CS251442B1

CS251442B1 - Vodné disperze akrylových kopolymerů

Info

Publication number: CS251442B1
Application number: CS858889A
Authority: CS
Inventors: Jindrich Klugar; Frantisek Juracka; Miroslav Mach; Dana Blazkova; Alena Pivonkova
Original assignee: Jindrich Klugar; Frantisek Juracka; Miroslav Mach; Dana Blazkova; Alena Pivonkova
Priority date: 1985-12-05
Filing date: 1985-12-05
Publication date: 1987-07-16
Also published as: CS888985A1

Abstract

Účelem řešeni je získání filmů z těchto disperzí připravených vykazujících elastomerní chování v rozmezí teplot - 40 až + 150 °C a dokonalé vyvážení adheze a koheze. Dosáhne se toho použitím disperze, která obsahuje 40 až 65 % hmot. kopolymeru připraveného emulzní kopolymerací 2-ethylhexylakrylátu, butylakrylátu, ethylakrylátu, kyseliny akrylové, methakrylamidu a hydroxyethylmethakrylatu.

Description

Vynález se týká vodných disperzí akrylových kopolymerů. Tyto disperze mají široké uplatněni v textilním a automobilovém průmyslu a dále ve stavebnictví.

Akrylové kopolymery vykazují velmi dobré plastoelastické vlastnosti, stálost vůči povětrnostním vlivům, odolnost proti vyšším a nižším teplotám, náhlým teplotním změnám a chemickou stálost, zejména vůči alkáliím. Vodné disperze akrylových kopolymerů jsou připravovány emulzní kopolymerací různých esterů kyseliny akrylové a methakrylové, těchto kyselin a případně dalších komponent, jako např. styrenu / jap. pat. 51 103 955, 52 074 624 /, methylolakrylamidu / bel. pat. 788 440 /, vinylesteru kyseliny monochloroctové / hol. pat. 7306 531 /, vinylchloridu / jap. pat. 49 115 195 / a akrylonitrilu / NSR pat. 2 906 968, 2 636 970, 2 636 863 /. Tyto vodné disperze akrylových kopolymerů v převážné většině obsahují některé monomery, hlavně akrylonitril, které zhoršují pracovní prostředí při přípravě disperzí a při manipulaci s výchozími surovinami. Filmy připravené z těchto disperzí ma jí nižší přilnavost k podkladům, přičemž adhezní vlastnosti jsou zpravidla zvyšovány na úkor koheze filmu z disperze. Tyto disperze mají rovněž omezenou působnost při teplotách nad 60 °C, nebot při překročení této hranice dochází k výraznému plastickému toku.

Uvedené nedostatky odstraňuje předložený vynález*, jehož předmětem jsou vodné disperze akrylových kopolymerů. Podstata tohoto vynálezu spočívá v tom, Že disperze obsahují 40 až

251 442 % hmot. kopolymeru připraveného emulzni kopolymerací 25 až 60 hmot. dílů 2-ethylhexylakrylátu, 10 až 60 hmot. dílů butylakrylátu, 5 až 40 hmot, dílů ethylakrylátu,. 2 až 7 hmot. dílů kyseliny akrylové, 0,5 až 5 hmot. dílů methakrylamidu a 0,5 až 8 hmot. dílů hydroxyethylmethakrylátu.

Předností disperzí podle předloženého vynálezu je především dokonalé vyvážení takových vlastností jako jsou adheze a koheze. Filmy z těchto disperzí připravené vykazují elastomerní chování v rozmezí teplot -40 až *150 °C, nedochází tedy u materiálů z těchto disperzí připravených k plastickému toku v uvedeném teplotním rozsahu a přiměřeném namáhání. Této přednosti je dosaženo chemickým vysíťováním funkčních skupin obsažených v kopolymerním systému.

Jako povrchově aktivní látky, emulgátory, se s výhodou používají 30 až 33% vodné roztoky, jako např. ethoxylpvané nonylfenoly, alkylpolyethylenglykolethery, soli esterů kyseliny sulfojantarové apod. Takovéto látky zabezpečují stabilitu výchozí emulze monomerů a přispívají ke stabilitě konečné disperze kopolymeru akrylových monomerů. Zajišťují dostatečnou polymerační rychbst i velikost částic, nízkou pěnivost disperze a zvyšují snášenlivost s různými komponentami při formulacích.

Jako iniciační systém se osvědčuje nejčastěji v emulzni kopolymeraci používaný redoxní systém peroxodisíran draselný nebo amonný a disiřičitan sodný nebo draselný v hmotnostním poměru 1 : 0,4 až 0,6 a v množství 0,02 až 0,8% hmotnosti směsi monomerů.

Vodné disperze akrylových kopolymerů podle vynálezu jsou mléčné kapaliny, lehce tekoucí, nezpěněné s viskozitou 20 až 200 mPa.s, v tenké vrstvě v procházejícím světle průsvitné, pravidelně schnoucí v transparentní bezbarvý silně lepivý film. Velikost částie disperze je menší než 0,3 yum.

Předmět vynálezu je dále doložen následujícími příklady provedení.

Příklad 1

251 442

Do reaktoru se předloží 15 hmot. dílů destilované vody, obsahující 0,009 hmot. dílu rozpuštěného FeS0^.7H₂0. Reaktor se vyhřeje na 55 °C a vypláchne dusíkem. V 60 hmot. dílech destilované vodyfce rozpustí 0,4 hmot. dílu polyvinylalkoholu / Mo* wiol 4-88 / a 7 hmot. dílů alkylfenolpolyethylenglykolethersulfátu amonného / Fenopon EP 11 0 / a v roztoku se zemulguje homogenní směs monomerů sestávající z 50 hmot. dílů 2-ethylhexylakrylátu, 18 hmot. dílů butylakrylátu, 17 hmot. dílů ethyakrylátu, 5 hmot. dílů kyseliny akrylové, 2 hmot. dílů methakrylamidu a 8 hmot. dílů hydroxyethylmethakrylátu. K emulzi se přidají 2 hmot. díly ethoxylovaného nonylfenolu / Disponil NP 20 / a emulze se mícháním zhomogenizuje. Ve 3 hmot. dílech vody se rozpustí 0,35 hmot. dílu peroxodisíranu amonného a ve 3 hmot. dílech vody se připraví roztok dvojsiřičitanu draselného. K předehřáté vodě v reaktoru se začne současně za míchání přikapávat uvedená emulze monomerů a roztoků iniciátorů tak, aby byla udržena v reaktoru teplota 55 až 60 °C a aby byly jak emulze, tak i roztoky ihiciátorů dávkovány pravidelně a v odpovídajícím poměru. Po ukončení příkapu se zvýši teplota v reaktoru na 70 °C a zvolna se přikape roztok 0,1 hmot. dílu peroxodisíranu amonného v 0,5 hmot· dílu vody a disperze se míchá při teplotě 70 ⁰po dobu 1 h a při 80 °C ještě 1 h a pak se ochladí na 25 až 30 a zvolna se přidá 0,7 hmot· dílu 12% roztoku čpavku. Disperze se homogenizuje 30 minut mícháním.

Získaná disperze je mléčná kapalina, , bez koagulátu a má následující vlasthosti :

sušina 54,5 % hmot· pH 4 konzistence 30 s/4mm/2Q °C

Příklad 2

Postupuje se jako v přikladu 1 s tím rozdílem, že do reaktoru se předloží 7 hmot. dílů destilované vody obsahující 0,004 hmot. dílu rozpuštěného FeSO^.7H₂O a vyhřeje se na 80 °C. Emul4

251 442 ze monomerů sestávající z 25 hmot· dílů 2-ethylhexylakrylátu, hmot· dílů butylakrylátu, 5 hmot. dílů ethylakrylátu, 6 hmot. dílů kyseliny akrylové, 4,5 hmot. dílů methakrylamidu a 0,5 hmot· dílu hydroxyethylmethakrylátu se disperguje v roztoku 0,5 hmot. dílu polyvinylalkoholu / Mowiol 4-88 / a 3,8 hmot. dílů nonylfenolpentaethylenglykolethersulfátu sodného / Disponil AES 60 / ve 40 hmot· dílech destilované vody a k vytvořené stálé emulzi se přidá 3,5 hmot. dílů ethoxylovaného nonylfenolu / Disponil N NP 20 / a emulze se zhomogenizuje mícháním. Lávkuje se do reaktoru současně a v odpovídajících objemových proporcích s roztoky iniciátorů ( 0,62 hmot. dílu peroxodisíranu amonného ve 3,5 hmot. dílech destilované vody a 0,24 hmot. dílu dvijsiřičitanu sodného ve stejném objemu vody )₀ Reakční teplota během příkapu se udržuje na 78 í 2 °G, Po ukončení příkapu se disperze míchá při téže teplotě ještě 1 h a přidá se roztok 0,2 hmot. dílu peroxodisíranu amonného v 0,5 hmot· dílu vody a míchá se další hodinu při teplotě výše uvedené, načež se obsah reaktoru ochladí na 25 až 30 °C a přidá se 0,8 hmot. dílu 12% roztoku čpavku. Získaná mléčná homogenní disperze má tyto vlastnosti:

sušina 64,5 % hmot.

pa 3,5 konzistence 36s/4mm/20 °C

Příklad 3

Postupuje se stejně jako v příkladu 1 s tím rozdílem, že do reaktoru se předloží 21 ,5 hmot. dílů vody s obsahem 0,012 hmot. dílu PeSO^.THgO a vyhřeje se na 80 °C. Emulze se připraví dispergaci směsi monomerů sestávající z 25 hmot. dílů 2-ethylhexylakrylátu, 34,5 hmot. dílů butylakrylátu, 37 hmot. dílů ethylakrylátu, 2 hmot. dílů kyseliny akrylové, 0,5 hmot. dílu methakrylamidu a 1 hmot. dílu hydroxyťfchylmethakrylátu v roztoku 0,6 hmot. dílu polyvinylalkoholu / Mowiol 4-88 / a 3 hmot. dílů disodné soli parciálního ethoxylovaného esteru kyseliny sulfojantarové / Disponil SUS 87 / ve 130 hmot. dílech vody.

251 442

K homogenní emulzi ee pak přidají 4 hmot. díly alkyarylpolyethylenglykoletheru / Disponil AAP 43 / a emulze se zhomogenizuje. 0,1 hmot. dílů peroxodisíranu amonného ve 2 hmot. dílech vody a 0,05 hmot· dílu disiřičitanu draselného ve 2 hmot. dílech vody se společně s emulzí pravidelně dávkují v odpovídajících objemech do reaktoru, přičemž teplota reagující disperze se udržuje na 85 až 90 °C· Dopolymeraci zajistí příkap 0,1 hmot. dílu peroxodisíranu amonného v 0,5 hmot. dílu vody. Po ochlazení se upraví pH přídavkem 0,5 hmot· dílu 12% roztoku čpavku.

Mléčná homogenní disperze má tyto vlastnosti :

sušina 40 % hmot.

pH konzistence

3,8 s/4mm/20 °C

Příklad 4

Do 13,3 hmot. dílů vody v reaktoru obsahující 0,008 hmot. dílu FeSO^.THgO, vyhřáté na 65 °C se přidává pravidelným proudem emulze připravená z homogenní směsi monomerů sestávající z 60 hmot. dílů 2-ethylhexylakrylátu, 1 0 hmot. dílů butylakrylátu, 17 hmot. dílů ethylakrylátu, 7 hmot. dílů kyseliny akrylové, 1 hmot. dílu methakrylamidu a 5 hmot. dílů hydroxyethylmethakrylátu, dispergované ve vodném roztoku 80 hmot. dílů vody, 0,4 hmot. dílů polyvinylaXkoholu / Mowiol 4 -88 / a 4 hmot. dílů nonylfenolpentaethylenglykolethersulfátu sodného / Etoxon AF 5 / k níž se nakonec přidá 1 hmot. díl nonylfenolpentaethylenglykoletheru / Slovafol 905 / a v náležitých objemových proporcích roztoky iniciátorů sestávající z 0,35 hmot.dílu peroxodisíranu amonného ve 3 hmot. dílech vody a 0,14 hmot. dílu disiřitanu sodného ve 3 hmot. dílech vody. Teplota v reaktoru se udržuje během příkapu na 70 - 2 G. Po ukončení příkapu se teplota udržuje na 70 °C ještě další 2 hodiny. Po 1 hodině míchání se přidá roztok 0,15 hmot. dílu peroxodisíranu amonného ve 0,5 hmot. dílu vody a po ochlazení disperze na 25 až 30 °C se pH upraví příkapem 0,8 hmot. dílu 12% roztoku čpavku.

Mléčná homogenní disperze má tyto vlastnosti :

sušina 51 ,2 % hmot.

pH 4 konzistence 28 s/4mm/20 °C

Claims

Předmět vynálezu

251 442

Vodné disperze akrylových kopolymerů, vyznačující se tím, že obsahují 40 až 65 % hmot. kopolymerů připraveného emulzní kopolymerací 25 až 60 hmot, dílů 2«ethylhexylakrylátu, 1 0 až 60 hmot. dílů butylakrylátu, 5 až 40 hmot. dílů ethylakrylátu,
2 až 7 hmot. dílů kyseliny akrylové, 0,5 až 5 hmot, dílů methakrylamidu a 0j5 až 8 hmot. dílů hydroxyethylmethakrylátu.