CS256521B1

CS256521B1 - Způsob výroby vodnýoh polymerníoh disperzí se sníženým obsahem bublin polymerační atmosféry

Info

Publication number: CS256521B1
Application number: CS866557A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Snuparek; Jiri Kaska; Daniela Frybertova; Jaroslav Tesar; Mojmir Zatloukal; Leopold Formanek
Original assignee: Jaromir Snuparek; Jiri Kaska; Daniela Frybertova; Jaroslav Tesar; Mojmir Zatloukal; Leopold Formanek
Priority date: 1986-09-11
Filing date: 1986-09-11
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS655786A1

Abstract

Je řeěen problém snížení obsahu polymerační atmosféry zahrnované ve formé bublin ve vodnýoh polymerníoh disperzíoh během Jejioh přípravy emulzní polymeraoí. Podstata řešeni spočívá v tom, ze vlastní emulzní polymeráoe a popřípadě i dokončovaoí operace se vedou v atmosféře oxidu uhličitého, jehož bubliny obsažená v disperzi se odstraní následnou úpravou pH produktu při teplotě 20 až 80 °C na hodnotu 6,5 až 10 přídavkem 5 až 30 % vodného roztoku hydroxidu alkalického kovu a/nebo hydroxidu amonného.

Description

(54) Způsob výroby vodnýoh polymerníoh disperzí se sníženým obsahem bublin polymerační atmosféry

Vynález se týká způsobu výroby vodných disperzí polymerů, zejména na bázi kopolymerů styrenu, esterů kyseliny akrylové a/nebo methakrylové, akrylamidu, methakrylamidU, kyseliny akrylové a/nebo methakrylové, methylolakrylamidu, methylolmethakřylamidu, alkoxymethylakrylamidu, alkoxymethylmethakrylamidu, vyráběných semikontinuální emulzní polymeraci.

Uvedené kopolymerní disperze se připravují emulzní radikálovou polymeraci iniciovanou zpravidla peroxodisíranem, případně v kombinaci s redukční složkou, jako je disiřičitan, hydrogensiřičitan nebo formaldehydsulfoxylát, a dále v přítomnosti povrchově aktivních látek (J. Šňupárek, L. Formánek: Vodné disperze syntetických polymerů, SNTL Praha, 1972; J. Šňupárek, Makromol. Chem., Suppl. 10/11, 129 - 148, 1985). Viskozita těchto systémů závisí zejména na viskozitě vodné fáze, na obsahu polymerni báze a na distribuci velikostí částic produktu. V případě vyšších obsahů polymerních částic a relativně malých velikostí těchto částic (kolem 100 nm) mají produkty poměrně vysokou viskozitu a jejich reologické chování je nenewtonské s výrazně pseudoplastickým charakterem. Důsledkem tohoto

Teologického chování je zadržování bublin inertní atmosféry v produktu v průběhu výroby, které jsou velmi nesnadno odstranitelné a působí potíže při dalším zpracování dis perzí, zejména při výrobě nátěrových hmot.

Výše uvedený problém řeší předložený vynález, jehož předmětem je způsob výroby vodných polymerních disperzí se sníženým obsahem bublin polymerační atmosféry emulzní póly merací nenasycených monomerů ve vodném prostředí pod inert ní atmosférou v přítomnosti polymeračních iniciátorů, povrchově aktivních látek a případně dalších pomocných aditiv a konečnou úpravou produktu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že vlastní polymerace a popřípadě i dokončovací operace se vedou v atmosféře oxidu uhličitého a jeho bubliny zadržené v disperzi se odstraní následnou úpravou pH produktu při teplotě 20 až 80 °C na hodnotu 6,5 až 10 přídavkem 5 až 30% vodného roztoku hydroxidu alkalického kovu a/nebo hydroxidu amonného.

Oxid uhličitý se nezúčastní polymerační reakce a chová se v reakčním systému inertně. Vyrobená disperze obsahuje před úpravou zpravidla 1 až 3 % obj. zadrženého inertního plynu, což představuje přibližně 10 až 30 1 na tunu výrobku, tj. v případě oxidu uhličitého za normálních podmínek asi 0,5 až 1,5 gmolu tohoto plynu. Po jeho převedení neutralizací hydroxidem alkalického kovu nebo hydroxidem amonným na příslušné uhličitany je množství vzniklých solí v konečném produktu asi 50 až 150 g na 1 tunu výrobku, tj. 0,005 až 0,015 % hmot. Totofenožství elektrolytu neovlivňuje negativně vlastnosti disperze.

Příprava disperze postupem podle předloženého vynálezu probíhá tak, že vlastní polymerace se vede v reaktoru zaplněném oxidem uhličitým. Po skončení polymerace se k reakční směsi při teplotě 20 až 80 °C přidá takové množství hydroxidu alkalického kovu a/nebo hydroxidu amonného ve formě 5 až 30% vodného roztoku, aby hodnota pH produktu byla v rozmezí 6,5 až 10. Vodné hydroxidy se přidávají buS přímo do polymeračního reaktoru nebo do některého z dalších aparátů, jako jsou dochlazovací nebo homogenizační nádrže, přičemž je výhodné pracovat pod atmosférou oxidu uhličitého i v transportních trasách a v těchto přídavných aparátech. Obsah bublin v takto připravené disperzi je podstatně snížen oproti obsahu bublin inertní atmosféry při výrobě disperzí v atmosféře dusíku nebo vzácného plynu a zpravidla nepřesahuje 0,5 % obj.

Způsob výroby disperzí polymerů podle předloženého vynálezu je doložen v následujících příkladech.

Příklad 1

Semikontinuální emulzní kopolymerací 50 % hmot. styrenu, 45 % hmot. butylakrylátu, 2 % hmot· methakrylamidu a 3 % hmot. kyseliny akrylové ve vodném prostředí v reaktoru zaplněném oxidem uhličitým se v přítomnosti povrchově aktivní látky a redukčně oxidačního iniciačního systému připraví při teplotě 80 °C vodná disperze kopolymeru. Po skončení polymerace se při této teplotě upraví pH produktu na hodnotu 8 přídavkem 10% vodného roztoku NaOH. Pak se disperze ochladí na teplotu 40 °C a vypustí přes filtr. Obsah bublin v produktu je menší než 0,5 % obj.

Příklad 2

Disperze kopolymeru podle příkladu 1 se po skončení polymerace ochladí na 40 °C a ještě v reaktoru se upraví přídavkem 27% hydroxidu amonného na hodnotu pH 9. Po dochlazení na 30 °C se produkt vypustí. Obsah bublin je menší než 0,4 % obj.

Příklad 3

Disperze kopolymerů podle příkladu 1 se po skončení polymerace přečerpá do dochlazovací nádrže zaplněné oxidem uhličitým, přičemž i potrubí a filtry se zaplní před čerpáním oxidem uhličitým. V dochlazovací nádrži se produkt ochladí na 20 °C, načež se zneutralizuje 5% vodným roztokem hydroxidu draselného na hodnotu pH 7. Obsah bublin v takto vyrobené disperzi je menší než 0,2 % obj.

Příklad 4

Disperze kopolymerů podle přikladu 1 se po skončeni polymerace ochladí v dochlazovací nádrži na teplotu 40 °C a pak se přečerpá přes filtry do homogenizační nádrže. Dochlazovací i homogenizační nádrž, přečerpávací potrubí, čerpadla i filtry ee předem zaplní atmosférou oxidu uhličitého. Po zhomogenizován! několika takto vyrobených várek se pH produktu upraví přídavkem 12,5^% hydroxidu amonného na hodnotu 8,5. Obsah bublin v produktu je menší než 0,3 % obj.

Příklad 5

Disperze kopolymerů o složení jako v příkladu 1 se po skončení polymerace ochladí v reaktoru na 60 °C a částečně se zneutralizuje 5% vodným roztokem hydroxidu sodného na hodnotu pH 6,5· Potom se disperze přečerpá do dochlazovací nádrže zaplněné oxidem uhličitým, kde. se po ochlazení na 20 °C upraví pH výrobku přídavkem 25% hydroxidu amonného na hodnotu pH 9,5* Obsah bublin ve vyrobené disperzi nepřesahuje 0,2 % obj.

Claims

PŘEDMĚT V ϊ N Á L E Z U

Způsob výroby vodných polymerních disperzí se sníženým obsahem bublin polymerační atmosféry emulzní polymerací nenasycených monomerů ve vodném prostředí pod inertní atmosférou v přítomnosti polymeračních iniciátorů, povrchové aktivních látek a případně dalších pomocných aditiv a konečnou úpravou produktu, vyznačující se tím, že vlastní polymerace a popřípadě i dokončovací operace se vedou v atmosféře oxidu uhličitého, jehož bubliny zahržené v ¹disperzi se odstraní následnou úpravou pH produktu při teplotě 20 až 80 °C na hodnotu 6,5 áž 10 přídavkem 5 až 30% vodného roztoku hydroxidu alkalického kovu a/nebo hydroxidu amonného.