RU2184125C1 - Aqueous heteropolymeric dispersion for preparing covers and method of its preparing - Google Patents
Aqueous heteropolymeric dispersion for preparing covers and method of its preparing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2184125C1 RU2184125C1 RU2000130079A RU2000130079A RU2184125C1 RU 2184125 C1 RU2184125 C1 RU 2184125C1 RU 2000130079 A RU2000130079 A RU 2000130079A RU 2000130079 A RU2000130079 A RU 2000130079A RU 2184125 C1 RU2184125 C1 RU 2184125C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copolymer
- core
- dispersion
- monomers
- meth
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D151/00—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D151/003—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F265/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
- C08F265/04—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F265/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
- C08F265/04—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of esters
- C08F265/06—Polymerisation of acrylate or methacrylate esters on to polymers thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F285/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to preformed graft polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L51/003—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
Abstract
Description
Изобретение относится к водным гетерополимерным дисперсиям, используемым для изготовления покрытий, в частности прозрачных, ударопрочных покрытий на стеклянных изделиях. Такие дисперсии могут найти применение при получении безосколочных стекол, защитных покрытий на стеклянных светотехнических изделиях, на экранах дисплеев, на стеклянных волокнах и т.д. Водная основа полимерных дисперсий создает благоприятные технологические и экологические условия при формировании полимерных покрытий на стеклянных изделиях распылением, маканием и другими методами. The invention relates to aqueous heteropolymer dispersions used for the manufacture of coatings, in particular transparent, impact-resistant coatings on glass products. Such dispersions can be used in the preparation of shatterproof glasses, protective coatings on glass lighting products, on display screens, on glass fibers, etc. The water base of polymer dispersions creates favorable technological and environmental conditions for the formation of polymer coatings on glass products by spraying, dipping and other methods.
Известен ряд водных полимерных дисперсий или композиций на их основе, пригодных для получения покрытий на стекле. A number of aqueous polymer dispersions or compositions based on them are known that are suitable for producing coatings on glass.
Известна водная композиция на основе эластомерного латекса, пластификатора и небольших количеств других ингредиентов (патент США 4263362, В 32 В 7/00, 1981). В качестве эластомерного латекса композиция содержит латекс полибутадиена или карбоксилированного стирол-бутадиенового сополимера. Покрытия, полученные на основе этих полимеров, являются липкими и недостаточно твердыми вследствие того, что входящие в их состав полимеры, особенно в присутствии пластификаторов, имеют низкую температуру стеклования. Known aqueous composition based on elastomeric latex, plasticizer and small amounts of other ingredients (US patent 4263362, 32 In 7/00, 1981). As an elastomeric latex, the composition comprises a latex of polybutadiene or a carboxylated styrene-butadiene copolymer. Coatings obtained on the basis of these polymers are sticky and not sufficiently hard due to the fact that the polymers contained in them, especially in the presence of plasticizers, have a low glass transition temperature.
Известна композиция, включающая латекс на основе сополимера бутадиена, ненасыщенной карбоновой кислоты и винилового соединения (патент США 3919440, В 32 В 17/10, 1975). Покрытия на стеклянных изделиях, полученные на основе этой композиции, имеют недостаточную тепло- и светостойкость, а также низкую прочность, так как они частично разрушаются даже при толщине 145-250 мкм. A known composition comprising a latex based on a copolymer of butadiene, unsaturated carboxylic acid and a vinyl compound (US patent 3919440, 32 32 17/10, 1975). Coatings on glass products obtained on the basis of this composition have insufficient heat and light resistance, as well as low strength, since they partially break down even with a thickness of 145-250 microns.
Известны водные полимерные композиции, также включающие латексы полибутадиена или сополимеров на основе стирола, бутадиена и винилпиридина (патенты США 4060658, В 32 В 9/00, D 02 G 3/00, 1977; 3853605, В 32 В 17/06, В 32 В 17/10, С 03 С 25/02, 1974). В состав этих композиций также входят резорцинформальдегидные смолы, что позволяет рассчитывать на образование более прочных и твердых покрытий. Однако высокое содержание в полимерах и сополимерах бутадиена углерод-углеродных двойных связей снижает химическую стойкость и атмосферостойкость получаемых покрытий. Aqueous polymer compositions are also known, including latexes of polybutadiene or copolymers based on styrene, butadiene and vinylpyridine (US patents 4060658, B 32
Полимерные композиции на основе акриловых мономеров более соответствуют требованиям к покрытиям на изделиях из стекла. Так, например, известны водные дисперсии термореактивных композиций, включающих акриловые сополимеры и эпоксидные смолы (патент США 3970628, C 08 L 63/10, 1976), которые могли бы быть использованы для покрытий на стекле, однако сведения об их прочности и прозрачности отсутствуют. Polymeric compositions based on acrylic monomers are more consistent with the requirements for coatings on glass products. For example, aqueous dispersions of thermosetting compositions are known, including acrylic copolymers and epoxy resins (US patent 3970628, C 08 L 63/10, 1976), which could be used for coatings on glass, however, information about their strength and transparency is not available.
Известны композиции, включающие акриловый латекс, в частности латекс сополимера акрилонитрила и этилакрилата, сшивающий агент и загуститель (патенты США 3944100, B 65 D 23/00, C 08 L 61/20, 1976, и 4098934, В 32 В 17/10, 1978). Эти композиции используются для покрытия стеклянных изделий, но для их отверждения требуются высокие температуры так же, как и для композиций по патенту США 3970628. Compositions are known including acrylic latex, in particular acrylonitrile-ethyl acrylate copolymer latex, a crosslinking agent and a thickening agent (US Pat. Nos. 3,944,100, B 65
Известны также водные акриловые полимерные дисперсии, используемые для изготовления покрытий на стекловолокнах (патент США 5827612, D 02 G 3/00, 1998), свободные от указанного недостатка. Процесс получения полимерных покрытий на основе этих дисперсий состоит из следующих стадий:
1. Нанесение первой акриловой полимерной дисперсии с использованием известных методов на поверхность стеклянных волокон.Also known are aqueous acrylic polymer dispersions used for the manufacture of coatings on fiberglass (US patent 5827612, D 02
1. Application of the first acrylic polymer dispersion using known methods on the surface of glass fibers.
2. Высушивание полученного первого полимерного слоя при комнатной или повышенной температуре. 2. Drying the obtained first polymer layer at room or elevated temperature.
3. Нанесение второго полимерного слоя, например, маканием изделия во вторую акриловую полимерную дисперсию, отличающуюся по составу от первой. 3. Application of the second polymer layer, for example, by dipping the product into a second acrylic polymer dispersion, which differs in composition from the first.
4. Высушивание второго полимерного слоя. 4. Drying of the second polymer layer.
Недостатком данных композиций является многостадийность получения покрытий на их основе. Предпочтительнее было бы использовать водные полимерные композиции, которые могут обеспечить получение полимерного покрытия за один цикл "нанесение покрытия - сушка". The disadvantage of these compositions is the multi-stage production of coatings based on them. It would be preferable to use aqueous polymer compositions, which can provide a polymer coating in one cycle "coating - drying."
Известна водная полимерная композиция, которая позволяет получать безосколочные покрытия на стекле с улучшенными механическими характеристиками, на основе акриловых полимерных дисперсий, например Нycar 2679, в которые вводили 1%-ный раствор полиакриламида Polyhall 295, вероятно, для загущения дисперсии, что необходимо для регулирования толщины покрытия (заявка Германии 2424329, В 65 D 23/08, С 03 с 17/32, 1974). Композиция образует покрытие на стеклянных изделиях, имеющее улучшенные механические свойства и обеспечивающее отсутствие осколков при разрушении изделия; такие покрытия и изделия, в которых они использованы, здесь и далее именуются безосколочными. Покрытия на основе этой композиции получали маканием стеклянных изделий в полимерную дисперсию, последующим подсушиванием при комнатной температуре и окончательным отверждением покрытия при 232oС в течение 4 мин. Ударопрочность покрытия оценивали путем разбивания в определенных условиях с определением числа осколков, на которое распадается изделие при разрушении. В зависимости от типа стеклянное изделие без полимерного покрытия разрушалось с образованием 120-155 осколков (таблица 1 из описания изобретения к заявке Германии 2424329). При нанесении покрытия на стеклянное изделие число осколков при разрушении уменьшалось в зависимости от толщины покрытия до 18-43 (примеры F, G, Н в указанной табл.1). Таким образом, стеклянные изделия с указанным акриловым полимерным покрытием нельзя считать безосколочными. Ударопрочность улучшается и изделие становится безосколочным, если перед нанесением полимерного акрилового покрытия поверхность стекла сначала обрабатывается смачивателем - тетраизопропилтитанатом, а затем полиэтиленовой эмульсией SC-100 (пример К, табл.1).Known aqueous polymer composition, which allows to obtain a shatterproof coating on glass with improved mechanical characteristics, based on acrylic polymer dispersions, for example Нycar 2679, into which a 1% solution of Polyhall 295 polyacrylamide was introduced, probably to thicken the dispersion, which is necessary to control the thickness coatings (German application 2424329, B 65
Недостаток описанной композиции состоит в многостадийности процесса получения покрытия на ее основе. Для получения безосколочных стеклянных изделий с использованием этой композиции оказывается необходимым проведение по крайней мере трех последовательных операций "нанесение-сушка". The disadvantage of the described composition is the multi-stage process of obtaining coatings based on it. To obtain shatterproof glass products using this composition, it is necessary to carry out at least three successive operations, "application-drying."
Покрытия на основе различных латексных систем, описанных выше, являются, как правило, однофазными полимерными системами, которые могут содержать твердые включения отвержденных термореактивных смол. Для получения ударопрочных покрытий более предпочтительным оказывается использование микрогетерогенных полимерных систем. Coatings based on the various latex systems described above are typically single-phase polymer systems that may contain solid inclusions of cured thermosetting resins. To obtain impact-resistant coatings, the use of microheterogeneous polymer systems is more preferable.
Наиболее близкой к заявляемой по своей технической сущности является известная водная гетерополимерная дисперсия для изготовления покрытий, частицы которой содержат сополимеры, включающие звенья акриловых мономеров, и состоят из ядра и одной наружной оболочки (патент США 4009317, В 32 В 17/02, С 08 L 23/02, 1977). Водную полимерную композицию, приготовленную с использованием указанной дисперсии, применяли для однократной обработки стекловолокон. Использование мономеров акрилового типа на стадиях получения полимеров ядра и оболочки позволяет предполагать, что покрытия на базе этих дисперсий могут быть оптически прозрачными, а при наличии в составе большого количества полимера оболочки - также и ударопрочными. Однако в патенте США 4009317 отсутствуют какие-либо показатели, характеризующие прозрачность и ударопрочность получаемых покрытий. Основной недостаток покрытий, изготавливаемых на основе водных полимерных композиций, получаемых согласно этому патенту, состоит в низкой температуре стеклования полимера оболочки и наличии в композиции различных добавок (парафин, воск, катионная смазка и др.). Оба указанных фактора, повышая липкость покрытия, препятствуют получению покрытий с достаточной поверхностной твердостью. Closest to the claimed technical essence is the known aqueous heteropolymer dispersion for the manufacture of coatings, the particles of which contain copolymers including units of acrylic monomers, and consist of a core and one outer shell (US patent 4009317, 32
Известны способы получения водных гетерополимерных дисперсий для изготовления покрытий, частицы которых содержат сополимеры, включающие звенья акриловых мономеров, путем эмульсионной сополимеризации указанных мономеров в несколько стадий в присутствии анионного поверхностно-активного вещества (ПАВ) и водорастворимого свободнорадикального инициатора (патенты США 4469825, С 08 F 265/10, 1984; 5157084, С 08 F 265/02, 1992). Known methods for producing aqueous heteropolymer dispersions for the manufacture of coatings, the particles of which contain copolymers including acrylic monomer units, by emulsion copolymerization of these monomers in several stages in the presence of an anionic surfactant and a water-soluble free radical initiator (US patent 4469825, C 08 F 265/10, 1984; 5157084, C 08 F 265/02, 1992).
Наиболее близким к предложенному по технической сущности является известный способ получения водной гетерополимерной дисперсии для изготовления покрытий, применяемых для обработки стекловолокон, частицы которой содержат сополимеры, включающие звенья акриловых мономеров, и состоят из ядра и одной наружной оболочки, путем двухстадийной эмульсионной сополимеризации, включающей последовательные стадии эмульсионной сополимеризации мономеров ядра и мономеров внешней оболочки при температуре менее 100oС в присутствии водорастворимого свободнорадикального инициатора и анионного ПАВ (патент США 4009317, В 32 В 17/02, С 08 L 23/02, 1977). Ядро частиц этой дисперсии получали эмульсионной полимеризацией алкилметакрилатов, обычно метилметакрилата. Затем в присутствии полученной дисперсии осуществляли затравочную эмульсионную полимеризацию мономеров, обычно алкилакрилатов, с образованием полимерной оболочки частиц, имеющей температуру стеклования 10oС или ниже. Полученная таким образом полимерная дисперсия не используется непосредственно для получения покрытий, а смешивается с предварительно приготовленной эмульсией некоторых добавок (парафин, воск и др.), так что процесс получения конечной композиции для покрытий включает по крайней мере три процесса, а именно: получение гетерополимерной дисперсии, получение эмульсии и смешение двух компонентов.Closest to the proposed technical essence is a known method for producing an aqueous heteropolymer dispersion for the manufacture of coatings used for processing glass fibers, the particles of which contain copolymers including acrylic monomer units, and consist of a core and one outer shell by two-stage emulsion copolymerization, which includes sequential stages emulsion copolymerization of core monomers and the outer shell at a temperature less than 100 o C in the presence of water-soluble vobodnoradikalnogo initiator and anionic surfactants (U.S. Patent 4,009,317, in 32
Технический результат, достижение которого обеспечивает настоящее изобретение, заключается в упрощении технологии получения ударопрочных полимерных покрытий на стекле благодаря использованию водной полимерной дисперсии определенного состава, получаемой заявленным способом. Изобретение обеспечивает получение ударопрочного безосколочного покрытия за один цикл нанесение-сушка. The technical result, the achievement of which the present invention provides, is to simplify the technology for producing impact-resistant polymer coatings on glass by using an aqueous polymer dispersion of a certain composition obtained by the claimed method. The invention provides shockproof shatterproof coatings in one application-drying cycle.
Указанный технический результат достигается за счет того, что для получения покрытий, в частности прозрачных ударопрочных покрытий на стекле, предложена водная гетерополимерная дисперсия для изготовления покрытий, частицы которой содержат сополимеры, включающие звенья акриловых мономеров, и состоят из ядра и по крайней мере одной наружной оболочки, отличающаяся тем, что ее частицы состоят из ядра, промежуточной оболочки и внешней оболочки, сополимер ядра является сополимером (мет)акрилового эфира или смеси (мет)акриловых эфиров, этиленненасыщенного мономера, содержащего две или три связи С= С, и, возможно, этиленненасыщенного мономера, содержащего карбоксильные группы, и имеет температуру стеклования менее 7oС, сополимер промежуточной оболочки является сополимером метакрилового эфира или смеси метакриловых эфиров, этиленненасыщенного мономера, содержащего две или три связи С= С, и, возможно, этиленненасыщенного мономера, содержащего карбоксильные группы, и имеет температуру стеклования 50-85oС, а сополимер внешней оболочки является сополимером метакрилового эфира или смеси метакриловых эфиров и этиленненасыщенного мономера, содержащего карбоксильные группы, и имеет температуру стеклования 25-70oС, причем массовое соотношение сополимеров ядра, промежуточной и внешней оболочек находится в пределах (60-75):(7,5-20): (10-22,5), а диаметр частиц дисперсии составляет 50-220 нм.The specified technical result is achieved due to the fact that to obtain coatings, in particular transparent impact-resistant coatings on glass, an aqueous heteropolymer dispersion is proposed for the manufacture of coatings, the particles of which contain copolymers including units of acrylic monomers and consist of a core and at least one outer shell characterized in that its particles consist of a core, an intermediate shell and an outer shell, the copolymer of the core is a copolymer of (meth) acrylic ester or a mixture of (meth) acrylic esters, ethylene an unsaturated monomer containing two or three C = C bonds, and possibly an ethylenically unsaturated monomer containing carboxyl groups and has a glass transition temperature of less than 7 ° C, the intermediate shell copolymer is a copolymer of methacrylic ester or a mixture of methacrylic esters, an ethylenically unsaturated monomer containing two or three C = C bond, and optionally, an ethylenically unsaturated monomer containing a carboxyl group and has a glass transition temperature of 50-85 o C, and the outer shell copolymer is a copolymer of methacrylic ester yl mixture of methacrylic esters and the ethylenically unsaturated monomer containing a carboxyl group and has a glass transition temperature of 25-70 o C, wherein the weight ratio of the core copolymer intermediate and outer shells is in the range (60-75) :( 7,5-20): (10 -22.5), and the particle diameter of the dispersion is 50-220 nm.
При получении гетерополимерной дисперсии предпочтительно используют
- в качестве (мет)акрилового эфира - соединение общей формулы CH2= C(R)-C(О)OR1, где R= Н или СН3, R1-C1-C18 алкил, например, выбранное из группы, включающей метил-, этил-, н.-бутил-, изобутил-, н.-октил-, 2-этилгексил-, додецилакрилат, метил-, этилметакрилат;
- в качестве этиленненасыщенного мономера, содержащего две или три связи С=С, -ди(мет)акрилат этилен-, диэтилен- или триэтиленгликоля, аллил(мет)акрилат, триметилолпропантриметакрилат, триаллилцианурат, дивинилбензол;
- в качестве этиленненасыщенного мономера, содержащего карбоксильные группы, - акриловую кислоту или ее α-(C1-C5 алкил)-замещенные, малеиновую, фумаровую, итаконовую кислоты или их моно-(С1-С4 алкиловые) эфиры.In preparing a heteropolymer dispersion, it is preferable to use
- as (meth) acrylic ester, a compound of the general formula CH 2 = C (R) -C (O) OR 1 , where R = H or CH 3 , R 1 -C 1 -C 18 alkyl, for example, selected from the group including methyl, ethyl, n-butyl, isobutyl, n-octyl, 2-ethylhexyl, dodecyl acrylate, methyl, ethyl methacrylate;
- as an ethylenically unsaturated monomer containing two or three bonds C = C, di (meth) acrylate of ethylene, diethylene or triethylene glycol, allyl (meth) acrylate, trimethylol propane trimethacrylate, triallyl cyanurate, divinylbenzene;
- as an ethylenically unsaturated monomer containing carboxyl groups, acrylic acid or its α- (C 1 -C 5 alkyl) -substituted, maleic, fumaric, itaconic acids or their mono (C 1 -C 4 alkyl) esters.
Предпочтительно сополимеры, входящие в состав частиц дисперсии, могут характеризоваться следующим образом: сополимер ядра является сополимером (мет)акрилового эфира или смеси (мет)акриловых эфиров, ди(мет)акрилового эфира и, возможно, (мет)акриловой кислоты, содержит 0,1-0,5 мас.% звеньев ди(метакрилового) эфира и 0-5,0 мас.% звеньев (мет)акриловой кислоты, сополимер промежуточной оболочки является сополимером метакрилового эфира или смеси метакриловых эфиров, ди(мет)акрилового эфира и, возможно, (мет)акриловой кислоты, содержит 0,5-2,0 мас.% звеньев ди(мет)акрилового эфира и 0-7,5 мас. % звеньев (мет)акриловой кислоты, а сополимер внешней оболочки является сополимером метакрилового эфира или смеси метакриловых эфиров и (мет)акриловой кислоты и содержит 7,5-10,0 мас.% звеньев (мет)акриловой кислоты. Preferably, the copolymers included in the dispersion particles can be characterized as follows: the core copolymer is a copolymer of a (meth) acrylic ester or a mixture of (meth) acrylic esters, di (meth) acrylic ester and, optionally, (meth) acrylic acid, contains 0, 1-0.5 wt.% Units of di (methacrylic) ether and 0-5.0 wt.% Units of (meth) acrylic acid, the intermediate shell copolymer is a copolymer of methacrylic ester or a mixture of methacrylic esters, di (meth) acrylic ether and, possibly (meth) acrylic acid, contains 0.5-2.0 wt.% units di (meth) acrylic ether and 0-7.5 wt. % units of (meth) acrylic acid, and the copolymer of the outer shell is a copolymer of methacrylic ester or a mixture of methacrylic esters and (meth) acrylic acid and contains 7.5-10.0 wt.% units of (meth) acrylic acid.
Для получения указанной дисперсии предложен способ получения водной гетерополимерной дисперсии для изготовления покрытий, частицы которой содержат сополимеры, включающие звенья акриловых мономеров, и состоят из ядра и по крайней мере одной наружной оболочки, путем многостадийной эмульсионной сополимеризации, включающей последовательные стадии эмульсионной сополимеризации мономеров ядра и мономеров оболочек при температуре менее 100oС в присутствии водорастворимого свободнорадикального инициатора и анионного поверхностно-активного вещества (ПАВ), отличающийся тем, что стадию получения сополимера ядра проводят в два этапа, на первом из которых проводят эмульсионную сополимеризацию в присутствии инициатора и анионного ПАВ при единовременной загрузке 10-30% от общего количества мономерной смеси ядра, а на втором этапе в образовавшийся затравочный латекс дозируют оставшуюся часть мономеров ядра или эмульсию этой части мономеров ядра, стабилизированную анионным ПАВ, стадию получения сополимера промежуточной оболочки проводят путем непрерывного дозирования мономерной смеси, образующей промежуточную оболочку, в дисперсию сополимера ядра, причем перед началом данной стадии в дисперсию сополимера ядра вводят водный раствор инициатора, стадию получения сополимера внешней оболочки проводят путем эмульсионной сополимеризации мономеров, образующих внешнюю оболочку, в присутствии дисперсии, полученной на предыдущих стадиях, причем загрузку мономеров внешней оболочки производят либо двумя равными порциями, вводя при этом в дисперсию водные растворы инициатора и анионного ПАВ перед загрузкой мономеров внешней оболочки, либо путем непрерывного дозирования в виде водной эмульсии мономеров, стабилизированной анионным ПАВ, одновременно дозируя водный раствор инициатора, который может содержать растворенное анионное ПАВ, и после завершения процесса в полученную дисперсию вводят водный раствор аммиака, летучего алифатического амина, либо водорастворимого гидроксида или соли двухвалентного металла в количестве 0,1-1,0 моль на 1 моль звеньев мономера, содержащего карбоксильные группы.To obtain the specified dispersion, a method for producing an aqueous heteropolymer dispersion for the manufacture of coatings is proposed, the particles of which contain copolymers including acrylic monomer units and consist of a core and at least one outer shell by means of multi-stage emulsion copolymerization, which includes sequential stages of emulsion copolymerization of core monomers and monomers membranes at a temperature less than 100 o C in the presence of water soluble free radical initiator and anionic surfactant substance (surfactant), characterized in that the stage of obtaining the core copolymer is carried out in two stages, at the first of which emulsion copolymerization is carried out in the presence of initiator and anionic surfactant at a single charge of 10-30% of the total amount of the monomer mixture of the core, and at the second stage the remaining part of the core monomers or the emulsion of this part of the core monomers stabilized by an anionic surfactant is dosed into the resulting seed latex; the stage of preparing the intermediate shell copolymer is carried out by continuous dosing of the monomer of the mixture forming the intermediate shell into the dispersion of the copolymer of the core, and before the start of this stage, an aqueous solution of the initiator is introduced into the dispersion of the copolymer of the core, the step of obtaining the copolymer of the outer shell is carried out by emulsion copolymerization of the monomers forming the outer shell in the presence of the dispersion obtained in the previous stages, moreover, the loading of the monomers of the outer shell is carried out either in two equal portions, while introducing into the dispersion aqueous solutions of the initiator and anionic surfactant before loading the monomer the outer shell, either by continuous dosing in the form of an aqueous emulsion of monomers stabilized by an anionic surfactant, while dosing an aqueous solution of the initiator, which may contain dissolved anionic surfactant, and after completion of the process, an aqueous solution of ammonia, a volatile aliphatic amine, or a water-soluble hydroxide or salts of a divalent metal in an amount of 0.1-1.0 mol per 1 mol of monomer units containing carboxyl groups.
Согласно предложенному способу стадию получения сополимера ядра проводят в два приема. Вначале в водную фазу, содержащую растворенный инициатор и анионное ПАВ, загружают 10-30% мономерной смеси от общего количества мономерной смеси ядра, проводят процесс полимеризации и получают затравочный латекс. На втором этапе в затравочный латекс начинают дозировать оставшуюся часть мономерной смеси. Указанная часть мономерной смеси может дозироваться в виде заранее приготовленной эмульсии, стабилизированной анионным ПАВ. Для получения сополимера ядра предпочтительно использовать алкилакрилат или смесь алкилакрилата и алкилметакрилата, причем массовое соотношение последних выбирают таким образом, чтобы температура стеклования сополимера ядра была не выше 7o, предпочтительно от -25 до -54oС.According to the proposed method, the stage of obtaining the core copolymer is carried out in two stages. First, in the aqueous phase containing the dissolved initiator and anionic surfactant, 10-30% of the monomer mixture of the total amount of the monomer mixture of the core is loaded, the polymerization process is carried out and seed latex is obtained. At the second stage, the remaining part of the monomer mixture is started to be dosed into the seed latex. The specified part of the monomer mixture can be dosed in the form of a pre-prepared emulsion stabilized by an anionic surfactant. To obtain a core copolymer, it is preferable to use an alkyl acrylate or a mixture of alkyl acrylate and alkyl methacrylate, and the mass ratio of the latter is chosen so that the glass transition temperature of the core copolymer is not higher than 7 ° , preferably from -25 to -54 ° C.
Стадию получения сополимера промежуточной оболочки можно проводить при непрерывном дозировании мономерной смеси в дисперсию сополимера ядра. Перед началом дозирования мономерной смеси, образующей сополимер промежуточной оболочки, в дисперсию сополимера ядра вводят водный раствор инициатора. На данной стадии в качестве алкилметакрилата можно использовать смесь двух алкилметакрилатов с различными заместителями, но их массовое соотношение выбирают таким образом, чтобы сополимер промежуточной оболочки имел температуру стеклования в пределах 50-85oС, предпочтительно 50-70oС.The stage of obtaining the intermediate shell copolymer can be carried out with continuous dosing of the monomer mixture into the dispersion of the core copolymer. Before dosing of the monomer mixture forming the intermediate shell copolymer, an aqueous initiator solution is introduced into the dispersion of the core copolymer. At this stage, a mixture of two alkyl methacrylates with different substituents can be used as alkyl methacrylate, but their mass ratio is chosen so that the copolymer of the intermediate shell has a glass transition temperature in the range of 50-85 o C, preferably 50-70 o C.
Получение сополимера промежуточной оболочки можно также проводить в два этапа, на каждом из которых состав мономерной смеси различается, при этом на втором этапе одновременно дозируют мономерную смесь и водный раствор инициатора и анионного ПАВ. Obtaining a copolymer of the intermediate shell can also be carried out in two stages, at each of which the composition of the monomer mixture is different, while in the second stage, the monomer mixture and the aqueous solution of the initiator and anionic surfactant are simultaneously dosed.
Стадию получения сополимера внешней оболочки проводят путем эмульсионной сополимеризации мономеров внешней оболочки в присутствии дисперсии, полученной на предыдущей стадии и содержащей частицы, состоящие из ядра и промежуточной оболочки. Загрузка мономеров может производиться двумя равными порциями. В этом случае перед загрузкой мономеров, образующих сополимер внешней оболочки, вводят водные растворы инициатора и анионного ПАВ. Предпочтительнее мономерную смесь внешней оболочки дозировать непрерывно в виде водной эмульсии, стабилизированной анионным ПАВ, при этом одновременно может дозироваться водный раствор, содержащий растворенные инициатор и анионное ПАВ. В качестве алкилметакрилата на данной стадии может быть использован один мономер или смесь двух алкилметакрилатов с различными алкильными заместителями, но их массовое соотношение выбирают таким образом, чтобы сополимер внешней оболочки имел температуру стеклования в пределах 25-70oС, предпочтительнее 30-60oС.The stage of obtaining the copolymer of the outer shell is carried out by emulsion copolymerization of the monomers of the outer shell in the presence of a dispersion obtained in the previous step and containing particles consisting of a core and an intermediate shell. The loading of monomers can be carried out in two equal portions. In this case, before loading the monomers forming the copolymer of the outer shell, aqueous solutions of initiator and anionic surfactant are introduced. It is preferable to dose the monomeric mixture of the outer shell continuously in the form of an aqueous emulsion stabilized by an anionic surfactant, while an aqueous solution containing the dissolved initiator and anionic surfactant can be dosed at the same time. As the alkyl methacrylate at this stage, one monomer or a mixture of two alkyl methacrylates with different alkyl substituents can be used, but their mass ratio is chosen so that the outer shell copolymer has a glass transition temperature in the range of 25-70 o C, preferably 30-60 o C.
После завершения полимеризационного процесса в полученную водную гетерополимерную дисперсию вводят водный раствор аммиака, летучего алифатического амина, такого как триметиламин, диэтиламин, триэтиламин, диэтилэтаноламин, либо водорастворимого гидроксида или соли двухвалентного металла, например, бария, цинка, предпочтительно гидроксид бария, ацетат цинка или его аммиачный комплекс, в количестве 0,1-1,0 моль на 1 моль звеньев использованного в процессе этиленненасыщенного мономера, содержащего карбоксильные группы. Введение этих агентов приводит по крайней мере к частичной нейтрализации карбоксильных групп упомянутого ненасыщенного мономера. Кроме того, соединения двухвалентных металлов не только нейтрализуют карбоксильные группы, но действуют также как сшивающие агенты, повышая поверхностную твердость покрытия. При использовании соединений двухвалентных металлов перед их загрузкой вводят неионное ПАВ (например, оксиэтилированный алифатический спирт) в количестве 0,5-1,0% от массы дисперсии в расчете на содержание в ней сухого вещества. After completion of the polymerization process, an aqueous solution of ammonia, a volatile aliphatic amine, such as trimethylamine, diethylamine, triethylamine, diethylethanolamine, or a water-soluble hydroxide or divalent metal salt, for example, barium, zinc or its barium hydroxide, is introduced into the resulting aqueous heteropolymer dispersion; ammonia complex, in an amount of 0.1-1.0 mol per 1 mol of units used in the process of ethylenically unsaturated monomer containing carboxyl groups. The introduction of these agents leads to at least partial neutralization of the carboxyl groups of said unsaturated monomer. In addition, divalent metal compounds not only neutralize carboxyl groups, but also act as crosslinking agents, increasing the surface hardness of the coating. When using divalent metal compounds, non-ionic surfactants (for example, ethoxylated aliphatic alcohol) are introduced before loading in the amount of 0.5-1.0% by weight of the dispersion, based on the dry matter content in it.
Сополимеризацию на каждой стадии процесса проводят практически до полного превращения мономеров в сополимер, т.е. состав образующихся сополимеров соответствует составу мономерной смеси. Это достигается выбранными концентрациями инициатора и анионного ПАВ, продолжительностью процесса и дополнительной выдержкой полимерной дисперсии после каждой стадии при температуре реакции после окончания загрузки компонентов в течение 30 мин. Предпочтительно использовать водорастворимый инициатор и анионное ПАВ, соответственно, в количестве 0,3-0,4% и 0,2-2,0% от массы мономеров при получении сополимера ядра, 0,3-0,9% и 0-0,5% от массы мономеров при получении сополимера промежуточной оболочки, 0,3-1,2% и 0,3-3,0% от массы мономеров при получении сополимера внешней оболочки. The copolymerization at each stage of the process is carried out almost until the monomers are completely converted into a copolymer, i.e. the composition of the resulting copolymers corresponds to the composition of the monomer mixture. This is achieved by the selected concentrations of initiator and anionic surfactant, the duration of the process, and the additional exposure of the polymer dispersion after each stage at the reaction temperature after the loading of the components for 30 minutes. It is preferable to use a water-soluble initiator and anionic surfactant, respectively, in an amount of 0.3-0.4% and 0.2-2.0% by weight of the monomers in the preparation of a core copolymer, 0.3-0.9% and 0-0, 5% by weight of monomers upon receipt of the intermediate shell copolymer, 0.3-1.2% and 0.3-3.0% by weight of monomers upon receipt of the outer shell copolymer.
В качестве инициаторов эмульсионной сополимеризации используют известные водорастворимые соединения, например персульфаты аммония, натрия, калия. Known water-soluble compounds, for example, ammonium, sodium, potassium persulfates, are used as initiators of emulsion copolymerization.
В качестве анионных ПАВ предпочтительно использовать C12-C18-алкилсульфонаты натрия, например, Elfan OS-46 (смесь алкилов C14-C16 - фирма Akzo Nobel), либо C10-C18-алкиларилсульфонаты или С12-С18-алкилсульфаты натрия.Sodium C 12 -C 18 -alkyl sulfonates, for example, Elfan OS-46 (a mixture of C 14 -C 16 alkyls from Akzo Nobel), or C 10 -C 18 -alkylaryl sulfonates or C 12 -C 18 - are preferably used as anionic surfactants. sodium alkyl sulfates.
При получении гетерополимерной водной дисперсии очень важным является соблюдение предложенных соотношений количеств мономеров, загружаемых на различных стадиях процесса. При отклонении от вышеуказанных соотношений покрытия, получаемые с использованием гетерополимерной водной дисперсии, являются либо липкими, либо не обладают необходимой ударопрочностью. Upon receipt of a heteropolymer aqueous dispersion, it is very important to comply with the proposed ratios of the amounts of monomers loaded at various stages of the process. When deviating from the above ratios, coatings obtained using a heteropolymer aqueous dispersion are either sticky or do not have the necessary impact resistance.
Полученные по настоящему изобретению водные гетерополимерные дисперсии характеризуются следующими свойствами:
- сухой остаток 36-50 мас.%,
- диаметр частиц 50-220 нм,
- рН 7-8,4 при использовании аммиака и 2,2-2,3 при использовании ацетата цинка,
- вязкость по вискозиметру ВЗ-4 30-53 с.Obtained by the present invention, aqueous heteropolymer dispersions are characterized by the following properties:
- dry residue 36-50 wt.%,
- particle diameter of 50-220 nm,
- pH 7-8.4 when using ammonia and 2.2-2.3 when using zinc acetate,
- viscosity on the viscometer VZ-4 30-53 s.
Покрытия, изготовленные с использованием полученных дисперсий, характеризуются высокой прозрачностью (интегральное светопропускание 91-92%), твердостью и ударопрочностью. Стеклянные изделия с покрытием являются истинно безосколочными, поскольку при их разрушении все фрагменты стекла остаются в полимерной оболочке. Coatings made using the obtained dispersions are characterized by high transparency (integrated light transmission of 91-92%), hardness and impact resistance. Coated glass products are truly shatterproof, since when they break, all glass fragments remain in the polymer shell.
Свойства полученных водных гетерополимерных дисперсий и покрытий на их основе определяли по следующим методикам:
1. рН дисперсий определяли на универсальном иономере ЭВ-74.The properties of the obtained aqueous heteropolymer dispersions and coatings based on them were determined by the following methods:
1. The pH of the dispersions was determined on a universal ionomer EV-74.
2. Размер частиц дисперсии определяли широко известным методом рассеяния света разбавленной дисперсией, основанным на логарифмической зависимости оптической плотности от длины волны (В.И. Кленин и др. Характеристические функции светорассеяния дисперсных систем. Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1977, 177 с.). 2. The particle size of the dispersion was determined by the well-known method of light scattering by diluted dispersion, based on the logarithmic dependence of optical density on wavelength (V.I. Klenin et al. Characteristic functions of light scattering of dispersed systems. Saratov: Saratov University Press, 1977, 177 pp. .).
3. Содержание сухого остатка в дисперсии определяли гравиметрическим методом по ГОСТ 25709-83. 3. The solids content in the dispersion was determined by the gravimetric method according to GOST 25709-83.
4. Адгезию сополимеров определяли методом отслаивания латексной пленки от стеклянной пластины под углом 180o.4. The adhesion of the copolymers was determined by peeling the latex film from the glass plate at an angle of 180 o .
5. Твердость покрытий определяли методом затухания колебаний маятника по ГОСТ 5233-89 (вес маятника 120±1 г, длина маятника 500±1 мм, диаметр шарика из нержавеющей стали 7,938 мм). Относительную твердость Н рассчитывали по уравнению
H=t/t1,
где t - время затухания от отклонения в 5o до отклонения в 2o на покрытии, нанесенном на стеклянную основу, t1 - время затухания от отклонения в 5o до отклонения в 2o на стеклянной основе без покрытия.5. The hardness of the coatings was determined by the method of damping the oscillations of the pendulum according to GOST 5233-89 (
H = t / t 1 ,
where t is the decay time from a deviation of 5 o to a deviation of 2 o on a coating deposited on a glass base, t 1 is the decay time from a deviation of 5 o to a deviation of 2 o on a glass base without coating.
6. Условную вязкость дисперсий определяли вискозиметрически с использованием вискозиметра ВЗ-4 по ГОСТ 8420-74 (объем воронки 120±1 см3, диаметр отверстия 4 мм).6. The nominal viscosity of the dispersions was determined viscometrically using a VZ-4 viscometer according to GOST 8420-74 (funnel
7. Коэффициент светопропускания определяли с помощью фотометра в соответствии с ГОСТ 15875-80. 7. The light transmittance was determined using a photometer in accordance with GOST 15875-80.
8. Липкость покрытия определяли по качественному тесту. На покрытие толщиной не менее 100 мкм, нанесенное на ровную стеклянную поверхность, накладывали лист стандартной писчей бумаги и прижимали ее к покрытию с усилием 0,005 МПа. Покрытие считается не липким, если не наблюдается следов бумаги, прилипшей к покрытию. 8. The stickiness of the coating was determined by a quality test. A sheet of standard writing paper was applied to a coating with a thickness of at least 100 μm applied to a flat glass surface and pressed to the coating with a force of 0.005 MPa. A coating is considered not sticky if there is no trace of paper adhering to the coating.
9. Температуру стеклования Тст. сополимеров рассчитывали по уравнению Фокса
где qn - массовая доля мономера n,
Тст..n - температура стеклования полимера n.9. The glass transition temperature T article copolymers calculated according to Fox equation
where q n is the mass fraction of monomer n,
T st..n - the glass transition temperature of the polymer n.
10. Минимальную температуру пленкообразования (МТП) определяли как границу перехода между непрерывной и дискретной частью пленки при формировании дисперсного покрытия на горизонтальной поверхности прибора с линейным градиентом температуры. 10. The minimum film-forming temperature (MTP) was determined as the boundary of the transition between the continuous and discrete parts of the film during the formation of a dispersed coating on the horizontal surface of the device with a linear temperature gradient.
11. Ударное растяжение пленок определяли по специально разработанной методике. Для испытаний ударопрочности пленок использовали ударный маятник в соответствии с DIN 53448. Испытывали образцы пленок толщиной 0,3-0,8 мм. Образец, изображенный на чертеже, толщиной 0,3-0,8 мм, фиксировали на основании измеряющего ударопрочность прибора двумя зажимами, один из которых жестко закреплен на станине, а другой подвижен. Подвижный зажим имеет выступ в поперечном направлении, по которому ударяет П-образный молоток. Подвижный зажим перемещается под действием ударного импульса от молотка, и образец разрушается. Зажимы для фиксации образцов имеют большую важность. В случае, если образец слабо закреплен зажимами, он начинает перемещаться, и происходит потеря энергии на трение. Другой источник потерь представляет собой работу, совершаемую при извлечении подвижного зажима с остатками образца. Эта энергия определяется холостыми опытами. Прочность при ударном растяжении Qt определяли в кДж/м2 по формуле
где А - энергия, затрачиваемая на разрушение образца (Дж),
А0 - энергия, затрачиваемая на извлечение подвижного зажима (Дж),
b - ширина образца (мм),
h - толщина образца (мм).11. The shock tension of the films was determined by a specially developed technique. To test the impact resistance of the films, a shock pendulum was used in accordance with DIN 53448. Samples of films 0.3-0.8 mm thick were tested. The sample shown in the drawing, 0.3-0.8 mm thick, was fixed on the basis of the instrument measuring the impact resistance with two clamps, one of which is rigidly fixed to the bed, and the other is movable. The movable clamp has a protrusion in the transverse direction, on which a U-shaped hammer strikes. The movable clamp moves under the action of a shock impulse from the hammer, and the sample is destroyed. Sample clamps are of great importance. If the sample is loosely fixed by clamps, it begins to move, and friction energy is lost. Another source of loss is the work done by removing the movable clamp with sample residue. This energy is determined by blank experiments. The tensile strength Q t was determined in kJ / m 2 according to the formula
where A is the energy spent on the destruction of the sample (J),
And 0 is the energy spent on the extraction of the movable clamp (J),
b is the width of the sample (mm),
h is the thickness of the sample (mm).
12. Ударопрочность стеклянных изделий с покрытием на основе предложенной дисперсии определяли методом разрушения толстостенных стеклянных трубок (длина 300 мм, диаметр 36 мм, толщина стенки 1,5 мм) с нанесенным покрытием толщиной не менее 100 мкм при их падении с высоты 1,5 м на массивное бетонное основание. Покрытие считалось выдержавшим испытание, если не наблюдалось разрывов и отслоений полимерной оболочки при разрушении стекла, а также деформации стеклянного изделия. Все осколки стекла оставались в полимерной оболочке. Покрытия на стеклянных трубках готовили путем их макания в дисперсию с последующим высушиванием при 90oС в течение 2 часов.12. The impact resistance of glass products with a coating based on the proposed dispersion was determined by the method of destruction of thick-walled glass tubes (
Изобретение иллюстрируется приведенными ниже примерами 1-13, которые иллюстрируют состав предложенной дисперсии и способ ее получения. Во всех примерах описано проведение процесса в три стадии с получением дисперсий, частицы которых содержат ядро, промежуточную и внешнюю оболочки. The invention is illustrated by the following examples 1-13, which illustrate the composition of the proposed dispersion and method for its preparation. In all examples, the process is described in three stages to obtain dispersions, the particles of which contain a core, an intermediate and an outer shell.
Пример 1
Стадия 1
В реактор объемом 0,5 л загружают 45 г деионизованной воды, в которой растворено 0,9 г анионного ПАВ Elfan OS-46 (С14-С16-алкилсульфонат натрия; продукт фирмы Akzo Nobel), продувают азотом, нагревают до 80oС и загружают 22,17 г н.-бутилакрилата (БА) и 0,07 г диметакрилата этиленгликоля (ДМЭГ), перемешивают 5 мин, добавляют раствор 0,13 г персульфата аммония (ПА), растворенного в 10 г воды, и проводят процесс затравочной сополимеризации в течение 30 мин.Example 1
45 g of deionized water, in which 0.9 g of anionic surfactant Elfan OS-46 (C 14 -C 16 sodium alkyl sulfonate; product of Akzo Nobel), is dissolved in nitrogen reactor, are loaded with nitrogen, heated to 80 o C and 22.17 g of n-butyl acrylate (BA) and 0.07 g of ethylene glycol dimethacrylate (DMEG) are charged, stirred for 5 minutes, a solution of 0.13 g of ammonium persulfate (PA) dissolved in 10 g of water is added, and the seed process is carried out copolymerization for 30 minutes
Отдельно приготавливают эмульсию мономеров: БА 66,5 г, ДМЭГ 0,20 г, Elfan OS-46 (37% раствор) 2,71 г, вода 28 г. An emulsion of monomers is prepared separately: BA 66.5 g, DMEG 0.20 g, Elfan OS-46 (37% solution) 2.71 g, water 28 g.
В полученную затравочную дисперсию добавляют раствор 0,13 г ПА в 5 г воды, перемешивают 5 мин и начинают дозировать эмульсию мономеров со скоростью 0,812 г/мин. Общее время дозирования 120 мин. После окончания дозирования выдерживают полученную дисперсию при 80oС в течение 30 мин.A solution of 0.13 g of PA in 5 g of water is added to the obtained seed dispersion, stirred for 5 minutes and the emulsion of monomers is dispensed at a rate of 0.812 g / min. The total dosing time is 120 minutes After dosing, the resulting dispersion is maintained at 80 ° C. for 30 minutes.
Стадия 2
В полученную на стадии 1 дисперсию загружают раствор 0,16 г ПА в 3 г воды, перемешивают 5 мин и начинают дозировать смесь мономеров, состоящую из 5,32 г метилметакрилата (ММА), 11,44 г н.-бутилметакрилата (БМА), 0,88 г метакриловой кислоты (МАК) и 0,09 г ДМЭГ, со скоростью 0,296 г/мин. Общее время дозирования 60 мин. После окончания дозирования выдерживают полученную дисперсию при 80oС в течение 30 мин.
A solution of 0.16 g of PA in 3 g of water is loaded into the dispersion obtained in
Стадия 3
Отдельно приготавливают эмульсию мономеров: ММА 1,33 г, БМА 23,34 г, МАК 2,0 г, Elfan OS-46 (37% раствор) 1,3 г, вода 12 г.
An emulsion of monomers is prepared separately: MMA 1.33 g, BMA 23.34 g, MAK 2.0 g, Elfan OS-46 (37% solution) 1.3 g, water 12 g.
В полученную на стадии 2 дисперсию загружают раствор 0,05 г ПА в 9 г воды, перемешивают 5 мин и начинают дозировать эмульсию мономеров со скоростью 0,222 г/мин. Общее время дозирования 180 мин. Через 90 мин после начала дозирования в дисперсию загружают раствор 0,05 г ПА в 9 г воды. После окончания дозирования эмульсии мономеров выдерживают дисперсию при 80oС в течение 30 мин. Содержание остаточных мономеров в дисперсии: БА, МАК, ДМЭГ, ММА - отсутствие; БМА - 0,01 мас.%. Дисперсию охлаждают и нейтрализуют 1,61 г 24,5% водного раствора аммиака.A solution of 0.05 g of PA in 9 g of water is loaded into the dispersion obtained in
Общее время процесса 500 мин. The total process time is 500 minutes
Составы загрузок по этому и последующим примерам приведены в таблице 1, составы и свойства дисперсий и покрытий на их основе - в таблице 2. The compositions of the downloads for this and subsequent examples are shown in table 1, the compositions and properties of dispersions and coatings based on them are shown in table 2.
Пример 2
Стадия 1
Проводят, как в примере 1.Example 2
Carried out as in example 1.
Стадия 2
В дисперсию, полученную на стадии 1, используемую как затравочную, загружают раствор 0,09 г ПА в 9,9 г воды, перемешивают 5 мин и начинают дозировать смесь мономеров, состоящую из 5,60 г ММА, 3,61 г БМА, 0,76 г МАК и 0,20 г ДМЭГ со скоростью 0,1695 г/мин. Общее время дозирования 60 мин. После окончания дозирования мономерной смеси выдерживают дисперсию при 80oС в течение 30 мин.
A solution of 0.09 g of PA in 9.9 g of water is loaded into the dispersion obtained in
Стадия 3
Отдельно приготавливают эмульсию мономеров и водную фазу. Состав эмульсии: ММА 14,26 г, БМА 13,33 г, МАК 2,24 г, Elfan OS-46 (37% раствор) 1,21 г, вода 10 г. Состав водной фазы: ПА 0,09 г, Elfan OS-46 (37% раствор) 0,20 г, вода 12,2 г.
A monomer emulsion and an aqueous phase are prepared separately. The composition of the emulsion: MMA 14.26 g, BMA 13.33 g, MAK 2.24 g, Elfan OS-46 (37% solution) 1.21 g, water 10 g. Composition of the aqueous phase: PA 0.09 g, Elfan OS-46 (37% solution) 0.20 g, water 12.2 g.
В дисперсию, полученную на стадии 2, используемую как затравочную, одновременно начинают дозировать эмульсию мономеров со скоростью 0,1710 г/мин и водную фазу со скоростью 0,0520 г/мин. Общее время дозирования 240 мин. После окончания дозирования мономеров и водной фазы дисперсию выдерживают при 80oС в течение 30 мин. После этого дисперсию охлаждают и нейтрализуют 1,81 г 24,5% водного раствора аммиака.In the dispersion obtained in
Общее время процесса 555 мин. The total process time is 555 minutes
Пример 3
Отличается от примера 1 рецептурой загрузки компонентов по стадиям процесса. Температура процесса 90oС. Общее время процесса 470 мин.Example 3
Differs from example 1 in the recipe for loading the components in the stages of the process. The temperature of the process is 90 o C. The total process time is 470 minutes
Пример 4
Отличается от примера 1 рецептурой загрузки компонентов по стадиям процесса и тем, что вместо раствора аммиака используют ацетат цинка в виде 0,05 М водного раствора. Для усиления стабилизации дисперсии вводят неионогенное ПАВ ОС-20 (оксиэтилированный алифатический спирт С16-C18) в виде 5% водного раствора. Общая продолжительность процесса 500 мин.Example 4
It differs from Example 1 in the recipe for loading the components according to the stages of the process and in that zinc acetate in the form of a 0.05 M aqueous solution is used instead of ammonia solution. To enhance stabilization of the dispersion, OS-20 nonionic surfactant (C 16 -C 18 ethoxylated aliphatic alcohol) is introduced in the form of a 5% aqueous solution. The total duration of the process is 500 minutes
Пример 5
Отличается от примера 2 рецептурой загрузки компонентов по стадиям процесса и тем, что вместо раствора аммиака используют ацетат цинка в виде 0,05 М водного раствора. Для усиления стабилизации дисперсии вводят неионогенное ПАВ ОС-20 в виде 5% водного раствора. Общая продолжительность процесса 535 мин.Example 5
It differs from example 2 in the recipe for loading the components according to the stages of the process and in that zinc acetate in the form of a 0.05 M aqueous solution is used instead of ammonia solution. To enhance stabilization of the dispersion, OS-20 nonionic surfactant is introduced in the form of a 5% aqueous solution. The total duration of the process 535 minutes
Пример 6
Отличается от примера 1 рецептурой загрузки компонентов по стадиям процесса. Общая продолжительность процесса 500 мин.Example 6
Differs from example 1 in the recipe for loading the components in the stages of the process. The total duration of the process is 500 minutes
Пример 7
Отличается от примера 2 рецептурой загрузки компонентов по стадиям процесса и тем, что вместо ДМЭГ используют диакриловый эфир этиленгликоля (ДАЭГ). Общая продолжительность процесса 540 мин.Example 7
It differs from Example 2 in the recipe for loading the components according to the stages of the process and in that instead of DMEG, ethylene glycol diacrylic ester (DAEG) is used. The total duration of the process 540 minutes
Пример 8
Отличается от примера 2 рецептурой загрузки компонентов по стадиям процесса и тем, что вместо метакриловой используют акриловую кислоту (АК). Общая продолжительность процесса 500 мин.Example 8
It differs from Example 2 in the recipe for loading the components according to the stages of the process and in that acrylic acid (AK) is used instead of methacrylic acid. The total duration of the process is 500 minutes
Пример 9
Стадия 1
Проводят, как в примере 1.Example 9
Carried out as in example 1.
Стадия 2
В полученную на стадии 1 дисперсию загружают раствор 0,16 г ПА в 5 г воды, перемешивают 5 мин и начинают дозировать смесь мономеров, состоящую из 5,32 г ММА, 11,44 г БМА, 0,88 г МАК и 0,09 г ДМЭГ со скоростью 0,296 г/мин. Общее время дозирования 60 мин. Отдельно приготавливают водную фазу: ПА 0,08 г, Elfan OS-46 (37% р-р) 0,12 г, вода - 3 г.
A solution of 0.16 g of PA in 5 g of water is loaded into the dispersion obtained in
В дисперсию одновременно начинают дозировать водную фазу со скоростью 0,053 г/мин и смесь мономеров, состоящую из 4,47 г ММА, 3,98 г БМА, 0,45 г МАК и 0,04 г ДМЭГ, со скоростью 0,149 г/мин. Общее время дозирования 60 мин. После окончания дозирования дисперсию выдерживают при 80oС 30 мин.At the same time, the aqueous phase is dosed into the dispersion at a rate of 0.053 g / min and a mixture of monomers consisting of 4.47 g MMA, 3.98 g BMA, 0.45 g MAA and 0.04 g DMEG at a rate of 0.149 g / min.
Стадия 3
Проводят, как в примере 2.
Carried out as in example 2.
Общая продолжительность процесса 620 мин. The total duration of the process is 620 minutes.
Пример 10
Отличается от примера 1 рецептурой загрузки компонентов по стадиям процесса и тем, что вместо БА используют метилакрилат (МА).Example 10
It differs from Example 1 in the recipe for loading the components according to the stages of the process and in that methyl acrylate (MA) is used instead of BA.
Общая продолжительность процесса 500 мин. The total duration of the process is 500 minutes
Пример 11
Отличается от примера 1 рецептурой загрузки компонентов по стадиям процесса, условиями проведения стадии 1. После проведения затравочной сополимеризации в полученную затравочную дисперсию вместо эмульсии мономеров дозируют мономерную смесь со скоростью 0,556 г/мин и тем, что вместо БА используют 2-этилгексилакрилат (ЭГА), а вместо ДМЭГ - аллилметакрилат (АМА).Example 11
It differs from Example 1 in the recipe for loading the components according to the process steps, the conditions for
Пример 12
Отличается от примера 1 тем, что вместо МАК используют монобутилмалеинат, а в качестве ПАВ на всех стадиях - додецилбензолсульфонат натрия.Example 12
It differs from Example 1 in that instead of MAK, monobutyl maleate is used, and sodium dodecylbenzenesulfonate as a surfactant at all stages.
Пример 13
Стадия 1
В реактор объемом 0,5 л загружают 45 г деионизованной воды, в которой растворено 0,12 г Elfan OS-46, продувают азотом, нагревают до 80oС и загружают 8,87 г БА и 0,03 г ДМЭГ, перемешивают 5 мин, добавляют раствор 0,13 г ПА, растворенного в 10 г воды, и проводят процесс затравочной сополимеризации в течение 30 мин.Example 13
45 g of deionized water, in which 0.12 g of Elfan OS-46 is dissolved, are purged with nitrogen, heated to 80 ° C and loaded with 8.87 g of BA and 0.03 g of DMEG, stirred for 5 minutes a solution of 0.13 g of PA dissolved in 10 g of water is added, and a seed copolymerization process is carried out for 30 minutes.
Отдельно приготавливают эмульсию мономеров: БА 79,8 г, ДМЭГ 0,24 г, Elfan OS-46 0,70 г, вода 28 г. An emulsion of monomers is prepared separately: BA 79.8 g, DMEG 0.24 g, Elfan OS-46 0.70 g, water 28 g.
В полученную затравочную дисперсию добавляют раствор 0,17 г ПА в 5 г воды, перемешивают 5 мин и начинают дозировать эмульсию мономеров со скоростью 0,812 г/мин. Общее время дозирования 135 мин. После окончания дозирования выдерживают полученную дисперсию при 80oС в течение 30 мин.A solution of 0.17 g of PA in 5 g of water is added to the obtained seed dispersion, stirred for 5 minutes and the emulsion of monomers is dispensed at a rate of 0.812 g / min. Total dosing time 135 minutes After dosing, the resulting dispersion is maintained at 80 ° C. for 30 minutes.
Остальные стадии процесса проводят, как в примере 1. The remaining stages of the process are carried out as in example 1.
Общее время процесса 515 мин. The total process time is 515 minutes.
Как видно из приведенных в примерах данных, гетерополимерные водные дисперсии, получаемые, в отличие от прототипа, по упрощенной технологии, обеспечивают получение прозрачных, твердых, не липких и ударопрочных покрытий. As can be seen from the data in the examples, heteropolymer aqueous dispersions obtained, unlike the prototype, using simplified technology, provide transparent, hard, non-sticky and impact-resistant coatings.
Claims (7)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000130079A RU2184125C1 (en) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | Aqueous heteropolymeric dispersion for preparing covers and method of its preparing |
AU2002226985A AU2002226985A1 (en) | 2000-11-30 | 2001-11-26 | Aqueous heteropolymer dispersion for manufacturing coatings and process of its production |
PCT/US2001/044335 WO2002044290A2 (en) | 2000-11-30 | 2001-11-26 | Aqueous heteropolymer dispersion for manufacturing coatings and process of its production |
ARP010105558A AR031770A1 (en) | 2000-11-30 | 2001-11-29 | WATERPROOFING MATERIAL DISPERSION TO MANUFACTURE COATINGS AND PROCESS FOR PRODUCTION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000130079A RU2184125C1 (en) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | Aqueous heteropolymeric dispersion for preparing covers and method of its preparing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2184125C1 true RU2184125C1 (en) | 2002-06-27 |
Family
ID=20242827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000130079A RU2184125C1 (en) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | Aqueous heteropolymeric dispersion for preparing covers and method of its preparing |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
AR (1) | AR031770A1 (en) |
AU (1) | AU2002226985A1 (en) |
RU (1) | RU2184125C1 (en) |
WO (1) | WO2002044290A2 (en) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458084C2 (en) * | 2006-07-28 | 2012-08-10 | Бриджстоун Корпорейшн | Polymer nanoparticles, having 'nucleus-shell' configuration and containing interphase region |
US8288473B2 (en) | 2005-12-19 | 2012-10-16 | Bridgestone Corporation | Disk-like nanoparticles |
US8410225B2 (en) | 2006-12-19 | 2013-04-02 | Bridgestone Corporation | Fluorescent nanoparticles |
US8697775B2 (en) | 2005-12-20 | 2014-04-15 | Bridgestone Corporation | Vulcanizable nanoparticles having a core with a high glass transition temperature |
US8846819B2 (en) | 2008-12-31 | 2014-09-30 | Bridgestone Corporation | Core-first nanoparticle formation process, nanoparticle, and composition |
US8877250B2 (en) | 2005-12-20 | 2014-11-04 | Bridgestone Corporation | Hollow nano-particles and method thereof |
US9061900B2 (en) | 2005-12-16 | 2015-06-23 | Bridgestone Corporation | Combined use of liquid polymer and polymeric nanoparticles for rubber applications |
US9062144B2 (en) | 2009-04-03 | 2015-06-23 | Bridgestone Corporation | Hairy polymeric nanoparticles with first and second shell block polymer arms |
US9115222B2 (en) | 2009-12-29 | 2015-08-25 | Bridgestone Corporation | Well defined, highly crosslinked nanoparticles and method for making same |
US9428604B1 (en) | 2011-12-30 | 2016-08-30 | Bridgestone Corporation | Nanoparticle fillers and methods of mixing into elastomers |
RU2670753C1 (en) * | 2014-02-04 | 2018-10-25 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Acrylic aqueous dispersions for coating containers |
US10597477B2 (en) | 2014-09-19 | 2020-03-24 | Basf Se | Finely divided aqueous emulsion polymers and use thereof for hydrophobic coatings |
RU2717795C2 (en) * | 2013-08-22 | 2020-03-25 | Басф Се | Method of producing emulsion polymers |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2003903838A0 (en) * | 2003-07-23 | 2003-08-07 | Orica Australia Pty Ltd | Aqueous polymer dispersion |
EP1948708B1 (en) * | 2005-11-14 | 2012-10-10 | Kolon Industries, Inc. | Acrylic polymer beads and sol composition containing the same |
WO2010068396A1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | Dow Global Technologies Inc. | Coating composition, a process of producing a coating composition, a coated article, and a method of forming such articles |
CN110157279B (en) * | 2019-05-30 | 2021-08-24 | 山东亿隆薄膜材料有限责任公司 | Vehicle paint film based on nano composite material and preparation method thereof |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3853605A (en) | 1970-12-01 | 1974-12-10 | Ppg Industries Inc | Process for applying a coating composition to glass fibers and the resulting coated fibers |
US3970628A (en) | 1972-07-14 | 1976-07-20 | Canadian Industries, Ltd. | Aqueous dispersions of thermosettable synthetic addition polymers with 1,2-epoxy resin plasticizer |
JPS523662B2 (en) | 1972-09-19 | 1977-01-29 | ||
US3903339A (en) | 1973-05-25 | 1975-09-02 | Liberty Glass Co | Glass container coated with plastic containment film and method of making |
DE2424263A1 (en) | 1973-05-25 | 1974-12-19 | Liberty Glass Co | SPLITTER-FREE GLASS CONTAINERS |
US4009317A (en) | 1973-11-14 | 1977-02-22 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Glass fiber coated with a size comprising emulsified clad particles of poly(methyl methacrylate) |
US3944100A (en) | 1974-03-18 | 1976-03-16 | Liberty Glass Company | Containment coating composition |
US4060658A (en) | 1975-09-19 | 1977-11-29 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Glass fibers coated with a polybutadiene homopolymer latex-containing impregnant |
US4097553A (en) * | 1977-06-20 | 1978-06-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Acrylic graft copolymers blended with acrylic resins |
US4263362A (en) | 1979-11-23 | 1981-04-21 | Ppg Industries, Inc. | Coating composition for glass fibers and coated glass fibers made from same |
US4469825A (en) | 1983-03-09 | 1984-09-04 | Rohm And Haas Company | Sequential heteropolymer dispersion and a particulate material obtainable therefrom, useful in coating compositions as an opacifying agent |
US4879348A (en) * | 1986-10-06 | 1989-11-07 | The Dow Chemical Company | Crosslinked and grafted overpolymer acrylate rubbers |
EP0263633A3 (en) * | 1986-10-06 | 1989-08-23 | The Dow Chemical Company | Crosslinked and grafted overpolymer acrylate rubbers |
US4801646A (en) * | 1987-01-16 | 1989-01-31 | The Dow Chemical Company | Low gloss weather and impact resistant resins |
US5206299A (en) * | 1989-03-31 | 1993-04-27 | Takeda Chemical Industries, Ltd. | Core-shell polymer, resin composition and molded articles thereof |
US4965130A (en) * | 1989-04-27 | 1990-10-23 | Mobil Oil Corporation | Latex coating composition of multilayered copolymer particles of vinylidene chloride and acrylic comonomers |
US5521253A (en) * | 1990-10-12 | 1996-05-28 | The Dow Chemical Company | Hollow polymer latex particles |
US5157084A (en) * | 1990-10-12 | 1992-10-20 | The Dow Chemical Company | Process of making hollow polymer latex particles |
US5827612A (en) | 1992-06-17 | 1998-10-27 | Ppg Industries, Inc. | Aqueous coating compositions for glass fibers, fiber strands coated with such compositions and optical fiber cable assemblies including such fiber strands |
DE4325823A1 (en) * | 1993-07-31 | 1995-04-27 | Basf Ag | Thermoplastic molding compounds made from a copolymer based on alkyl esters of methacrylic acid and a five-stage emulsion graft copolymer |
-
2000
- 2000-11-30 RU RU2000130079A patent/RU2184125C1/en not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-11-26 WO PCT/US2001/044335 patent/WO2002044290A2/en not_active Application Discontinuation
- 2001-11-26 AU AU2002226985A patent/AU2002226985A1/en not_active Abandoned
- 2001-11-29 AR ARP010105558A patent/AR031770A1/en not_active Application Discontinuation
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9061900B2 (en) | 2005-12-16 | 2015-06-23 | Bridgestone Corporation | Combined use of liquid polymer and polymeric nanoparticles for rubber applications |
US8288473B2 (en) | 2005-12-19 | 2012-10-16 | Bridgestone Corporation | Disk-like nanoparticles |
US8957154B2 (en) | 2005-12-19 | 2015-02-17 | Bridgestone Corporation | Disk-like nanoparticles |
US8877250B2 (en) | 2005-12-20 | 2014-11-04 | Bridgestone Corporation | Hollow nano-particles and method thereof |
US10023713B2 (en) | 2005-12-20 | 2018-07-17 | Bridgestone Corporation | Hollow nano-particles and method thereof |
US8697775B2 (en) | 2005-12-20 | 2014-04-15 | Bridgestone Corporation | Vulcanizable nanoparticles having a core with a high glass transition temperature |
US8541503B2 (en) | 2006-07-28 | 2013-09-24 | Bridgestone Corporation | Polymeric core-shell nanoparticles with interphase region |
RU2458084C2 (en) * | 2006-07-28 | 2012-08-10 | Бриджстоун Корпорейшн | Polymer nanoparticles, having 'nucleus-shell' configuration and containing interphase region |
US8410225B2 (en) | 2006-12-19 | 2013-04-02 | Bridgestone Corporation | Fluorescent nanoparticles |
US8846819B2 (en) | 2008-12-31 | 2014-09-30 | Bridgestone Corporation | Core-first nanoparticle formation process, nanoparticle, and composition |
US9631056B2 (en) | 2008-12-31 | 2017-04-25 | Bridgestone Corporation | Core-first nanoparticle formation process, nanoparticle, and composition |
US9062144B2 (en) | 2009-04-03 | 2015-06-23 | Bridgestone Corporation | Hairy polymeric nanoparticles with first and second shell block polymer arms |
US9493601B2 (en) | 2009-04-03 | 2016-11-15 | Bridgestone Corporation | Hairy polymeric nanoparticles with first and second shell block polymer arms |
US9115222B2 (en) | 2009-12-29 | 2015-08-25 | Bridgestone Corporation | Well defined, highly crosslinked nanoparticles and method for making same |
US9428604B1 (en) | 2011-12-30 | 2016-08-30 | Bridgestone Corporation | Nanoparticle fillers and methods of mixing into elastomers |
US10407522B1 (en) | 2011-12-30 | 2019-09-10 | Bridgestone Corporation | Nanoparticle fillers and methods of mixing into elastomers |
US11505635B2 (en) | 2011-12-30 | 2022-11-22 | Bridgestone Corporation | Nanoparticle fillers and methods of mixing into elastomers |
RU2717795C2 (en) * | 2013-08-22 | 2020-03-25 | Басф Се | Method of producing emulsion polymers |
RU2670753C1 (en) * | 2014-02-04 | 2018-10-25 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Acrylic aqueous dispersions for coating containers |
US10597477B2 (en) | 2014-09-19 | 2020-03-24 | Basf Se | Finely divided aqueous emulsion polymers and use thereof for hydrophobic coatings |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AR031770A1 (en) | 2003-10-01 |
AU2002226985A1 (en) | 2002-06-11 |
WO2002044290A2 (en) | 2002-06-06 |
WO2002044290A3 (en) | 2003-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2184125C1 (en) | Aqueous heteropolymeric dispersion for preparing covers and method of its preparing | |
KR102027935B1 (en) | Alkali soluble resin, manufacturing method of the same and emulsion polymer including alkali soluble resin | |
US20070155892A1 (en) | Emulsion polymers having multimodal molecular weight distributions | |
DE4439457A1 (en) | Aqueous polymer dispersion | |
AU2012312653B2 (en) | Hydroxyethyl cellulose grafted acrylic latex | |
JPH09328502A (en) | Water-base polymer dispersion as binder for nonblocking, scratch-resistant elastic coating material | |
US5916963A (en) | Water-based resin dispersion and process for the production thereof | |
JPS59138272A (en) | Thermosettable paint composition | |
CA2286855C (en) | Aqueous self-crosslinking copolymer dispersions, a process for preparing them and their use in binders for coating materials | |
JPH0543727B2 (en) | ||
JP2010180398A (en) | Resin emulsion for sealer and method for producing the same | |
US8013081B2 (en) | Method for preparing polymer particles | |
JP2010518210A (en) | Method for producing aqueous polymer composition using water-soluble radical chain regulator | |
CN107406557A (en) | Aqueous polymer emulsion | |
JPS6215586B2 (en) | ||
JPH03227312A (en) | Stable cold crosslinkable emulsion and production thereof | |
JPS62241901A (en) | Production of self-dispersed water-based resin | |
JP2015218232A (en) | Synthetic resin emulsion for aqueous coating composition | |
CA1296461C (en) | Aqueous dispersions | |
JP2000169510A (en) | Aqueous resin dispersion | |
AU666679B2 (en) | Method for lowering latex dilatancy | |
JPS63258913A (en) | Hardening water-based resin dispersion | |
CN108431140B (en) | Graft copolymer and composition thereof | |
JPH1129608A (en) | Production of ultramicro particular aqueous resin emulsion | |
KR100364526B1 (en) | Preparation method of metal surface treatment agent |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091201 |