по предлагаемому способу в качестве редикальных инициаторов применяются гидроперекиси кумала,45 изопропилциклогексилбензола, персульфаткалия, в качестве регуляторов молекулярноймассы - дииэоп ропил кса нтогендисульфидили третичный додецилмеркаптан. В зависимости от выбранного инициатора актива 50 тора температура полимеризации можетбыть от 30 до 50 С, Предлагаемый способполучения латекса обеспечивает стабильность латекса в процессе полимеризации.П р и м е р 1 (прототип), В автоклав55. объемом 10 л, снабженный мешалкой со скоростью вращения 120 об/мин и рубашкойдля подогрева и охлаждения, загружают необходимые для синтеза латекса компонентыиз расчета на 2 кг мономеров при следующих количествах (мас.ч): водную фазу, пред 200275815 20 2530 35 40 45 50 ставляющую собой раствор 155 умягченной воды, 3,5 эмульгатора - алкиларилсульфоната натрия - сульфонола НП-З, 0,04 ронгалита.В автоклав при перемешивании на вакуум.подают 40 мас. ч. нитрила акриловой кислоты с растворенным в нем:, О,4 мас.ч.третйчного додецилмеркаптана; 3 мас.ч, метакриловой кислоты и 60 мас.ч, бутадиена, Через доэер в автоклав вводят 0,2 мас.ч.гидроперекиси кумола. Содержимое автоклава подогревают до 30 С и при укаэанной температуре в течение 25 ч проводят реакцию полимеризации до конверсии мономеров 97. Полученный латекс из автоклава сливают, выдерживают на водяной бане при 80-95 С в течение 4 ч для удаления незаполимеризованных углеводородов и анализируют обычные свойства латекса: сухой остаток 400, рН 5,9, поверхностное натяжение 41 мН/м жесткость полимера по дефо 3400 г. Латекс подвергают целевым испытаниям на устойчивость к действию различ,ных коагулирующих веществ, С этой целью. . приготавливают водные растворы хлористого кальция. С концен, 20,ф 6, сернокисло: го алюминия конц. 10, фосфорной кислоты конц 10 и 83% серной кислоты конц. 10, К пробе латекса 200 мл конц. 10 и 83 медленно добавляют при перемешивании растворы коагулирующих веществ и отмечают изменения в обьеме латекса. При добавлении первых капель всех перечисленных коагулирующих веществ в латекс появляются сгустки полимера и при определенном количестве коагулянтов наблюдается полное осветление водной фазы от полимера и образование крупного кома полимера. Полная коагуляция латекса имеет место при следующем количестве коагулирующих веществ: хлористый кальций 35 мл, сернокислый алюминий 40 мл, фосфорная кислота конц. 10 ф 100 мл конц, 83 8 мл, серная кислота 40 мл.П р и м е р 2. Получают латекс по предлагаемому способу. Как описано в примере 1 в автоклав загружают водную фазу, содержащую 12 мас.ч. оксиэтилированного алкилфенола ОПи 1 мас.ч, алкиларилсульфоната натрия - сульфонола НП-З, 0,04 мас.ч. ронгалита, 160 мас,ч. воды, углеводородную фазу, состоящую из 64 мас.ч. бутадиена, 33 мас.ч. нитрила акриловой кислоты и 3 мас.ч. метакриловой кислоты. В присутствии регулятора - 0,2 мас,ч. третичногододецилмеркаптана и инициатора 0,15 мас.ч. гидроперекиси изопропилциклогексилбензола при температуре ЗООС осуществляют реакцию полимеризации. Через 33 ч реакции получают латекс с конверсией мономеров 92 ф 6, который отгоняют от незаполимеризовавшихся мономеров и . подвергают испытаниям, как описано в при мере 1. При добавлении растворов хлористого кальция, конц, 20, сернокислого алюминия конц. 10% фосфорной кислоты конц. 10 и 83 фб серной кислоты конц, 10 полученный латекс не коагулирует, сохраняет устойчивость при смешении с указанными веществами, взятыми по объему 1;1 на лате кс.П р и м е р ы 3-8. Получают латекс по способу как описано в примере 2изменяя содержание эмульгатора в водной фазе: оксиэтилированный алкилфенол ОПот 8 до 12 мас,ч. алкиларилсульфонат натрия - сульфоно НПот 0,5 до 2 мас.ч. Соотношение указанных компонентов в составе эмульгатора составляло соответственно от 5:1 до 24:1 мас,ч,В опыте 7 вместо алкиларилсульфоната . натрия НПвзят алкилсульфонат натрия - Волгонат в количестве 1,5 мас.ч. Во всех примерах, как приведено в таблице, получены латексы при продолжительности полимеризации от 19 до 37 ч с конверсией.мономеров 96-99 оь. Существенным отличием полученных латексов является их очень высокая устойчивость к действию коагулирующих веществ. При добавлении к латексу растворов коагулирующих веществ в количестве 1:1 но объему, полимер в латексе невыделяется.Полученный по изобретению латекспредлагается применять в композиции с фосфорной кислотой и другими добавками для пассивации металла, Другое применение латекса - в составе связующего приизготовлении стеклохолста. 56) Патент ГДР М 210696, кл. С 08 Р 236/12,опублик. 1984.Басов Б.К. и др. Синтез и свойства латекса СКН-1 ГП стабилизированного алкилсульфонатом натрия. Сборник,Промышленность синтетического каучука.ЦНИИТЭНефтехим, 1976, М 4, с,12,Бутадиен Нитрилакриловой кислоты Метакриловая кислота Третичный додецилмеркап Гидроперекись кумола Гидроперекись изопропилциклогексилбензолаОксиэтилированный алкилфенол ОПО Оксиэтилированный алкилвенол ОПХарактеристика Ал киларилсульфонат нвтриясульфонол НПАлкилсульфонат натрия ВолгонатОксиэтилированный алкил. фенол-неонол АФ.9-12 Соотношение оксизтилированного алкилфенола и солп/алкил/ арилсульфо. новой кислоты Температура реакции,С Продолжительность, ч Конверсия мономеров,ь Свойства латексаПоказатель по примеру Показатель по примеру Продолжение таблицыВ примерах 2-18 коагуляция отсутствует В примерах 2-18 коагуляция отсутствует Полная коагуляция Полная конц. 83 % В примерах 2-18 коагуляция отсутствует В примерах 2-18 коагуляцчя отсутствует Раствор сернокислого алюминия, конц. 10 Фосфорная кислота: кони. 1 ОкоагуляцияПолная коа. гуляция Показатель по примеру Продолжение таблицы Продолжение таблицы2002758 12 Составитель Г.ОвчинниковаТехред М.Моргентал Корректор М,Ткач Редактор Т.Самерханов Заказ 3214 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5. Производственно-издательский комбинат "Патент",г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 формула изобрет.ения целью повышения устойчивости латекса к 1.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕ действию электролитов и кислот, в качестСКОГО ЛАТЕКСА КАРБОКСИЛСОДЕРЖА ве змУльгатоРа использУют смесь из 8- 12ЩЕГО СОПОЛИМЕРАмас. ч. полиоксйэтилированных алкилфено- .юц водной эмульсии Оутадиена экри лов расчете на м0,8 - 1,7 мас. ч; натриевой соли алкил- или,лонитрила. и метэкриловой кислоты в,алкилэрилсульфонбвой:кислоты в расчетепРисУтствии Радикального инициатора, ак-на 100 ас. ч, со омна мас. ч, сомономеров при массовоми эмульгаторэ, отличающийся тем что, с 10 1 соответственноиватора, регул тора о е ул Рной массы соотношении между эмульгэторами 7-15:.