CS247971B1 - Způsob isolace polymerů typu ABS pryskyřic - Google Patents

Abstract

Způsob izolace roubovaných kopolymerů typů ABS pryskyřie z latexů koagulací elektrolytem za zvýšených teplot, při němž se za účelem zlepšení zpracovatelnosti koagulátu v dalších technologických operacích koagulace provádí za přítomnosti vodorozpustného polymeru v množství 0,02 až 2 % hmotnostních na sušinu latexu.

Description

Vynález se týká izolace roubovaných polymerů typu ABS pryskyřic z jejich latexů. Roubované kopolymery typu ABS pryskyřic se připravují roubováním polymeru, který je za normální teploty ve sklovitém stavu a obvykle má teplotu skelného přechodu T_g 90 až 120 °C, na polymer, který je ze normální teploty v k8učukovitém stavu a má obvykle T v rozmezí - 100 až 0 °C. ⁸

Roubování je nejčastéji prováděno pomocí emulzní, suspenzní nebo blokové polymerace a získaný polymer je pak izolován, sušen a po případné úpravě přídavkem vhodných aditiv expedován.

V případě použití techniky emulzní polymerace se izolace polymeru z latexu provádí přídavkem činidel, která způsobují destabilizaci latexových částic, např. vodorozpustnými solemi sodnými, vápenatými, hořečnatými nebo hlinitými, která mohou být přidána v kombinaci s kyselinami, jež rozkládají přítomný emulgační systém (např. solnou nebo octovou). Použitý elektrolyt může obsahovat též některé povrchově aktivní složky, které reagují s povrchově aktivní částí emulgátoru.

Forma vznikajícího koagulátu je jedním z faktorů, které determinuji množství zadržovaných nepolymerních příměsí a vody v polymeru respektive ovlivňuji následující proces suěení a kvalitu izolovaného polymeru.

Pro získání koagulátu vhodného pro dalěí technologické zpracování je podle čs. AO 173 244 nutno koagulaci provádět při teplotě vyšěí než tzv. tepelný práh koagulace, který je charakteristický pro daný latex. Význam pojmu teplotní práh koagulace (tpk) je blíže objasněn v citovaném čs. AO 173 244.

Tato teplota tpk se obvykle pohybuje v blízkosti teploty T& sklovité složky koagulovaného polymeru. Je známo, že koagulační teplotu, potřebnou pro získání koagulátu, vhodného pro další zpracování, je možno snížit, provádí-li se koagulace podle čs. AO 209 716 po předchozím přídavku 0,5 až 10 hmotnostních dílů změkčovadla do latexu, (vztaženo ne 100 hmotnostních dílů polymeru) nebo podle čs. AO 227 842 po přídavku specifických typů emulgátorů.

Nevýhodou známých způsobů koagulace latexů polymerů typu ABS pryskyřic je skutečnost, že následující technologické kroky, zejména suěení koagulátu, jsou energeticky a surovinově, náročné. Koagulát v důsledku své struktury poměrně obtížně schne a z bezpečnostních důvodů je obvykle nutno suěení provádět v inertní ntmosféře.

Nevýhody známých způsobů značně omezuje způsob podle vynálezu, podle něhož se roubované polymeru typu ABS pryskyřic izolují z latexů koagulací za zvýšené teploty působením elektrolytu tak, že se koagulace provádí ze přítomnosti 0,02 ež 2 % hmotnostních vodorozpustného polymeru s molekulovou hmotností 10 000 až 2 000 000 na sušinu latexu.

Roubovanými kopolymery typu“ABS pryskyřic se ve smyslu tohoto vynálezu rozumí kopolymery připravené emulzní polymerací jednoho nebo několika monomerů, jejichž polymer mé vyšší teplotu skelného přechodu T^ než 80 °C, za přítomnosti latexu elastomerů s teplotou T& nižší než 25 °C, přičemž část polymeru s teplotou skelného přechodu ned 80 °C nebo část elastomeru může být ve formě latexu připravena odděleně a před izolací smíchána s latexem roubovaného kopolymeru.

Nejobvyklejšími případy těchto polymerů jsou vlastní ABS kopolymery, připravované polymerací směsi styren-akrylonitril za přítomnosti elastomerního latexu na bázi homo- nebo kopolymerů butadienu. Dále jsou to obdobné kopolymery na bázi kopolymeru styren-akrylnitril a elastomerních akrylátů a obdobné polymery, v nichž je akrylonitril zčásti nebo úplně nahražen metylmetakrylátem. Jako vodorozpusný polymer může být použit nepř. komerční polyvinylalkohol, deriváty celulózy, polyvinylmetyléter, polyekryláty, polýakrylamid, hydrolyzovaný a ala alkalizovaný kopolymer styren-maleinanhydrid, kopolymery kyseliny akrylové nebo metakrylové se styrenem nebo metylmetaskrylétem, polyvinylpyrolidon, polystyresulfonan dnaselný. Dávkování vodorozpustného polymeru je obvykle nejvhodnější ve formě vodného roztoku, ale v některých případech je možno polymer dávkovet do latexu i ve formě prášku: dávkování lze provádět před, společně nebo elektrolytu, avšak před poklesem teploty latexu, respektive disperze koagulátu pod teplotu, při níž polymer ztrácí schopnost slinutí.

Optimální koagulační teplota, případně teplota dozrávání koagulátu je obvykle o 5 až 30 °G vyšší, než teplota tepelného prahu koagulace podle čs. AO 173 244 bez použití vodorozpustného polymeru.

Výhodou postupu podle vynálezu je vznik koagulátu ve formě, která vykazuje podstatně rychlejší schnutí, nižší zádrž vody při odstřeSování a snížený obsah prachových podílů, které jsou zvlášl nežádoucí z bezpečnostního hlediska. Uvedené vlastnosti koagulátu umožňují snížení výrobních nákladů při zachování nebo zlepšení jakosti produktu.

Přikladl

Latex kopolymeru ABS, obsahující 15 % polybutadienu a 85 % sklovité fáze s poměrem vázaného styrenu a vázaného akrylonitrilů 75/25 hmotnost, jehož sušina byla 27,3 %, byl rozdělen na tři části. První část byly zkoagulována známým postupem podle čs. AO 173 244 při 99 °C přídavkem 0,5 % hmotnostních chloridu vápenatého na sušinu latexu. Druhá část byla koagulována stejné, ale při 115 °G. Třetí část byla koagulována stejně jako druhá část, ale navíc bylo společně a CaClj přidáno 0,3 hmotnostních % hydroxyetylcelulózy s molekulovou hmotností 250 000.

Koagulace byl8 ve věech třech případech provedena v 15 1 nerezovém tlakovém kotlíku s ko vovým míchadlem za stejných podmínek s výjimkou výše uvedených rozdílů. Koagulát z první a třetí části latexu, který byl v zrnité formě, byl dále odstředěn a promyt vodou standardním způsobem. Koagulát získaný z druhé části latexu, byl ve formě kousků o objemu několika cm^ a zčásti byl ulpělý na stěnách reaktoru a na povrchu míchadla ve formě větších slepenců. Tento druh koagulátu byl zcela nevhodný pro další zpracování a jeho vlastnosti proto nejsou déle uváděny.

Koaguláty z první a třetí části latexu obsahovaly po odstředění 28, respektive 21 % vlhkosti. Tyto výchozí materiály byly dále sušeny při 80 °C v laboratorní sušárně při výěce vrst vy 2 cm do obsahu vlhkosi 0,5 %. V případě koagulátu z první části latexu bylo obsahu vlhkosti 0,5 % dosaženo po 3,5 hod. v případě koagulátu z třetí části latexu již po 2,5 hod.

Porovnání výsledků koagulace první části latexu, která byla provedena známým způsobem, s koagulací třetí části latexu, která byla provedena dle vynálezu, ddkládá příznivý vliv tohoto postupu na účinnost odstřelování a rychlost sušení produktu. Koagulace druhé části latexu dokládá, že tohoto účinku není možno dosáhnout pouhým zvýšením koagulační teploty bez přír dávku vodorozpustného polymeru.

Příklad 2

Latex kopolymeru typu ABS pryskyřice s obsahem elastomerní fáze 30 hmotnostních % a obsahem sklovité fáze 70 hmotnostních %, jehož elastomerní fáze obsahovala 50 hmotnostních % polybutylakrylétu a sklovitá fáze obsahovala vázaných 25 hmotnostních % akrylonitrilů, 15 hmotnostních % alfa-metylstyrenu, 55 hmotnostních % styrenu a 5 hmotnostních % kyseliny metakrylové, s celkovým obsahem sušiny 30 %, byl smíchán s vodnou emulzí, obsahující 1 hmotnosní % butylstearátu (vztaženo na obsah sušiny latexu) a rozdělen na 5 části. První byla zkoagu· lována obdobně jako první část latexu z přikladu 1 známým způsobem při teplotě 115 °C. Ostatní části byly koagulovány postupem podle vynálezu, přičemž byly použity různé koagulační teploty a různé vodorozpustné polymery. Získané koaguláty byly zpracovány standardním způsobem a stanoveny doby, potřebné k jejich vysušení na obsah vlhkosti 0,5 %.

Charakteristika koagulací a nalezené sušící doby jsou uvedeny v tebulce 1. Tabulka 1
označení koagulace (příklad - čést latexu)	2 - 1	2-2 2-3 2-4	2 - 5
1) koagulační činidlo (dávka ve hmot. % na sušinu latexu)	1/0,5	1/0,5 11/0,7 ΙΠ/0,2	IV/0,9
koagulační teplota ( °C)	115	130 130 135	125
1) vodorozpuatný polymer	nadáv- kován	V VI VI	VII
dávka vodorozpustného polymeru ve hmot. % na sušinu latexu	0	0,08 0,5 0,8	1,3
doba sušení koagulátu při 80 °C, potřebná k poklesu obsahh'.tVlhkosti na 0,5 % hmot. (h)	4,8	2,8 3,2 2,5	3,3

υ

I .... chloiid vápenatý

II ... chlorid horečnatý

III .. směs síranu hlinitého s cetylpyridinium bromidem v hmotnostním poměru 9- : 1

IV ... směs chloridu hořečnatého a kyseliny octové v hmotnostním poměru 1 : 1

V .... směs khpolymeru styren-maleinanhydrid s molekulovou hmotností 390 000, ve formě sodné soli produktu jeho hydrolýzy, se sodnou solí kopolymeru kyseliny metakrylové s metylmetakrylátem v hmotnostním poměru 1:1a molekulovou hmotností 150 000

VI ....polyvinylpyrolidon s molekulovou hmotností 65 000

Vil .. polyetylenoxid s molekulovou hmotností 1 600 000 ve směsi s polyvinylalkoholěm s molekulovou hmotností 30 000 v hmotnostním poměru 1 : 1

Příklad S. 2 dokládá, že k dosažení žádoucího účinku je možno použít různých druhů vodorozpustných polymerů s širokým spektrem molekulových hmotností a že tento účinek není obecně vázán na určitý druh koagulačního činidla. Celkově vyěěí hladina vhodných koagulačníhh teplot v případě latexu z příkladu 2 souvisí s vyěěí teplotou T_g poiymerní sklovité fáze ve srovnání s latexem použitým v příkladu 1. Příklad 2 dále dokládá, že účinku postupu dle vynálezu není obecně překážkou přítomnost změkčovadel v koagulovaném systému.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob izolace roubovaných kopolymerů typu ABS pryskyřic z jejich latexů koagulací za zvýšené teploty působením elektrolytu, vyznačený tím, že se koagulace provádí za přítomnosti C,02 až 2 % hmotnostních vodorozpustného polymeru s molekulovou hmotností 10 000 až 2 000 000 na sušinu latexu.