CS256688B1

CS256688B1 - Způsob izolace polymerů typu ABS pryskyřic

Info

Publication number: CS256688B1
Application number: CS86313A
Authority: CS
Inventors: Dusan Konecny; Vera Konecna; Ladislav Rosik; Josef Svarc; Jiri Pavlicek; Vojen Ocenasek
Original assignee: Dusan Konecny; Vera Konecna; Ladislav Rosik; Josef Svarc; Jiri Pavlicek; Vojen Ocenasek
Priority date: 1986-01-15
Filing date: 1986-01-15
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS31386A1

Abstract

Způsob izolace polymerů typu ABS pryskyřic, vyrobených polymerací ve vodné disperzi, při kterém se za účelem zlepšení vlastností produktu a charakteristik procesu dávkuje do disperze činidlo obecného vzorce RSCH2CH2CO2M, kde R je alkyl se 4 až 18 atomy uhlíku a M je alkalický kov nebo ve specifikovaném množství.

Description

Vynález se týká způsobu izolace polymerů typu ABS pryskyřice, vyrobených polymerací ve vodné disperzi za přítomnosti povrchově aktivních látek. V závislosti na výsledné velikosti dispergovaných polymerních částic jsou tyto disperze označovány jako latexy nebo jako suspenze.

Roubované kopolymery typu ABS pryskyřic se připravují roubováním polymeru, který je za normální teploty ve sklovitém stavu a obvykle má teplotu skelného přechodu T 90 až o

120 C, na polymer, který je za normální teploty v kaučukovitém stavu a má obvykle v rozmezí - 100 až 0 °C. Roubování je nejčastěji 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, horečnatými 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. Produkty reakce koagulačního činidla s emulgátorem (např. kyselina stearová nebo stearát vápenatý) zůstávají pak z větší, či menší části v polymeru jako nepolymerní příměsi.

V případě použití techniky suspenzní polymerace se k izolaci polymeru z disperze obvykle využívá sedimentace suspendovaných perliček v odstředivce? stabilizační systém suspenze bud zůstává rovněž jako nepolymerní příměs v produktu, nebo se vymývá přebytkem vody.

Vzhledem k obecné náchylnosti polymerů typu ABS pryskyřic k oxidačnímu stárnutí je obvykle k latexu, ke koagulátu nebo k perličkám před granulaci přidáván antioxidant.

K zajištění potřebné homogenity koncentrace antioxidantu ve hmotě meziproduktů a výsledného produktu je obvykle žádoucí dávkovat antioxidant ve formě vodné emulze jeho roztoku v organickém rozpouštědle. Protože přítomnost nepolymerních složek v produktu je obecně limitována, např. jejich vlivem na tepelnou odolnost a hygienické vlastnosti, je obecně žádoucí, aby přítomné nepolymerní složky příznivě ovlivňovaly současně více než jedinou vlastnost meziproduktů nebo produktu.

Podle čs. AO 227 841 je možno přídavkem 0,05 až 2 hmotnostních % sodné nebo draselné soli karboxylové kyseliny s 8 až 20 uhlíkovými atomy v molekule k ABS latexu, obsahujícímu sulfátové nebo sulfonátové emulgátory, zlepšit barevnou stabilitu výsledného ABS polymeru? přídavek uvedeného činidla současně příznivě ovlivňuje tekutost taveniny produktu. Podle čs. AO 209 716 se provádí koagulace ABS latexu za přítomnosti 0,5 až 10 hmotnostních dílů změkčovadla na 100 hmotnostních dílů polymeru. Při tomto postupu se využívá změkčovadla současně ke zlepšení ekonomických parametrů procesu koagulace a k úpravě tekutosti taveniny.

Podle čs. AO 210 100 se provádí za přítomnosti změkčovadla demonomerizace ABS latexu, což má příznivý vliv na kinetiku, odstraňování nezreagovaných monomerů, na proces koagulace a na tekutost taveniny. Nevýhodou známých způsobů izolace ABS polymerů je skutečnost, že přidávaná činidla nemají významně příznivý vliv na oxidační stabilitu produktu. Tuto nevýhodu odstraňuje způsob izolace polymerů typu ABS pryskyřic dle vynálezu.

Podle vynálezu se polymery typu ABS pryskyřic, vyrobené polymerací ve vodné disperzi za přítomnosti povrchově aktivních látek, izolují tak, že se před izolací do disperze dávkuje na 100 hmotnostních dílů polymeru 0,1 až 10 hmotnostních dílů látky obecného vzorce RSCH₇CH₂CO₂M, kde R je alkyl se 4 až 18 atomy uhlíku a M je alkalycký kov nebo NH^. Tento způsob lze s výhodou provést tak, že se izolace polymeru z disperze provede za přítomnosti 0,01 až 10 hmotnostních % vodorozpustné soli kovu ze skupiny Ca, Mg, Zn, Al.

Látky obecného vzorce RSCH₂CH₂CO₂M je možné připravit např. adicí odpovídajících merkaptanů RSH na akrylové deriváty a následujícím převedením funkční skupiny akrylového derivátu na skupinu CO₂M. Dávkování látky do disperze lze s výhodou provést ve formě Vodného roztoku. Velikost alkylové skupiny R je žádoucí volit s přihlédnutím k podmínkám aplikace produktu; obecně platí, že s rostoucím počtem C-atomů v alkylu klesá rovnovážná rozpustnost RSCH₂CH₂CO₂M ve vodě, roste viskozita vodných roztoků při stejné koncentraci a klesá těkavost odpovídajících karboxylových kyselin při zpracovatelských podmínkách. Pro většinu aplikací v technické praxi je z uvedených důvodů nejvhodnější počet C-atomů ve skupině R v rozmezí 8 az 16.

V závislosti na způsobu izolace pryskyřice z disperze se mění forma původně dávkované soli karboxylové kyseliny: pokud se provede izolace za přítomnosti srovnatelně silné nebo silnější kyseliny, např. octové nebo solné, zůstává účinná složka přidávané látky v produktu z-části nebo zcela ve formě volné karboxylové kyseliny,, zatímco za přítomnosti vícemocných kationtů zůstane v produktu zčásti nebo zcela ve formě odpovídající soli karboxylové kyseliny s těmito kationty.

Pokud se latex polymeru typu ABS pryskyřice před izolací směšuje s jiným latexem, např. latexem kopolymeru styren-akrylonitril, může být část nebo celé množství látky dle vynálezu přidáno do tohoto latexu. V případě, že se výsledný polymer vyrábí směšováním prášku polymeru ABS se zvýšeným obsahem elastomeru s kopolymérem ve formě perliček nebo granulí, je obvykle výhodné dávkovat celé množství činidla do latexu ABS polymeru.

Výhodou postupu podle vynálezu je příznivý účinek přidávaného činidla na proces izolace pryskyřice z latexu, na tekutost taveniny polymeru a na stabilitu produktu proti oxidaci.

Příklad 1

Latex polymeru ABS, jehož polymer obsahoval 15 % polybutadienové složky a 85 S kopolymeru styren-akrylonitril v hmotnostním poměru 75/25, stabilizovaný 0,2 hmotnostními % komerčního antioxidantu 2,4-bis(n-oktylthio)-6- (4'-hydroxy-3',5'-di-terc.butyl-anilino)-1,3,5-triazinu na polymer, byl rozdělen na dvě stejné části. První část latexu byla použita k přípravě srovnávacího vzorku polymeru ABS č. 1 známým postupem, druhá část postupem dle vynálezu po přídavku 1,0 hmotnostních i na polymer beta-terc.dodecylmerkaptopropionátu draselného ^C12^H25^SCH2^CH2^CO2^{K Ve form}® ^15% vodného roztoku.

Koagulace latexů byla prováděna přídavkem 0,5% vodného roztoku chloridu vápenatého. Zjištěné hodnoty tepelného prahu koagulace tpk (stanovený postupem popsaným v čs. AO 209 716), indexu toku taveniny (dále ITT, stanoveno dle ČSN 64 0861 při 220 °C, a indukční periody oxidace při 140 °C (způsob stanovení popsán v AO 249 092 jsou uvedeny v následující tabulce.

Tabulkal ,

Porovnání charakteristických vlastností vzorku č. 1 (srovnávací) a č. 2 (dle vynálezu)

Číslo vzorku	1	2
tpk (°C)	114	110
ITT (g/10'/220 °C)	9,8	10,9
indukční perioda oxidace (h)	10	>30

Z uvedených nalezených charakteristik je zřejmé, že použití postupu dle vynálezu vedlo k současnému zvýšení tekutosti taveniny, odolnosti proti oxidačnímu stárnutí a ke snížení tepelného prahu koagulace, což v průmyslové praxi umožňuje použití nižších koagulačních teplot a snížení energetické náročnosti výrobního procesu.

Příklad 2

Latex polymeru ABS, jehož polymer obsahoval 25 hmotnostních % polybutadienové složky a 75 hmotnostních % kopolymeru alfa-metylstyrenu s akrylonitrilem v hmotnostním poměru 70:30, stabilizovaný 1 hmotnostním % oktadecyl 3-(3,5-di-terc-butyl-4-hydroxyfenyl)-propionátu na polymer, byl rozdělen na 3 stejné části,

K první části nebyla přidána žádná látka dle vynálezu, ke druhé bylo přidáno 0,25 hmotnostních i beta-n-oktylmerkaptopropionátu amonného ve formě 20% vodného roztoku a ke třetí 3 hmotnostní % beta-n-hexylmerkaptopropionátu sodného ve formě 25% vodného roztoku. Koagulace byla prováděna přídavkem 0,5% vodného roztoku chloridu hořečnatého. Nalezené hodnoty tpk, ITT a indukční periody oxidace při 40 °C pro tyto vzorky, označené čísly 3,4 a 5 jsou uvedeny v tabulce č. 2.

Tabulka 2

Porovnání charakteristických vlastností vzorku 3 (srovnávací) a vzorku 4 a 5 (dle vynálezu)

Číslo vzorku	3	4	5
tpk <°C)	118	117	105
ITT (g/10'/220 °C)	1,6	1,7	3,0
indukční perioda oxidace (h)	17	26	>30

Nalezené charakteristiky vzorků č. 4 a 5, připravených dle vynálezu, jsou v obou případech příznivější než u srovnávacího vzorku č. 3, připraveného známým způsobem.

Příklad 3

Suspenze polymeru typu ABS pryskyřice, jejíž sušina obsahovala 12 % polybutadienové složky, 87 % kopolymeru styren-akrylonitril-metylmetakrylát v hmotnostním poměru 75:20:5,

0,5 % antioxidantu oktadecyl-3-(3,5-di-terc.butyl-4-hydroxyfenyl)-propionátu a 0,5 % povrchově aktivních látek, použitých k zajištění koloidní stability disperze, byla rozdělena na tři části.

První část byla ponechána bez přídavku jako srovnávací vzorek č. 6. Ke druhé části (vzorek č. 7) bylo přidáno 0,3 hmotnostních % beta-n-oktadecylmerkaptopropionátu draselného ^<'18^Ιί37θ⁽'^Η2^<'^Η2⁽'^Ο2^{Κ ve} f°^rmě ⁴% vodného roztoku a 1,5 % směsi chloridu zinečnatého a síranu hlinitého v hmotnostním poměru 1:1 ve formě vodného roztoku o sušině 0,5 % (oba přídavky vztaženy na sušinu suspenze. Třetí část (vzorek č. 8) byla upravena stejně, jako druhá část, s tím rozdílem, že místo 1,5 % směsi chloridu zinečnatého a síranu hlinitého bylo dávkováno 0,5 % kyseliny solné ve formě 0,5% vodného roztoku.

Ze všech tří disperzí byl polymer izolován odstředěním a trojnásobným promytím pětinásobným množstvím vody vzhledem k sušině disperze. U vzorku č. 6 bez přídavku činidla dle vynálezu byla nalezena indukční perioda oxidace při 140 °C 15,5 h, u vzorku č. 7, připraveného dle vynálezu, byla nalezena indukční perioda oxidace 19,5 h a u vzorku č. 8 (podle vynálezu) indukční perioda oxidace 18 h.

Z výsledků je zřejmé, že příznivý účinek postupu dle vynálezu se neomezuje pouze na latexy, ale je významný i v případě suspenzí.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1.. Způsob izolace polymerů typu ABS pryskyřic, vyrobených polymeraci ve vodné disperzi za přítomnosti povrchově aktivních látek, vyznačený tím, že se před izolací do disperze dávkuje na 100 hmotnostních dílů polymeru 0,1 až 10 hmotnostních dílů látky obecného vzorce RSCí^CH^CC^Mř kde R je alkyl se 4 až 18 atomy uhlíku a M je alkylický kov nebo NH^.
2. Způsob izolace polymerů typu ABS pryskyřic podle bodu 1, vyznačený tím, že se izolace provede za přítomnosti 0,01 až 10 hmotnostních % vodorozpustné soli kovu ze skupiny vápník, hořčík, zinek, hliník.