CS220265B1 - Sposob přípravy kopolymérnej polyvinylacetátovej disperzie - Google Patents

Description

220265 3

Vynález sa týká sposobu přípravy kiopo-lymérnej polyvinylacetátovej disperzie nabáze vinylacetát-n-butyl-akrylát.

Kopolymérne polyvinylacetátove disperzie,čil už s estermi kyseliny akrylové], aleblo iný-mi komionomérmi sa zvyčajne pripravujú zapioužltia emulznej polymerizácie. Přitom vo lunkcii emulgátor o v a ochran-ných koloidov sa používajú rožne látky a-nioaktívnehto a neionogénneho charakteru,ktoré sú najčasitejšie reprezentovaná poly-vinylalkioboliom, připadne derivátnii etylén-oxidu s propylénoxidom, připadne alkylpo-lyglykoléterom. Súčasťou polymerizačnýchsystémiov sú i iniciátory, účinnost ktorýchsa zvyšuje použitím róznych aktivátorov.Ovplyvňiovať vlastnosti pripravenej disperzieje možné i přídavkem dalších miodlfikač-ných činidiel, ktoré sa spravidla pridávajúuž k hotovej disperzii za účelom dosiahnu-ťia požadovaných Specifických vlastností. Píoiužiitie kopolymérnych polyvinylacetátio-vých disperzii v sektore stavebníctva, hlav-ně v exteriérech, kladie n,a kvalitu disper-zi] vysoké nároky. Sú sledované nielen vlast-nosti disperzi© akio takej, ale sleduje sa ikvalita polymérneho filmu z nej vytvořené-ho sušením za definovaných podmienok. Po-žadujúce hodnoty nasledovných vlastností:mrazuvzdornosť, minimálna filmotvorná tep-lota, viskozita, Odolnost v alkalickej hyd-rlolýze, nasiakaivosť filmu vo vodě, lepivostfilmu, stupeň zbelenia filmu, oteruvzdor-nosť filmu za mokra a iné.

Nevýhodou doteraz známých a používa-ných postupov na přípravu takýchto disper-zií je skutočnosť, že ani jeden z nich nepo-skytuje disperziu, ktorá kvalitou v celomrozsahu zodpovedá požiadavkám pre použi-tie v stavebníctve, hlavně v exteriéroch.Určité zlepšeni© prináša CS AO č. 207 531,ktoré vymedzením vzájemného poměru o-chranného koloidu (polyvinylalkoholuj aneionogénneho emulgátora (alkylpolygly-koléteruj a ich celkového množstva vztaho-vaného na monomérnu zmes, za použitiaperoxidického iniciačného systému, sposo-buje zvýšenie oteruvzdornosti filmu za mok-ra i odolnost voči účinkom alkalického pro-stredia.

Ukázalo sa, že toto zvýšenie nie je všakdostačujúce, pričom najvačším nedostatkomje kolísanie uvedeného parametra (oteru-vzdornosti j v značnom rozsahu smerom knízkým hodnotám, čo može byť sposobenépoužitím iniciačným systémom, ktorý je cit-livý voči posobeniu róznych technologic-kých činitefov. Nedostatkom zostáva i na-ďalej nevyhovujúca lepivost filmu, stupeňjeho zbelenia a kolísanie minimálnej filmo-tvornej teploty smerom k nežiadúcim hod-notám.

Uvedené nedostatky odstraňuje předmětný vynález, podlá ktorého sa příprava kopoly- mérnej polyvinylacetátovej disperzie usku- točňuje kopolymerizáciou monomérnej zme- si vinylacetát-n-butyl-akrylát v prostředívodnej fázy, obsahujúcej polyvinylalkoholako ochranný koloíd a alkylpolyglykoléterako neionogénny emulgátor účinkom pero-xiodvojsíramového iniciačného systému vy-značujúci sa tým, že zmes monomérov, kte-rých vzájomné hmotnostně zloženie je urče-né poměrovým číslom 3,5 až 5,7 v prospěchvinylacetátu sa započne přidávat do vod-nej fázy, pripravenej rozpuštěním celéhomnožstva ochranného koloidu a emulgáto-ra, pri teplotách nad 66 °C, pričom teplotareagujúcej zmesi nepresiahne v celom prie-behu přípravy 85 °C. Přidává sa jednorázo-vá, alebo na vlac krát 0,075 až 0,125 % hmot-nostných peroxodvojsíranu draselného, sod-ného, alebo amonného a po ukončení kopo-lyrnerizácie, ochladení disperzie sa za stá-lého miešania upraví pH na hodnotu 4 až 6a přidá sa 0,1 až 0,8 % hmotnostných ety-lénglykolu a 0,2 až 1,0 % hmotnostně koa-lescenčného činidla ako' je benzylalkohol,butyldiglykolacetát, alebo ich zmesi. Per-centuálně zastúpenie zložiek je vztahovanéna celkovú hmotnost disperzie. Výhodou uvedeného postupu oproti dote-raz používaným (i v samotnom AO číslo207 531) je, že vytvořením vodnej fázy z ce-lého množstva použitých zložiek emulzné-ho systému, teda bez ich dálšieho přídavkuv priebehu polymerizácie a za použitia pe-roxodvojsíranového iniciačného systému akoaj vhodného poměru komonomérov sa vy-tvoria podmienky pre vznik polymérnýchčastíc o takej velkosti a jej distribúcie, akoaj štruktúry polyméru, ktoré priaznivo o-vplyvňujú homogenitu polymérneho filmuvytvořeného z disperzie a tým i jeho apli-kačně vlastnosti v žiadanom smere. Ďalej uvedené příklady bližšie objasňujúpredmet vynálezu, avšak ho tým nijako ne-obmedzujú. Příklad 1

Do polymerizačného reaktora sa načer-pá 144,3 1 parného kondenzátu a přidá sak němu 101,5 kg 15'% roztoku polyvinylal-koholu o molekulovej hmotnosti danej K--hodnotou rovnej 50 + 5 vypočítanej podláFickentschera, obsahom zostatkových ace-tátových skupin 12 až 16 % hmotnostnýcha měrnou vodivostem max. 350 . cm-1 (obchodného názvu Sloviol R). Súčasne sado reaktora přidá 150 kg 14% roztoku alkyl-polyglykoléteru charakterizovaného obsa-hom etylénoxidu 90 + 3 % hmotnostnýcha poměrným číslom vyjadrujúcim hydrofil-no — lipofilnú rovnováhu 16 až 20 (obchod-ného názvu Slovasol 2430).

Vodná fáza, ktorá je takto připravená, savyhřeje na 69 °C a privedie sa 1/20, tj. 5 %celkového množstva zmesi monomérov zlo-ženia 80 % hmotnostných vinylacetátu a20 % hmotnostných n-butylakrylátu, čo ob-jemové činí 21 litra. Po 5 až 10 minútach 220265 emulgácie sa přidá prvá dávka iniciátorav množstve 12 1 5% roztoku K2S2O8.

Vplyvom reakcie teplota v reaktore začnestúpať. Po dosiahnutí teploty 72 až 73 °C sazačne kontinuálně dávkovat zmes monomé-rov, čo trvá 240 minut, pričom teplota ná-sady rovnoměrně stupa na 85 °C. V 180 mi-nuté dávkovania sa přidá k násadě druhádávka 5% roztoku iniciátora v množstve4 1.

Po skončení dávkovania zmesi monomé-rov udržuje sa disperzia pri uvedenej tep-lotě 85 °C počas 45 až 60 minút. Za tentočas zreagujú volné monomery a potom saobsah reaktora ochladí na 30 °C. Po vychla-dení sa k disperzii přidá 0,72 kg 25% roz-toku NH4OH za účelom úpravy pH, 0,8 kgetylénglykolu a 1,6 kg benzylalkoholu. Podokonalom zmiešaní sa disperzia plní doobalov. Příklad 2

Postup přípravy ako v příklade 1 s týmrozdielom, že sa použije 101,5 kg 15% roz-toku polyvinylalkoholu, 150 kg 11,73% roz-toku alkylpolyglykoléteru a 6,4 kg etylén-glykolu. Iniciátor peroxodvojsíran sa použi-je na 4krát, pričlom prvá dávka činí 8 15% roztoku. Ďalšia část sa použije v 60,180 a 220tej minúte od začiatku dávkova-nia zmesi monomérov a robí vědy 1,6 1 5%roztoku. Příklad 3

Postup přípravy a množstvá jednotlivých užitie.zložiek polymerizačného systému ako v prí-

Tabulka č. 1 klade 1 s tým rozdielom, že zloženie zme-si monomérov je 85 % hmotnostných vinyl-acetátu a 15 % hmotnostných n-butylakry-látu a benzylalkohol sa přidá v množstve8 kg. Příklad 4 _ • - . .. ... (

Postup přípravy a množstvá jednotlivýchzložiek polymerizačného systému ako v pří-klade 1 s tým rozdielom, že iniciátor pe-roxodvojsíran sa použije jednorázovo na za-čiatku polymerizácie v množstve 16 1 15%vodného roztoku. P r í k 1 a d 5

Postup přípravy a množstvá jednotlivýchzložiek polymerizačného systému ako v pří-klade 1 s tým rozdielom, že namiesto 1,6 kgbenzylalkoholu sa použije rovnaké množst-vo butyldiglykolacetátu. Připravené disperzie hodnotené z hladiskanárokov na použitie v stavebníctve vykazo-vali kvalitativně hodnoty uvedené v tabul'-ke č. 1, ktoré sa podstatné nemenia v prie-behu 6 mesiacov od přípravy disperzie.

Dosiahnuté kvalitativně ukazovatele zod-povedajú súčasným najvyšším požiadavkámkladených na použitie předmětných disper-zií v stavebníctve, najma na přípravu von-kajších nátěrových a nástrekových hmot,omietkových a polymércementových zmesi. Připravená disperzia je vhodná tiež akotextilný pomocný prípravok a surovina prepřípravu disperzných lepidiel pre rozině po-

Vlastnosti připravených disperzii

Parameter 1 2 Příklad 3 4 5 sušina (% hmot.'] 52,2 51,7 52,4 51,9 52,1 odolnost voči elektrl. v y h 1 0 v u j e mrazuvzd. (cykly pri —5°C] 5 5 5 5 5. odolnost voči zvýšenej teplete (cykly pri -(- 60 °C] 5 5 5 5 5 peniviosť (% objemové) 30 38 48 37 40 min. filmotvor. teplota °C + 4 +3 + 2 + 3 + 3 mechanická stabilita vyh< 0 v u j e viskozita (mPa. s) 1700 1000 1600 1540 1450 hodnota pH 5,1 5,0 4,9 4,8 5,0 alkal. odolnost (% hmot.) 19,7 20,0 15,0 16,1 17,3 nasiakavosť filmu vo vodě (% hmot.) 45,4 49,1 48,3 46,7 47,2 lepivost filmu (g) 10 100 100 10 10 difúzia pár vody cez film (μ) 2900 2520 3800 2780 2860 stupeň zbelenia filmu A A B A B otěr filmu za mokra (min.) 60 45 45 45 50 ťažnosť filmu (%')' 1000 720 760 860 950 zostat. monomer (% hmot.) 0,52 0,47 0,57 0,80 0,60 velkost častíc (nm) 170 140 150 164 166 obsah koagulát. (% objem.) 0 0 0 0 0

Claims (1)

1. 220265 PREDMET SpQsob přípravy kopolymérnej polyvinyl-acetátovej disperzie, kopolymerizáciou mo-nomérnej zmesi vinylacetát-n-butylakrylátv prostředí vodnej fázy, obsahujúcej poly-vinyíalkoboi ako ochranný koloid a alkyl-polyglykoléter ako neionogénny emulgátorúčinkom peroxodvojsíranového iniciačnéhosystému vyznačujúci sa tým, že zmes mono-mérov, ktorých vzájomné hmotnostně zlo-ženie je určené poměrovým číslom 3,5 až 5,7 v prospěch vinylacetátu sa započne při-dávat do vodnej fázy, pripravenej rozpuš-těním celého množstva ochranného koloidua emulgátora, pri teplotách nad 66 °C, pri- VYNÁLEZU čom teplota reagujúcej zmesi nepresiahnev celom priebehu přípravy 85 °C, pričom sapřidává jednorázové alebo na viackrát0,075 až 0,125 % hmotnostných peroxodvoj-síranu draselného, sodného alebo amonné-ho a po ukončení kopolymerizácie, ochla-dení disperzie sa za stálého miešania upra-ví pH na hodnotu 4 až 6 a přidá sa 0,1 až0,8 % hmotnostných etylénglykolu a 0,2 až1,0 % hmotnostného koalescenčného činid-la ako je benzylalkohol, butyldiglakolacetátalebo ich zmesi, pričom percentuálně zastú-penie zložiek je vztahované na celkováhmotnost disperzie. Sevorografia, n, p., Závod 7, Most Cena 2,40 Kčs,