ES2198656T3 - Procedimiento para la preparacion de emulsiones y polimeros formados a partir de las mismas. - Google Patents
Procedimiento para la preparacion de emulsiones y polimeros formados a partir de las mismas.Info
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Abstract
SE PROPORCIONA UN PROCEDIMIENTO PARA PREPARAR POLIMEROS DE EMULSION EN VARIAS ETAPAS. EL PROCESO ES CAPAZ DE PRODUCIR POLIMEROS DE EMULSION EN VARIAS ETAPAS CON UNA BAJA DENSIDAD VOLUMICA APARENTE EN SECO. ESTOS POLIMEROS SON UTILES EN COMPOSICIONES PARA REVESTIMIENTO, TALES COMO PINTURAS Y PAPELES PINTADOS.
Description
Procedimiento para la preparación de emulsiones y
polímeros formados a partir de las mismas.
La presente invención se refiere a los
procedimientos para la preparación de emulsiones poliméricas y a
los polímeros formados a partir de las mismas. En particular, la
presente invención se refiere a los procedimientos de
polimerización en emulsión acuosa para la preparación de emulsiones
poliméricas y a los polímeros de emulsión formados a partir de las
mismas.
``Polímero de emulsión'' como se utiliza en la
presente invención, se refiere a un polímero no hidrosoluble que se
prepara mediante técnicas de polimerización en emulsión.
``Emulsión polimérica'' como se utiliza en la
presente invención, se refiere a una composición acuosa que tiene
partículas poliméricas discretas no hidrosolubles dispersadas en
ella.
Como se utiliza en la presente invención, el
acrilato y el metacrilato se denominan ``(met)acrilato'', el
ácido acrílico y metacrílico se denominan ``ácido
(met)acrílico''.
Los polímeros de emulsión, tales como los
polímeros de emulsión con huecos o con vacíos, se conocen por su
uso en diversas aplicaciones industriales. En la bibliografía se
utilizan los términos ``con huecos'' y ``con vacíos'' de forma
indiferente. Estos polímeros se utilizan con frecuencia en
pinturas, recubrimientos, tintas, protectores solares y en la
fabricación de papel. En general los polímeros de emulsión con
huecos se preparan hinchando un polímero de emulsión de
núcleo/recubrimiento de tal modo que se formen uno o más vacíos en
el interior de la partícula polimérica de emulsión. Estos vacíos
contribuyen, entre otras cosas, a la opacidad de los recubrimientos
y de las películas preparadas con el polímero de emulsión con
huecos.
Para algunas aplicaciones, resulta
particularmente deseable minimizar el peso del recubrimiento
aplicado. Por ejemplo, es deseable que ciertos recubrimientos de
papel presenten un recubrimiento de alto rendimiento sin añadir un
peso considerable al papel.
Por consiguiente, es deseable proporcionar
aditivos ligeros de baja densidad para recubrimientos, tales como
partículas de látex con vacíos.
Se pueden preparar partículas de látex con vacíos
mediante cualquiera de varios procedimientos conocidos, incluyendo
los descritos en las patentes de EE.UU. nº 4.427.836, 4.468.498,
4.594.363, 4.880.842, 5.494.971, 5.521.253, 5.157.084, 5.360.827 y
el WO-A-9511265 entre otras. Las
partículas de látex con vacíos, según se describe en la
bibliografía indicada anteriormente, se preparan hinchando el
núcleo de un polímero de emulsión de
núcleo-recubrimiento. Algunos de los procedimientos,
tales como los descritos en la patente de EE.UU. nº 5.360.827,
describen los procedimientos mediante los cuales, en las últimas
etapas de la polimerización del recubrimiento, se añade monómero
para facilitar la difusión de la base en el núcleo del polímero con
el fin de conseguir el hinchamiento. A continuación, se ajusta el
pH de la emulsión con un monómero que contiene un grupo carboxilo
que se polimeriza posteriormente. No obstante, este procedimiento
es largo y no tiene como resultado polímeros de emulsión ligeros
adecuados.
La presente invención busca superar las
deficiencias de los procedimientos conocidos previamente
proporcionando polímeros de emulsión con vacíos de baja densidad y
un procedimiento para su preparación.
En un primer aspecto de la presente invención, se
proporciona un procedimiento para la preparación de partículas
poliméricas de emulsión que comprende:
a) proporcionar una emulsión acuosa de
i) un polímero de emulsión multietapa, que
comprende un polímero de etapa de núcleo y un polímero de etapa de
recubrimiento,
en donde el polímero de la etapa de núcleo
comprende, como unidades polimerizadas, entre 5 y 100 por ciento en
peso, basado en el peso del polímero de la etapa del núcleo, de
monómero hidrófilo monoetilénicamente insaturado, y entre 0 y 95
por ciento en peso, basado en el peso del polímero de la etapa de
núcleo, de al menos un monómero no iónico monoetilénicamente
insaturado; y en donde el polímero de la etapa de recubrimiento
comprende, como unidades polimerizadas, al menos 50 por ciento en
peso de monómero no iónico monoetilénicamente insaturado.
ii) monómero en un nivel de al menos 0,5 por
ciento en peso basado en el peso del polímero de emulsión
multietapa; y
iii) un agente de hinchamiento
en condiciones en las que no exista una
polimerización apreciable del monómero; y
b) reducir el nivel de monómero al menos
cincuenta por ciento.
En una realización preferida de la presente
invención, el procedimiento proporciona un procedimiento para la
preparación de partículas de un polímero de emulsión que
comprende:
a) proporcionar una emulsión acuosa de
i) un polímero de emulsión multietapa, que
comprende un polímero de etapa de núcleo y un polímero de etapa de
recubrimiento,
en donde el polímero de la etapa de núcleo
comprende, como unidades polimerizadas, entre 5 y 100 por ciento en
peso, basado en el peso del polímero de la etapa del núcleo, de
monómero hidrófilo monoetilénicamente insaturado, y entre 0 y 95
por ciento en peso, basado en el peso del polímero de la etapa de
núcleo, de al menos un monómero no iónico monoetilénicamente
insaturado; y en donde el polímero de la etapa de recubrimiento
comprende, como unidades polimerizadas, al menos 50 por ciento en
peso de monómero no iónico monoetilénicamente insaturado.
b) añadir una cantidad eficaz de uno o más
inhibidores de la polimerización o agentes reductores para detener
prácticamente cualquier polimerización;
c) proporcionar monómero en un nivel de al menos
0,5 por ciento en peso, basado en el peso del polímero de emulsión
multietapa;
d) añadir un agente de hinchamiento; y
e) reducir el nivel de monómero al menos
cincuenta por ciento.
En una realización de la presente invención, el
monómero a un nivel de al menos 0,5 por ciento en peso basado en el
peso del polímero de emulsión multietapa es uno o más de los
monómeros utilizados para preparar el polímero de emulsión
multietapa.
En otra realización, el monómero a un nivel de al
menos 0,5 por ciento en peso basado en el peso del polímero de
emulsión multietapa es un monómero no iónico.
Preferiblemente, el agente de hinchamiento se
selecciona entre una base volátil, una base fija y combinaciones de
las mismas.
En otro aspecto de la presente invención, se
proporciona una emulsión polimérica acuosa que comprende agua y un
polímero de emulsión multietapa hinchado en el que la densidad
aparente seca de la emulsión multietapa hinchada es: menos de 0,77
gramos por centímetro cúbico (``g/cm^{3}'') cuando el polímero de
emulsión multietapa hinchado tiene un tamaño de partícula por
debajo de 275 nanómetros (``nm''); menos de 0,74 g/cm^{3} cuando
el polímero de emulsión multietapa hinchado tiene un tamaño de
partícula entre 275 y 500 nm; menos de 0,59 g/cm^{3} cuando el
polímero de emulsión multietapa hinchado tiene un tamaño de
partícula entre 501 y 750 nm; menos de 0,46 g/cm^{3} cuando el
polímero de emulsión multietapa hinchado tiene un tamaño de
partícula entre 751 y 1.300 nm.
Las etapas de los polímeros multietapa de la
presente invención incluyen un polímero de la etapa de núcleo (el
``núcleo''), y un polímero de la etapa de recubrimiento (el
``recubrimiento''). El núcleo y el recubrimiento pueden estar ellos
mismos compuestos por más de una etapa. De igual forma, puede haber
una o más etapas intermedias. Preferiblemente, el polímero
multietapa comprende un núcleo, una capa intermedia y un
recubrimiento.
Los núcleos de los polímeros multietapa de la
presente invención son polímeros de emulsión que comprenden, como
unidades polimerizadas, entre 5 y 100 por ciento en peso, basado en
el peso del núcleo, de al menos un monómero hidrófilo
monoetilénicamente insaturado, y entre 0 y 95 por ciento en peso,
basado en el peso del polímero de la etapa del núcleo, de al menos
un monómero no iónico monoetilénicamente insaturado.
Los núcleos que contengan al menos cinco por
ciento en peso, basado en el peso total del polímero de núcleo, de
al menos un monómero hidrófilo monoetilénicamente insaturado
tendrán como resultado generalmente un grado adecuado de
hinchamiento. Puede haber casos en los que, debido a la
hidrofobicidad de ciertos comonómeros o combinaciones de los mismos
junto con el equilibrio hidrófobo/hidrófilo de un monómero
hidrófilo particular, el copolímero se pueda preparar de forma
adecuada con menos de cinco por ciento en peso, basado en el peso
total del polímero de núcleo, de un monómero hidrófilo
monoetilénicamente insaturado. Preferiblemente, el núcleo contiene,
como unidades polimerizadas, monómero hidrófilo monoetilénicamente
insaturado en un nivel entre 5 y 100, más preferiblemente entre 20
y 60, y lo más preferiblemente, entre 30 y 50 por ciento en peso,
basado en el peso total del núcleo. El polímero hidrófilo del
núcleo se puede preparar en una única etapa o paso de una
polimerización secuencial, o se puede preparar por medio de una
pluralidad de pasos en secuencia.
El polímero de emulsión multietapa de la presente
invención contempla un polímero de núcleo en el que se polimeriza
al menos un monómero hidrófilo monoetilénicamente insaturado solo o
con al menos un monómero no iónico monoetilénicamente insaturado.
Este procedimiento también contempla, e incluye en el término
``monómero hidrófilo monoetilénicamente insaturado'', el uso de un
compuesto no polimérico que contiene al menos un grupo de ácido
carboxílico que se absorbe en el polímero de núcleo antes, durante
o después de la polimerización del polímero hidrófobo del
recubrimiento como sustitución del monómero hidrófilo
monoetilénicamente insaturado en el polímero hidrófilo del núcleo,
según se describe en la patente de EE.UU. nº 4.880.842. Además, esta
invención contempla, e incluye en el término ``monómero hidrófilo
monoetilénicamente insaturado'', el uso de un polímero hidrófilo
del núcleo latente que no contiene monómero hidrófilo
monoetilénicamente insaturado pero que se puede hinchar mediante
hidrólisis hasta lograr un polímero hidrófilo de núcleo según se
describe en la patente de EE.UU. nº 5.157.084.
El monómero hidrófilo monoetilénicamente
insaturado adecuado útil para preparar el polímero de núcleo
incluye monómeros monoetilénicamente insaturados que contienen una
funcionalidad ácida tales como monómeros que contengan al menos un
grupo de ácido carboxílico incluyendo ácido acrílico, ácido
metacrílico, ácido acriloxipropiónico, ácido
(met)acriloxipropiónico, ácido itacónico, ácido aconítico,
ácido o anhídrido maleico, ácido fumárico, ácido crotónico, maleato
de monometilo, fumarato de monometilo, e itaconato de monometilo.
Son preferibles el ácido acrílico y el ácido metacrílico.
Los compuestos no poliméricos adecuados que
contienen al menos un grupo de ácido carboxílico incluyen ácidos
monocarboxílicos y ácidos dicarboxílicos
C_{6}-C_{12} alifáticos o aromáticos, tales
como ácido benzoico, ácido m-toluoico, ácido
p-clorobenzoico, ácido
o-acetoxibenzoico, ácido azelaico, ácido sebácido,
ácido octanoico, ácido ciclohexanocarboxílico, ácido láurico y
ftalato de monobutilo.
Los monómeros no iónicos monoetilénicamente
insaturados adecuados para preparar el polímero hidrófilo de núcleo
incluyen estireno, \alpha-metilestireno,
p-metilestireno, t-butilestireno,
viniltolueno, etileno, acetato de vinilo, cloruro de vinilo,
cloruro de vinilideno, (met)acrilonitrilo,
(met)acrilamida, ésteres de alquilo
(C_{1}-C_{20}) o de alquenilo
(C_{3}-C_{20}) del ácido (met)acrílico,
tales como (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de
etilo, (met)acrilato de butilo, (met)acrilato de
2-etilhexilo, (met)acrilato de hidroxietilo,
(met)acrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de
bencilo, (met)acrilato de laurilo, (met)acrilato de
oleílo, (met)acrilato de palmitilo, y (met)acrilato
de estearilo.
El núcleo, obtenido mediante un procedimiento de
una única etapa o mediante un procedimiento que implique varias
etapas, tiene un tamaño medio de partícula entre 50 nm y 1,0
micrómetros, preferiblemente entre 100 nm y 300 nm, de diámetro en
estado no hinchado. Si el núcleo se obtiene a partir de un polímero
de semilla, el polímero de semilla tiene preferiblemente un tamaño
medio de partícula entre 30 nm y 200 nm.
El núcleo también puede contener opcionalmente
menos de 20 por ciento en peso, preferiblemente entre 0,1 y 3 por
ciento en peso, basado en el peso total del núcleo, de monómero
polietilénicamente insaturado, en donde la cantidad utilizada en
general es de forma aproximada directamente proporcional a la
cantidad del monómero hidrófilo monoetilénicamente insaturado
utilizado; en otras palabras, a medida que aumenta la cantidad
relativa del monómero hidrófilo, resulta aceptable aumentar el
nivel de monómero polietilénicamente insaturado. De forma
alternativa, el polímero de núcleo puede contener entre 0,1 y 60
por ciento en peso, basado en el peso del polímero de núcleo, de
butadieno.
Los monómeros polietilénicamente insaturados
adecuados incluyen comonómeros que contienen al menos dos grupos de
adición de vinilideno polimerizables y son ésteres de ácidos
monocarboxílicos alfa beta etilénicamente insaturados de alcoholes
polihídricos que contienen 2-6 grupos éster. Tales
comonómeros incluyen diacrilatos y dimetacrilatos de
alquilenglicol, tales como por ejemplo, diacrilato de etilenglicol,
dimetacrilato de etilenglicol, diacrilato de
1,3-butilenglicol, diacrilato de
1,4-butilenglicol, diacrilato de propilenglicol, y
dimetilacrilato de trietilenglicol; dimetacrilato de
1,3-glicerol, dimetacrilato de
1,1,1-trimetilolpropano; diacrilato de
1,1,1-trimetiloletano; trimetacrilato de
pentaeritritol; triacrilato de 1,2,6-hexano;
pentametacrilato de sorbitol; metilenbisacrilamida,
metilenbismetacrilamida, divinilbenceno, metacrilato de vinilo,
crotonato de vinilo, acrilato de vinilo, vinilacetileno,
trivinilbenceno, cianurato de trialilo, divinilacetileno,
diviniletano, sulfuro de divinilo, éter divinílico, divinilsulfona,
dialilcianamida, éter divinílico de etilenglicol, ftalato de
dialilo, divinildimetilsilano, éter trivinílico de glicerol,
adipato de divinilo; (met)acrilatos de diciclopentenilo;
(met)acrilatos de diciclopenteniloxi; ésteres insaturados de
ésteres monodiciclopentenílicos de glicol; ésteres alílicos de
ácidos mono y dicarboxílicos
\alpha.\beta-insaturados con instauración
etilénica terminal incluyendo metacrilato de alilo, acrilato de
alilo, maleato de dialilo, fumarato de dialilo e itaconato de
dialilo.
El polímero multietapa de la presente invención
contiene preferiblemente una etapa intermedia. El polímero de la
etapa intermedia, cuando está presente, encapsula parcial o
totalmente el núcleo y está él mismo parcial o totalmente
encapsulado por el recubrimiento. La etapa intermedia se prepara
llevando a cabo una polimerización en emulsión en presencia del
núcleo.
La etapa intermedia contiene preferiblemente,
como unidades polimerizadas, entre 0,3 y 20, más preferiblemente
entre 0,5 y 10 por ciento en peso, basado en el peso del núcleo, de
al menos un monómero hidrófilo monoetilénicamente insaturado. La
etapa intermedia contiene preferiblemente, como unidades
polimerizadas, entre 80 y 99,7, más preferiblemente entre 90 y 99,5
por ciento en peso, basado en el peso de la etapa intermedia, de
al menos un monómero no iónico monoetilénicamente insaturado. Los
monómeros hidrófilos monoetilénicamente insaturados y los monómeros
no iónicos monoetilénicamente insaturados útiles para la
fabricación del núcleo también resultan útiles para fabricar la
capa intermedia.
El recubrimiento del polímero multietapa de esta
invención es el producto de la polimerización en emulsión de entre
80 y 100, preferiblemente entre 90 y 100 por ciento en peso, basado
en el peso total del recubrimiento, de al menos un monómero no
iónico monoetilénicamente insaturado. Los monómeros no iónicos
monoetilénicamente insaturados adecuados para el núcleo también
resultan adecuados para el recubrimiento. Se prefiere el
estireno.
El recubrimiento también puede contener, como
unidades polimerizadas, entre 0 y 20, preferiblemente entre 0 y 10,
por ciento en peso basado en el peso del recubrimiento, de uno o
más monómeros monoetilénicamente insaturados que contenga una
funcionalidad ácida para fabricar el recubrimiento polimérico
hidrófobo que incluyen ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido
acriloxipropiónico, ácido (met)acriloxipropiónico, ácido
itacónico, ácido aconítico, ácido maleico, anhídrido maleico, ácido
fumárico, ácido crotónico, maleato de monometilo, fumarato de
monometilo e itaconato de monometilo. Son preferibles el ácido
acrílico y el ácido metacrílico.
Los monómeros utilizados y las proporciones
relativas de los mismos en el recubrimiento deberían ser tales que
sean permeables a un agente básico de hinchamiento acuoso o gaseoso
volátil o fijo capaz de hinchar el núcleo. Las mezclas monoméricas
para fabricar el recubrimiento contienen preferiblemente entre 0,1%
en peso y 10% en peso, basado en el peso total del polímero de
recubrimiento, de un monómero monoetilénicamente insaturado con
funcionalidad ácida. Preferiblemente, la porción del monómero
monoetilénicamente insaturado con funcionalidad ácida en el
polímero de recubrimiento no excede de un tercio de la proporción
del mismo en el polímero de núcleo.
La presencia de un monómero monoetilénicamente
insaturado con funcionalidad ácida en el polímero de recubrimiento
puede tener varias funciones:
(1) estabilizar el polímero de emulsión
multietapa final;
(2) asegurar la permeabilidad del recubrimiento a
un agente de hinchamiento; y
(3) compatibilizar el recubrimiento con la etapa
formada previamente del polímero de emulsión multietapa.
Como se utiliza en la presente invención, el
término ``polimerizado en emulsión de forma secuencial'' o
``producido en emulsión de forma secuencial'' se refiere a
polímeros (incluyendo homopolímeros y copolímeros) que se preparan
en medio acuoso mediante un procedimiento de polimerización en
emulsión en presencia de las partículas poliméricas dispersas de un
polímero de emulsión formado anteriormente de tal forma que los
polímeros de emulsión formados anteriormente aumentan de tamaño
mediante la deposición de los mismos en el producto polimerizado en
emulsión de una o más cargas sucesivas de monómero en el medio que
contiene las partículas dispersas del polímero de emulsión
preformado.
En la polimerización en emulsión secuencial con
la que se relaciona la presente invención, el término polímero de
``semilla'' se utiliza para referirse a una dispersión polimérica
de emulsión acuosa que puede ser la dispersión formada
inicialmente, es decir, el producto de una etapa única de
polimerización en emulsión o puede ser la dispersión polimérica de
emulsión obtenida al final de cualquier etapa posterior con
excepción de la etapa final de la polimerización secuencial. Así
pues, un polímero hidrófilo de núcleo que en la presente invención
se pretende encapsular por una o más etapas posteriores de
polimerización en emulsión, se puede denominar un polímero de
semilla para la etapa siguiente.
El procedimiento de esta invención contempla que
el núcleo, la etapa intermedia, el recubrimiento, o cualquier
combinación de los mismos se puede preparar en una única etapa o
paso de la polimerización secuencial o se puede preparar por medio
de una pluralidad de pasos en secuencia después de la
polimerización. La primera etapa de la polimerización en emulsión
del procedimiento de la presente invención puede ser la preparación
de un polímero de semilla que contenga pequeñas partículas
poliméricas dispersas insolubles en el medio acuoso de
polimerización en emulsión. Este polímero de semilla puede contener
o no cualquier componente de monómero hidrófilo, pero proporciona
partículas de tamaño diminuto que forman los núcleos sobre los que
se forma el polímero hidrófilo del núcleo, con o sin comonómero no
iónico.
En la polimerización en emulsión acuosa se
utiliza un iniciador de radicales libres hidrosoluble. Los
iniciadores de radicales libres hidrosolubles adecuados incluyen
peróxido de hidrógeno; peróxido de terc-butilo;
persulfatos de metales alcalinos tales como persulfato de sodio,
potasio y litio; persulfato de amonio; y mezclas de tales
iniciadores con un agente reductor. Los agentes reductores
incluyen: sulfitos, tales como metabisulfito, hidrosulfito e
hiposulfito de metal alcalino, sulfoxilato formaldehído de sodio; y
azúcares reductores tales como ácido ascórbico y ácido
isoascórbico. La cantidad de iniciador se encuentra preferiblemente
entre 0,01 y 3 por ciento en peso, basado en la cantidad total de
monómero y en un sistema redox la cantidad de agente reductor se
encuentra preferiblemente entre 0,01 y 3 por ciento en peso, basado
en la cantidad total de monómero. La temperatura puede estar
comprendida en el intervalo entre 10ºC y 100ºC. En el caso de los
sistemas de persulfato, la temperatura se encuentra preferiblemente
en el intervalo de 60ºC a 90ºC. En el sistema redox, la
temperatura se encuentra preferiblemente en el intervalo de 30ºC a
70ºC, preferiblemente por debajo de 60ºC, más preferiblemente en el
intervalo de 30ºC a 45ºC. El tipo y cantidad de iniciador puede
ser los mismos o diferentes en las diversas etapas de la
polimerización multietapa.
Se pueden utilizar uno o más emulsionantes, o
tensioactivos, no iónicos o aniónicos, solos o juntos. Los ejemplos
de emulsionantes no iónicos adecuados incluyen
terc-octilfenoxietilpoli(39)-etoxietanol,
dodeciloxipoli(10)etoxietanol,
nonilfenoxietil-poli(40)etoxietanol,
monooleato de polietilenglicol 2000, aceite de ricino etoxilado,
ésteres y alcoxilatos de alquilo fluorados, monolaurato de
polioxietileno (20) sorbitan, monococoato de sacarosa,
di(2-butil)fenoxipoli(20)etoxietanol,
copolímero de injertos de acrilato de
hidroxietilcelulosapolibutilo, copolímero de injertos de óxido de
dimetilsiliconapolialquileno, copolímero de bloques poli(óxido de
etileno)poli(acrilato de butilo), copolímero de
bloques de óxido de propileno y óxido de etileno,
2,4,7,9-tetrametil-5-decin-4,7-diol
etoxilado con 30 moles de óxido de etileno,
N-polioxietileno(20)lauramida,
N-lauril-N-polioxietileno(3)amina
y tioéter dodecílico de poli(10)etilenglicol. Los
ejemplos de emulsionantes aniónicos adecuados incluyen sulfato
laurílico de sodio, dodecilbencensulfonato de sodio, estearato de
potasio, sulfosuccinato octílico de sodio, disulfonato de
dodecildifenilóxido de sodio, sal de amonio de sulfato de
nonilfenoxietilpoli(1)etoxietilo, sulfonato de sodio
estireno, sulfosuccinato dodecilalílico de sodio, ácido graso de
aceite de semilla de lino, sales de sodio o de amonio de ésteres de
fosfato de nonilfenol etoxilado,
octoxinol-3-sulfonato de sodio,
sarcocinato cocoílico de sodio,
1-alcoxi-2-hidroxipropilsulfonato
de sodio, alfa-olefina
(C_{14}-C_{16})sulfonato de sodio,
sulfatos de hidroxialcanoles,
N-(1,2-dicarboxietil)-N-octadecilsulfosuccinamato
de tetrasodio, N-octadecilsulfosuccinamato de
disodio, alquilamido polietoxisulfosuccinato de disodio, semiéster
del ácido sulfosuccínico de nonilfenol sodio etoxilado y la sal de
sodio de sulfato de
terc-octilfenoxietoxipoli(39)etoxietilo.
El o los tensioactivos se utiliza(n) en general en un nivel
de entre 0 y 3 por ciento basado en el peso del polímero
multietapa. El o los tensioactivos se puede(n) añadir antes
de la adición de cualquier carga de monómero, durante la adición de
una carga de monómero o una combinación de los mismos. En ciertos
sistemas de monómero/emulsionante para formar el recubrimiento, la
tendencia para producir goma o coágulos en el medio de reacción se
puede reducir o evitar mediante la adición de entre 0,05% y 2,0% en
peso, basado en el peso total del polímero de recubrimiento, de
emulsionante sin detrimento de la deposición del polímero formado
sobre las partículas de núcleo formadas previamente.
La cantidad de emulsionante puede ser cero, en la
situación en la que se utilice un iniciador de persulfonato, hasta
3 por ciento en peso, basado en el peso del peso total del polímero
de núcleo. Llevando a cabo la polimerización en emulsión mientras
que se mantienen unos niveles bajos de emulsionante, las etapas
posteriores de la formación de polímeros depositan el polímero
formado más recientemente sobre las partículas poliméricas
dispersas existentes resultantes del paso o etapa precedente. Como
regla general, la cantidad de emulsionante se debería mantener por
debajo de la correspondiente a la concentración micelar crítica
para un sistema de monómero particular, pero mientras que esta
limitación es preferible y produce un producto unimodal, se ha
descubierto que en algunos sistemas la concentración micelar
crítica del emulsionante se puede exceder algo sin la formación de
un número perjudicial o excesivo de micelas o partículas dispersas.
La concentración del emulsionante se mantiene baja con el
propósito de controlar el número de micelas durante las diversas
etapas de la polimerización de tal forma que la deposición del
polímero formado posteriormente en cada etapa ocurra sobre las
micelas o partículas dispersas formadas en las etapas previas.
El peso molecular medio con respecto a la
viscosidad del polímero formado en una etapa dada puede estar
comprendido entre 100.000 o menos si se utiliza un agente de
transferencia en cadena, y un peso molecular de varios millones.
Cuando se utiliza entre 0,1% en peso y 20% en peso, basado en el
peso del monómero, de un monómero polietilénicamente insaturado
mencionado anteriormente para preparar el núcleo, el peso molecular
aumenta ocurra o no el entrecruzamiento. El uso de un monómero
polietilénicamente insaturado reduce la tendencia a disolverse del
polímero de núcleo cuando se trata el polímero multietapa con un
agente de hinchamiento para el núcleo. Si se desea producir un
núcleo con un peso molecular en la parte inferior del intervalo,
tal como desde 500.000 hasta tan bajo como 20.000, con frecuencia
resulta más práctico hacerlo evitando los monómeros
polietilénicamente insaturados y utilizando un agente de
transferencia en cadena en su lugar, tal como entre 0,05% y 2% o
más del mismo, siendo los ejemplos los mercaptanos de alquilo,
tales como mercaptano de sec-butilo.
La proporción en peso del núcleo a la etapa
intermedia, en el caso de que esté presente, se encuentra en
general en el intervalo entre 1:0,5 y 1:10, preferiblemente en el
intervalo entre 1:1 y 1:7. La proporción en peso del núcleo al
recubrimiento se encuentra en general en el intervalo entre 1:5 y
1:20, preferiblemente en el intervalo entre 1:8 y 1:15. Cuando se
intenta disminuir la densidad seca del producto final, es
preferible tener tan poco recubrimiento como sea posible siempre
que se siga encapsulando el núcleo.
La cantidad de polímero depositado para formar el
polímero de recubrimiento en general es tal como para proporcionar
un tamaño global de las partículas poliméricas multietapa entre 70
nm y 4,5 m x 10^{-6} (micrómetros), preferiblemente entre 100 nm
y 3,5 m x 10^{-6} (micrómetros), más preferiblemente entre 200
nm y 2,0 m x 10^{-6} (micrómetros), en estado no hinchado (es
decir, antes de cualquier neutralización que suba el pH hasta 6 ó
más), bien se forme el polímero de recubrimiento en una única etapa
o en una pluralidad de etapas. Con el fin de minimizar la densidad
seca del producto final, es preferible depositar sólo el polímero
de recubrimiento que sea necesario para encapsular completamente el
núcleo. Cuando el polímero hidrófilo de núcleo esté completamente
encapsulado, no se valora con bases de metales alcalinos bajo
condiciones analíticas normales de aproximadamente 1 hora y a
temperatura ambiente. El grado de encapsulación se puede determinar
tomando muestras durante el transcurso de la polimerización del
recubrimiento y valorando con hidróxido de sodio.
El polímero de emulsión multietapa se prepara
mediante polimerización en emulsión secuencial que, como se expuso
anteriormente, incluye la carga de monómeros que forma el
recubrimiento. Al final, o cerca del final de la carga de los
monómeros que forman el recubrimiento, el contenido del reactor
incluye el polímero multietapa, agua y el monómero no reaccionado.
En las condiciones de una polimerización en emulsión, también
existe un contenido apreciable de radicales libres, o de flujo de
radicales, que mantiene activo el procedimiento de polimerización.
Incluso si no se añade monómero o iniciador adicional, existe un
contenido apreciable de radicales libres en el sistema. Cuando no
existe un contenido apreciable de radicales libres, en otras
palabras, cuando el flujo de radicales es muy bajo o se aproxima a
cero, entonces no ocurrirá una polimerización notable.
Hemos descubierto que este contenido de radicales
libres interfiere con el grado de hinchamiento que se puede
conseguir. Los procedimientos conocidos previamente consiguen
típicamente el hinchamiento añadiendo un agente de hinchamiento
adecuado en las últimas etapas de la carga de los monómeros que
forman el recubrimiento tras la finalización de la carga de los
monómeros que forman el recubrimiento. Se cree que la presencia de
monómeros no reaccionados facilita el transporte del agente de
hinchamiento hasta el núcleo. No obstante, en los procedimientos
conocidos anteriormente, el agente de hinchamiento se añadía al
sistema mientras que existía un contenido apreciable de radicales
libres en el sistema. Así pues, en esas condiciones, aún tenía lugar
una cantidad notable de polimerización.
Hemos descubierto que, proporcionando una
emulsión acuosa del polímero de emulsión multietapa, del monómero
y del agente de hinchamiento en las condiciones en las que no
existe una polimerización notable del monómero, podemos potenciar
el grado de hinchamiento del polímero de emulsión multietapa.
Existen muchos medios para permitir que no ocurra
una polimerización notable del monómero, incluyendo la adición de
uno o más inhibidores de la polimerización, la adición de uno o más
agentes reductores, esperar un período de tiempo suficiente hasta
que deje de existir un número apreciable de radicales libres en
función de su terminación, enfriar el contenido del reactor para
limitar la reactividad de los radicales libres, y combinaciones de
los mismos. Un medio preferido implica la adición de uno o más
inhibidores de la polimerización tales como, por ejemplo,
N,N-dietilhidroxilamina,
N-nitrosodifenilamina,
2,4-dinitrofenilhidrazina,
p-fenilendiamina, fenatiazina, aloocimeno, fosfito
de trietilo, 4-nitrosofenol,
2-nitrofenol, p-aminofenol,
4-hidroxi-TEMPO (también conocido
como
4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidiniloxi,
radical libre), hidroquinona, p-metoxihidroquinona,
terc-butil-p-hidroquinona,
2,5-di-terc-butil-p-hidroquinona,
1,4-naftalendiol,
4-terc-butilcatecol, sulfato de
cobre, nitrato de cobre, cresol y fenol. Cuando se utilizan, los
inhibidores de la polimerización o agentes reductores se añaden en
una cantidad eficaz para detener prácticamente cualquier
polimerización, en general entre 25 y 5.000 partes por millón
(``ppm''), preferiblemente entre 50 y 3.500 ppm basadas en los
sólidos poliméricos. Preferiblemente, el(los)
inhibidor(es) de la polimerización o agente(s)
reductor(es) se añaden mientras el polímero multietapa está
a, o por debajo de la temperatura en la que se polimerizó el
recubrimiento, lo más preferiblemente entre diez grados Celsius por
debajo de la temperatura a la que se polimerizó el
recubrimiento.
El monómero que está presente al, o tras permitir
que no ocurra una polimerización notable de monómero puede ser (i)
uno o más de los monómeros utilizados para preparar cualquiera de
las etapas del polímero multietapa, (ii) uno o más monómeros
distintos de los utilizados para preparar cualquiera de las etapas
del polímero multietapa, o (iii) combinaciones de los mismos.
Preferiblemente, el monómero presente en tal momento es uno o más
de los monómeros utilizados para preparar el recubrimiento. Tal
monómero puede ser monómero no reaccionado procedente de la
preparación del polímero de emulsión multietapa, se puede añadir
por separado, o una combinación de los mismos. Preferiblemente, el
monómero es un monómero no iónico. El monómero no iónico es
preferible, debido a que los monómeros con funcionalidad ácida se
neutralizarán por la acción del agente de hinchamiento, y estos
monómeros neutralizados son difíciles de eliminar mediante
polimerización. Preferiblemente, el nivel de monómero presente al, o
tras evitar que ocurra una polimerización notable de monómero se
encuentra entre 1 y 20 veces el nivel de monómero presente durante
la polimerización.
También resulta necesario utilizar uno o más
agentes de hinchamiento. Los agentes de hinchamiento adecuados
incluidos son los que, en presencia del polímero de emulsión
multietapa y del monómero, son capaces de permear a través del
recubrimiento e hinchar el núcleo. Los agentes de hinchamiento
pueden ser bases acuosas o gaseosas, volátiles o fijas o
combinaciones de los mismos.
Los agentes de hinchamiento adecuados incluyen
bases volátiles tales como amoniaco, hidróxido de amonio y aminas
alifáticas inferiores volátiles tales como morfolina, trimetilamina
y trietilamina; bases fijas o permanentes tales como hidróxido de
potasio, hidróxido de litio, complejo de zinc amonio, complejo de
cobre amonio, complejo de plata amonio, hidróxido de estroncio e
hidróxido de bario. Se pueden añadir disolventes, tales como por
ejemplo etanol, hexanol, octanol, disolvente Texanol® , y los
descritos en la patente de EE.UU. 4.594.363 para ayudar a la
penetración de las bases fijas o permanentes. Se prefieren el
amoniaco y el hidróxido de amonio.
Cuando se intenta maximizar el grado de
hinchamiento, es preferible añadir el o los agentes de hinchamiento
tras evitar que ocurra una polimerización notable de los monómeros.
La cantidad de agente de hinchamiento puede ser menor que, igual a
o mayor que la cantidad necesaria para proporcionar la
neutralización completa del núcleo. Preferiblemente, la cantidad de
agente de hinchamiento se encuentra en el intervalo entre 75 y 300
por ciento, más preferiblemente dentro del intervalo entre 90 y 250
por ciento basado en los equivalentes de la funcionalidad del
núcleo capaces de neutralizarse. También es preferible añadir el o
los agentes de hinchamiento al polímero de emulsión multietapa
mientras que el polímero de emulsión multietapa se encuentra a una
temperatura elevada, preferiblemente a una temperatura dentro de
10ºC de la temperatura de polimerización del recubrimiento. En
general, el hinchamiento es muy eficaz en condiciones de
temperatura elevada, en presencia del monómero y sin ocurrir una
polimerización notable. En estas condiciones, en general el
hinchamiento se completa 30 minutos, preferiblemente 20 minutos,
más preferiblemente 10 minutos después de añadir el o los agentes
de hinchamiento.
El polímero de núcleo del polímero de emulsión
multietapa se hincha cuando el núcleo se somete a un agente de
hinchamiento básico que permea a través del recubrimiento hasta
neutralizar al menos parcialmente la funcionalidad hidrófila del
núcleo, preferiblemente hasta un pH entre al menos 6 y al menos 10,
y por tanto tiene como resultado el hinchamiento mediante
hidratación del polímero hidrófilo de núcleo. El hinchamiento o la
expansión del núcleo puede implicar la fusión parcial de la
periferia exterior del núcleo en los poros de la periferia interior
del recubrimiento y también un alargamiento o abombamiento parcial
del recubrimiento y de toda la partícula en conjunto.
Cuando se seca el polímero de emulsión multietapa
hinchado, el agua y/o el agente de hinchamiento se eliminan de la
región central del polímero de núcleo multietapa hinchado, el
núcleo tiende a encogerse y se desarrolla un hueco, cuya magnitud
depende de la resistencia del recubrimiento a la restauración a su
tamaño previo. Esta resistencia del recubrimiento a volver a su
tamaño previo resulta crítica para minimizar la densidad aparente
seca del polímero de emulsión multietapa hinchado. La expansión del
núcleo tiene como resultado también la expansión del recubrimiento.
A medida que el tamaño del recubrimiento vuelve a su tamaño
previo, la densidad aparente seca aumenta. Es deseable, por tanto,
minimizar el grado hasta el que se restaura el tamaño del
recubrimiento, maximizando por tanto la densidad aparente seca del
polímero de emulsión multietapa hinchado.
Esto se puede conseguir reduciendo el nivel del
monómero. Se cree que la presencia del monómero resulta útil para
facilitar el hinchamiento del polímero multietapa, ya sea
plastificando el recubrimiento, ayudando al transporte a través del
recubrimiento, o una combinación de estos. No obstante, la
presencia de monómero es perjudicial cuando se intenta maximizar el
hinchamiento y minimizar la densidad aparente seca del polímero de
emulsión multietapa hinchado. Por consiguiente, tras el
hinchamiento del polímero de emulsión multietapa en presencia tanto
del monómero como del agente de hinchamiento, es deseable reducir
el nivel de monómero hasta menos de 10.000 ppm, preferiblemente
hasta menos de 5.000 ppm, basado en los sólidos poliméricos. Esto
se puede conseguir mediante cualquier medio adecuado.
Preferiblemente, el nivel del monómero se reduce polimerizando el
monómero. Esto se puede conseguir mediante cualquier medio
adecuado, tal como añadir uno o más iniciadores tales como los
descritos anteriormente. Es preferiblemente comenzar a reducir el
nivel de monómero 20 minutos, más preferiblemente 10 minutos
después de añadir el o los agentes de hinchamiento.
El procedimiento de la presente invención es
capaz de producir polímeros de emulsión multietapa hinchados con
una densidad aparente muy baja. Los polímeros de emulsión
multietapa hinchados con un tamaño de partícula por debajo de 275
nm se pueden preparar con una densidad aparente seca entre 0,30 y
0,77 g/cm^{3}, preferiblemente entre 0,35 y 0,76 g/cm^{3}, lo
más preferiblemente entre 0,40 y 0,75 g/cm^{3}. Los polímeros de
emulsión multietapa hinchados con un tamaño de partícula en el
intervalo entre 275 y 500 nm se pueden preparar con una densidad
aparente seca entre 0,30 y 0,74 g/cm^{3}, preferiblemente entre
0,35 y 0,73 g/cm^{3}, lo más preferiblemente entre 0,40 y 0,72
g/cm^{3}. Los polímeros de emulsión multietapa hinchados con un
tamaño de partícula en el intervalo entre 501 y 750 nm se pueden
preparar con una densidad aparente seca entre 0,30 y 0,59
g/cm^{3}, preferiblemente entre 0,35 y 0,58 g/cm^{3}, lo más
preferiblemente entre 0,40 y 0,57 g/cm^{3}. Los polímeros de
emulsión multietapa hinchados con un tamaño de partícula en el
intervalo entre 751 y 1.300 nm se pueden preparar con una densidad
aparente seca entre 0,30 y 0,46 g/cm^{3}, preferiblemente entre
0,35 y 0,45 g/cm^{3}, lo más preferiblemente entre 0,40 y 0,44
g/cm^{3}.
Cuando los polímeros de emulsión multietapa
hinchados se secan al menos parcialmente para producir partículas
poliméricas con vacíos, estas partículas poliméricas con vacíos
proporcionan propiedades favorables, tales como brillo, luminosidad
y opacidad a las formulaciones de recubrimiento de papel a las que
se añaden.
Las partículas de látex con vacíos producidas
mediante el procedimiento de la presente invención resultan útiles
para composiciones de recubrimiento tales como pinturas con base
acuosa y recubrimientos de papel. Las partículas poliméricas con
vacíos producidas mediante el procedimiento de esta invención
proporcionan brillo, luminosidad y opacidad a las formulaciones de
recubrimiento de papel a las que se añaden. De igual forma, las
partículas poliméricas con vacíos producidas mediante el
procedimiento de esta invención proporcionan opacidad a las
composiciones de recubrimiento acuosas, tales como pinturas, a las
que se añaden.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.760 g, al calderín y se
calentó hasta 86ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 720 gramos de agua desionizada,
6,5 gramos de dodecilbencensulfonato de sodio (SDS, 23%), 10,0
gramos de ácido metacrílico, y 780,0 gramos de metacrilato de
metilo. De esta EM, se retiraron 164 gramos y se apartaron. Se
añadieron 71,2 gramos de SDS (23%) y 510 gramos de ácido
metacrílico a la EM restante. Con el agua del calderín a 86ºC, se
añadió al mismo una mezcla de 160 gramos de agua desionizada, 10,4
gramos de SDS (23%), y 20,5 gramos de Plurafac®
B-25-5 (Plurafac es una marca
registrada de BASF), seguido de la EM retirada de la EM inicial,
seguido de una mezcla de 5,5 gramos de persulfato de sodio en 40
gramos de agua desionizada. El contenido del calderín se agitó
durante 15 minutos. A continuación se añadió el resto de la EM al
calderín durante un período de dos horas a 85ºC. Tras completar la
alimentación del monómero, la dispersión se mantuvo a 85ºC durante
15 minutos, se enfrió hasta 25ºC y se filtró para eliminar
cualquier coágulo. La dispersión filtrada tuvo un pH de 3,0, un
contenido de sólidos de 30,3% y un tamaño medio de partícula de 145
nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un
agitador de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un
condensador de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.760 g, al
calderín y se calentó hasta 86ºC en atmósfera de nitrógeno. Se
preparó una emulsión de monómero (EM) mezclando 720 gramos de agua
desionizada, 2,7 gramos de tensioactivo Abex®
CO-436 (Abex es un marca registrada de Rhone
Poulenc), 10,0 gramos de ácido metacrílico, y 780,0 gramos de
metacrilato de metilo. De esta EM, se retiraron 164 gramos y se
apartaron. Se añadieron 14,5 gramos de Abex® CO-436
y 510 gramos de ácido metacrílico a la EM restante. Con el agua del
calderín a 86ºC, se añadió al mismo una mezcla de 160 gramos de
agua desionizada, 1,40 gramos de Abex® CO-436
seguido de la EM retirada de la EM inicial, seguido de una mezcla
de 5,5 gramos de persulfato de sodio en 40 gramos de agua
desionizada. El contenido del calderín se agitó durante 15 minutos.
A continuación se añadió el resto de la EM al calderín durante un
período de dos horas a 85ºC. Tras completar la alimentación del
monómero, la dispersión se mantuvo a 85ºC durante 15 minutos, se
enfrió hasta 25ºC y se filtró para eliminar cualquier coágulo. La
dispersión filtrada tuvo un pH de 2,8, un contenido de sólidos de
31,4% y un tamaño medio de partícula de 146 nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.760 g, al calderín y se
calentó hasta 86ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 720 gramos de agua desionizada,
2,7 gramos de tensioactivo Abex® CO-436, 10,0
gramos de ácido metacrílico, y 780,0 gramos de metacrilato de
metilo. De esta EM, se retiraron 164 gramos y se apartaron. Se
añadieron 27,0 gramos de Abex® CO-436 y 510 gramos
de ácido metacrílico a la EM restante. Con el agua del calderín a
86ºC, se añadió al mismo una mezcla de 160 gramos de agua
desionizada, 4,0 gramos de Abex® CO-436, y 20,0
gramos de Plurafac® B-25-5 seguido
de la EM retirada de la EM inicial, seguido de una mezcla de 5,5
gramos de persulfato de sodio en 40 gramos de agua desionizada. El
contenido del calderín se agitó durante 15 minutos. A continuación
se añadió el resto de la EM al calderín durante un período de dos
horas a 85ºC. Tras completar la alimentación del monómero, la
dispersión se mantuvo a 85ºC durante 15 minutos, se enfrió hasta
25ºC y se filtró para eliminar cualquier coágulo. La dispersión
filtrada tuvo un pH de 2,7, un contenido de sólidos de 31,9% y un
tamaño medio de partícula de 153 nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.700 gramos, al calderín y
se calentó hasta 80ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 335 gramos de agua desionizada,
14,0 gramos de dodecilbencensulfonato de sodio (SDS, 23%), 4,5
gramos de ácido metacrílico, y 364,5 gramos de metacrilato de
metilo. De esta EM, se retiraron 82 gramos y se apartaron. Se
añadieron 7,0 gramos de SDS (23%) y 241,0 gramos de ácido
metacrílico a la EM restante. Con el agua del calderín a 80ºC, la
EM retirada de la EM inicial se añadió al calderín, seguido de la
adición de una mezcla de 2,75 gramos de persulfato de sodio en 15
gramos de agua desionizada. El contenido del calderín se agitó
durante 15 minutos. A continuación se añadió el resto de la EM al
calderín durante un período de dos horas a 80ºC. Tras completar la
alimentación del monómero, la dispersión se mantuvo a 80ºC durante
15 minutos, se enfrió hasta 25ºC y se filtró para eliminar
cualquier coágulo. La dispersión filtrada tuvo un pH de 3,1, un
contenido de sólidos de 22,1% y un tamaño medio de partícula de 184
nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.760 gramos, al calderín y
se calentó hasta 86ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 720 gramos de agua desionizada,
2,7 gramos de tensioactivo Abex® CO-436, 10,0
gramos de ácido metacrílico, y 780,0 gramos de metacrilato de
metilo. De esta EM, se retiraron 164 gramos y se apartaron. Se
añadieron 9,0 gramos de Abex® CO-436 y 510 gramos
de ácido metacrílico a la EM restante. Con el agua del calderín a
86ºC, se añadió al mismo una mezcla de 160 gramos de agua
desionizada, 0,90 gramos de Abex® CO-436 seguido
de la EM retirada de la EM inicial, seguido de una mezcla de 5,5
gramos de persulfato de sodio en 40 gramos de agua desionizada. El
contenido del calderín se agitó durante 15 minutos. A continuación
se añadió el resto de la EM al calderín durante un período de dos
horas a 85ºC. Tras completar la alimentación del monómero, la
dispersión se mantuvo a 85ºC durante 15 minutos, se enfrió hasta
25ºC y se filtró para eliminar cualquier coágulo. La dispersión
filtrada tuvo un pH de 2,8, un contenido de sólidos de 31,6% y un
tamaño medio de partícula de 171 nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.700 gramos, al calderín y
se calentó hasta 80ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 335 gramos de agua desionizada,
10,7 gramos de tensioactivo Disponil® fes-993
(Disponil es un marca registrada de Henkel), 4,5 gramos de ácido
metacrílico, y 364,5 gramos de metacrilato de metilo. De esta EM,
se retiraron 82 gramos y se apartaron. Se añadieron 5,40 gramos de
Disponil® Fes-993 y 241,0 gramos de ácido
metacrílico a la EM restante. Con el agua del calderín a 80ºC, se
añadió al mismo una mezcla de 50 gramos de agua desionizada, 10,0
gramos de Plurafac® B-25-5 seguido
de la EM retirada de la EM inicial, seguido de una mezcla de 2,75
gramos de persulfato de sodio en 15 de agua desionizada. La mezcla
de reacción se agitó durante 15 horas. A continuación se añadió el
resto de la EM al calderín durante un período de dos horas a 80ºC.
Tras completar la alimentación del monómero, la dispersión se
mantuvo a 80ºC durante 15 minutos, se enfrió hasta 25ºC y se filtró
para eliminar cualquier coágulo. La dispersión filtrada tuvo un pH
de 3,1, un contenido de sólidos de 21,5% y un tamaño medio de
partícula de 161 nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.700 gramos, al calderín y
se calentó hasta 80ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 335 gramos de agua desionizada,
14,0 gramos de dodecilbencensulfonato de sodio (SDS, 23%), 4,5
gramos de ácido metacrílico, y 364,5 gramos de metacrilato de
metilo. De esta EM, se retiraron 82 gramos y se apartaron. Se
añadieron 7,0 gramos de SDS (23%) y 241,0 gramos de ácido
metacrílico a la EM restante. Con el agua del calderín a 80ºC, se
añadió al mismo una mezcla de 50 gramos de agua desionizada, 9,8
gramos de Plurafac® B-25-5 seguido
de la EM retirada de la EM inicial, seguido de una mezcla de 2,75
gramos de persulfato de sodio en 15 de agua desionizada. El
contenido del calderín se agitó durante 15 minutos. A continuación
se añadió el resto de la EM al calderín durante un período de dos
horas a 80ºC. Tras completar la alimentación del monómero, la
dispersión se mantuvo a 80ºC durante 15 minutos, se enfrió hasta
25ºC y se filtró para eliminar cualquier coágulo. La dispersión
filtrada tuvo un pH de 3,0, un contenido de sólidos de 21,9% y un
tamaño medio de partícula de 220 nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.760 gramos, al calderín y
se calentó hasta 86ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 720 gramos de agua desionizada,
6,85 gramos de dodecilbencensulfonato de sodio (SDS, 23%), 10,0
gramos de ácido metacrílico, y 780,0 gramos de metacrilato de
metilo. De esta EM, se retiraron 164 gramos y se apartaron. Se
añadieron 15,0 gramos de SDS (23%) y 510 gramos de ácido
metacrílico a la EM restante. Con el agua del calderín a 86ºC, se
añadió al mismo una mezcla de 160 gramos de agua desionizada, 1,75
gramos de SDS (23%), y 10,0 gramos de Plurafac®
B-25-5 seguido de la EM retirada de
la EM inicial, seguido de una mezcla de 5,5 gramos de persulfato
de sodio en 40 gramos de agua desionizada. El contenido del
calderín se agitó durante 15 minutos. A continuación se añadió el
resto de la EM al calderín durante un período de dos horas a 85ºC.
Tras completar la alimentación del monómero, la dispersión se
mantuvo a 85ºC durante 15 minutos, se enfrió hasta 25ºC y se
filtró para eliminar cualquier coágulo. La dispersión filtrada tuvo
un pH de 2,9, un contenido de sólidos de 31,9% y un tamaño medio de
partícula de 349 nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.760 gramos, al calderín y
se calentó hasta 86ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 720 gramos de agua desionizada,
5,25 gramos de Disponil® Fes-993, 10,0 gramos de
ácido metacrílico, y 780,0 gramos de metacrilato de metilo. De esta
EM, se retiraron 164 gramos y se apartaron. Se añadieron 11,5
gramos de Disponil® Fes-993 y 510 gramos de ácido
metacrílico a la EM restante. Con el agua del calderín a 86ºC, se
añadió al mismo una mezcla de 160 gramos de agua desionizada, 0,4
gramos de Disponil® Fes-993 (23%), y 20,5 gramos
de Silwet® L-7001 (Silwet es una marca registrada
de Witco), seguido de la EM retirada de la EM inicial, seguido de
una mezcla de 5,5 gramos de persulfato de sodio en 40 gramos de
agua desionizada. El contenido del calderín se agitó durante 15
minutos. A continuación se añadió el resto de la EM al calderín
durante un período de dos horas a 85ºC. Tras completar la
alimentación del monómero, la dispersión se mantuvo a 85ºC durante
15 minutos, se enfrió hasta 25ºC y se filtró para eliminar
cualquier coágulo. La dispersión filtrada tuvo un pH de 2,8, un
contenido de sólidos de 31,6% y un tamaño medio de partícula de 401
nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.700 gramos, al calderín y
se calentó hasta 80ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 335 gramos de agua desionizada,
1,0 gramos de Abex® CO-436, 4,5 gramos de ácido
metacrílico, y 364,5 gramos de metacrilato de metilo. De esta EM,
se retiraron 82 gramos y se apartaron. Se añadieron 2,80 gramos de
Abex® CO-436 y 241,0 gramos de ácido metacrílico a
la EM restante. Con el agua del calderín a 80ºC, la EM retirada de
la EM inicial se añadió al calderín, seguido de una mezcla de 2,75
gramos de persulfato de amonio en 15 gramos de agua desionizada. El
contenido del calderín se agitó durante 15 minutos. A continuación
se añadió el resto de la EM al calderín durante un período de dos
horas a 80ºC. Tras completar la alimentación del monómero, la
dispersión se mantuvo a 80ºC durante 15 minutos, se enfrió hasta
25ºC y se filtró para eliminar cualquier coágulo. La dispersión
filtrada tuvo un pH de 3,0, un contenido de sólidos de 22,2% y un
tamaño medio de partícula de 328 nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.760 gramos, al calderín y
se calentó hasta 86ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 720 gramos de agua desionizada,
6,8 gramos de dodecilbencensulfonato de sodio (SDS, 23%), 10,0
gramos de ácido metacrílico, y 780,0 gramos de metacrilato de
metilo. De esta EM, se retiraron 164 gramos y se apartaron. Se
añadieron 51,5 gramos de SDS y 510 gramos de ácido metacrílico a la
EM restante. Con el agua del calderín a 86ºC, se añadió al mismo
una mezcla de 160 gramos de agua desionizada, 25,0 gramos de SDS, y
20,5 gramos de Plurafac® B-25-5
seguido de la EM retirada de la EM inicial, seguido de una mezcla
de 5,5 gramos de persulfato de sodio en 40 gramos de agua
desionizada. El contenido del calderín se agitó durante 15 minutos.
A continuación se añadió el resto de la EM al calderín durante un
período de dos horas a 85ºC. Tras completar la alimentación del
monómero, la dispersión se mantuvo a 85ºC durante 15 minutos, se
enfrió hasta 25ºC y se filtró para eliminar cualquier coágulo. La
dispersión filtrada tuvo un pH de 3,0, un contenido de sólidos de
31,6% y un tamaño medio de partícula de 94 nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.760 gramos, al calderín y
se calentó hasta 86ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 720 gramos de agua desionizada,
6,8 gramos de dodecilbencensulfonato de sodio (SDS, 23%), 10,0
gramos de ácido metacrílico, y 780,0 gramos de metacrilato de
metilo. De esta EM, se retiraron 164 gramos y se apartaron. Se
añadieron 51,5 gramos de SDS y 510 gramos de ácido metacrílico a la
EM restante. Con el agua del calderín a 86ºC, se añadió al mismo
una mezcla de 160 gramos de agua desionizada, 25,0 gramos de SDS
(23%), y 20,5 gramos de Silwet® L-7210, seguido
de la EM retirada de la EM inicial, seguido de una mezcla de 5,5
gramos de persulfato de sodio en 40 gramos de agua desionizada. El
contenido del calderín se agitó durante 15 minutos. A continuación
se añadió el resto de la EM al calderín durante un período de dos
horas a 85ºC. Tras completar la alimentación del monómero, la
dispersión se mantuvo a 85ºC durante 15 minutos, se enfrió hasta
25ºC y se filtró para eliminar cualquier coágulo. La dispersión
filtrada tuvo un pH de 2,9, un contenido de sólidos de 31,5% y un
tamaño medio de partícula de 81 nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.760 gramos, al calderín y
se calentó hasta 86ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 720 gramos de agua desionizada,
6,65 gramos de dodecilbencensulfonato de sodio (SDS, 23%), 10,0
gramos de ácido metacrílico, y 780,0 gramos de metacrilato de
metilo. De esta EM, se retiraron 164 gramos y se apartaron. Se
añadieron 62,6 gramos de SDS (23%) y 510 gramos de ácido
metacrílico a la EM restante. Con el agua del calderín a 86ºC, se
añadió al mismo una mezcla de 160 gramos de agua desionizada, 20,2
gramos de SDS (23%), seguido de la EM retirada de la EM inicial,
seguido de una mezcla de 5,5 gramos de persulfato de sodio en 40
gramos de agua desionizada. La mezcla de reacción se agitó durante
15 horas. A continuación se añadió el resto de la EM al calderín
durante un período de dos horas a 85ºC. Tras completar la
alimentación del monómero, la dispersión se mantuvo a 85ºC durante
15 minutos, se enfrió hasta 25ºC y se filtró para eliminar
cualquier coágulo. La dispersión filtrada tuvo un pH de 3,0, un
contenido de sólidos de 30,6% y un tamaño medio de partícula de 91
nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 2260 gramos, al calderín y
se calentó hasta 86ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 720 gramos de agua desionizada,
2,70 gramos de Abex® CO-436, 10,0 gramos de ácido
metacrílico, y 780,0 gramos de metacrilato de metilo. De esta EM,
se retiraron 164 gramos y se apartaron. Se añadieron 23,0 gramos de
Abex® CO-436 y 510 gramos de ácido metacrílico a
la EM restante. Con el agua del calderín a 86ºC, se añadió al mismo
una mezcla de 160 gramos de agua desionizada, 8,0 gramos de Abex®
CO-436 seguido de la EM retirada de la EM inicial,
seguido de una mezcla de 2,75 gramos de persulfato de amonio en 40
de agua desionizada. El contenido del calderín se agitó durante 15
minutos. A continuación se añadió el resto de la EM al calderín
durante un período de dos horas a 85ºC. Tras completar la
alimentación del monómero, la dispersión se mantuvo a 85ºC durante
15 minutos, se enfrió hasta 25ºC y se filtró para eliminar
cualquier coágulo. La dispersión filtrada tuvo un pH de 2,8, un
contenido de sólidos de 28,7% y un tamaño medio de partícula de 80
nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.760 gramos, al calderín y
se calentó hasta 86ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 720 gramos de agua desionizada,
17,2 gramos de Abex® CO-436, 520,0 gramos de ácido
metacrílico, y 780,0 gramos de metacrilato de metilo. Con el agua
del calderín a 86ºC, se añadió al mismo una mezcla de 160 gramos de
agua desionizada, 3,0 gramos de Abex® CO-436
seguido de una mezcla de 5,5 gramos de persulfato de sodio en 40
gramos de agua desionizada. A continuación se añadió la EM al
calderín durante un período de dos horas a 85ºC. Tras completar la
alimentación del monómero, la dispersión se mantuvo a 85ºC durante
15 minutos, se enfrió hasta 25ºC y se filtró para eliminar
cualquier coágulo. La dispersión filtrada tuvo un pH de 2,8, un
contenido de sólidos de 30,7% y un tamaño medio de partícula de 87
nm.
Se preparó un núcleo como sigue: Se equipó un
matraz de fondo redondo de cuatro bocas de 5 litros con un agitador
de paletas, un termómetro, una toma de nitrógeno y un condensador
de reflujo. Se añadió agua desionizada, 1.760 gramos, al calderín y
se calentó hasta 86ºC en atmósfera de nitrógeno. Se preparó una
emulsión de monómero (EM) mezclando 720 gramos de agua desionizada,
2,7 gramos de Abex® CO-436, 10,0 gramos de ácido
metacrílico, y 780,0 gramos de metacrilato de metilo. De esta EM,
se retiraron 164 gramos y se apartaron. Se añadieron 14,5 gramos de
Abex® CO-436 y 510 gramos de ácido metacrílico a
la EM restante. Con el agua del calderín a 86ºC, se añadió al mismo
una mezcla de 160 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos de Abex®
CO-436 seguido de la EM retirada de la EM inicial,
seguido de una mezcla de 5,5 gramos de persulfato de sodio en 40
gramos de agua desionizada. El contenido del calderín se agitó
durante 15 minutos. A continuación se añadió el resto de la EM al
calderín durante un período de dos horas a 85ºC. Tras completar la
alimentación del monómero, la dispersión se mantuvo a 85ºC durante
15 minutos, se enfrió hasta 25ºC y se filtró para eliminar
cualquier coágulo. La dispersión filtrada tuvo un pH de 2,8, un
contenido de sólidos de 31,3% y un tamaño medio de partícula de 118
nm. La densidad aparente seca, como se utiliza en la presente
invención y en las reivindicaciones adjuntas, se determinó según el
siguiente procedimiento. Se añadieron 6,3 gramos de sólidos
poliméricos a un tubo de centrífuga de 50 mililitros (``mL''). Se
añadió agua desionizada al tubo de centrífuga para proporcionar un
total de 35 gramos (``g'') de material en el tubo de centrífuga,
que corresponde a 18 por ciento en peso de sólidos poliméricos. El
tubo se colocó en una centrífuga a 18.000 revoluciones por minuto
durante 120 minutos. El sobrenadante se decantó y se pesó. La
densidad seca se determinó mediante las siguientes ecuaciones:
Densidad seca =%POLY x d
% POLY = 1 -%H_{2}O
% H_{2}O = \frac{V H_{2}O}{V H_{2}O + VP} =
\frac{(VT-S H_{2}O) x
FR-VP}{(VT-S H_{2}O) \; x \;
FR}
VH_{2}O = (VT - SH_{2}O) x FR - VP
V_{P} + V_{H2O} =
(VT-S_{H2O}) x F_{R}
F_{R} = \frac{VP + V H_{2}O}{V _{P} + V _{H2O}
+ I _{H2O}} = \frac{VP + V H_{2}O}{Empaquetamiento \; duro}
Empaquetamiento duro =
VT-S_{H2O} = \frac{VP + V_{H2O}}{FR}
en las cuales:
- W_{T} = peso total en un tubo = 35,0 gramos
- V_{H2O} = Volumen de agua dentro de las partículas
- I_{H2O} = Volumen de agua intersticial
- d = densidad del polímero = medida 1,084 g/cm^{3}
- V_{P} = Volumen de polímero (6,3g/1,084g/cm^{3} = 5,81 cm^{3})
- V_{T} = volumen total de un tubo = 35 g- 6,3 g de sólidos = 28,7g o cm^{3} de agua + 5,81 cm^{3} de polímero = 34,51 cm^{3}
- S_{H2O} = volumen de sobrenadante = peso de sobrenadante
- %_{H2O} Porcentaje de agua dentro de las partículas
- % POLY = Porcentaje de polímero en las partículas
FR = Constante de empaquetamiento, que es una
corrección correspondiente a la fracción de volumen de sólidos en
el empaquetamiento duro. Se utilizaron los siguientes valores de
las constantes de empaquetamiento basados en el tamaño de
partículas de la muestra de polímeros.
| <275 | 0,611 |
| 275 - 500 | 0,624 |
| 501 - 750 | 0,638 |
| 751 - 1300 | 0,645 |
Los valores de las constantes de empaquetamiento
utilizadas se basaron en determinaciones de la densidad (según se
describió anteriormente) para partículas poliméricas no hinchadas
de tal forma que V_{H2O} sea cero. La constante de
empaquetamiento, F_{R}, se define como:
F_{R} = \frac{V_{P} + V_{H2O}}{V_{P} + V_{H2O}
+ I_{H2O}} = \frac{V_{P} + V_{H2O}}{Empaquetamiento \; duro} =
\frac{V_{p}}{Empaquetamiento \; duro}
- V_{P} = Volumen de polímero (6,3 g / 1,084 g/cm^{3} = 5,81 cm^{3})
- I_{H2O} = Volumen de agua intersticial = (W_{T} - S_{H2O} - 6,3 g)/1,0 g/cm^{3}
- W_{T} = peso total en un tubo = 35,0 gramos
- S_{H2O} = peso del sobrenadante
Utilizando la expresión anterior, se determinaron
las constantes de empaquetamiento para varias muestras de polímero
con tamaños medios de partícula en el intervalo entre 200 nm y
1.275 nm.
| Nº Muestra | T.P. (nm) | S_{H2O} | V_{P} | I_{H2O} | V_{P} + I_{H2O} | F_{R} |
| 1 | 213 | 25,0 | 5,81 | 3,70 | 9,51 | 0,611 |
| 2 | 440 | 25,2 | 5,81 | 3,50 | 9,31 | 0,624 |
| 3 | 650 | 25,4 | 5,81 | 3,30 | 9,11 | 0,638 |
| 4 | 1275 | 25,5 | 5,81 | 3,20 | 9,01 | 0,645 |
Todos los tamaños de partícula registrados en la
presente invención se midieron con un aparato para determinar el
tamaño de partículas Brookhaven BI-90 y se
registraron como un tamaño medio de partícula.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 190,5 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 1. Se añadió al calderín una
emulsión de monómero (EM I) que se preparó mezclando 50 gramos de
agua desionizada, 3,0 gramos de SDS (23%), 10,8 gramos de
metacrilato de butilo, 106,8 gramos de metacrilato de metilo, y 2,4
gramos de ácido metacrílico, a una velocidad de 4,5 gramos/minuto
a una temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una
segunda emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS (23%), y 720 gramos de estireno. De
esta EM II, se retiraron 137 gramos y se apartaron. La porción
inicial de la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 25
gramos minuto y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de
persulfato de sodio disueltos en 75 gramos de agua desionizada al
reactor a una velocidad de 2,5 gramos/minuto. La temperatura de la
mezcla de reacción se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar la
EM II y las coalimentaciones, se añadió una mezcla de 8 gramos de
4-hidroxi TEMPO y 8 gramos de agua desionizada al
calderín y el lote se enfrió hasta 85ºC. Cuando la mezcla de
reacción alcanzó 85ºC, se añadió al reactor la porción apartada de
la EM II (137 gramos) seguido de la adición de 42 gramos de
hidróxido de amonio. La mezcla de reacción se mantuvo 5 minutos a
85ºC. Tras mantener 5 minutos, se añadió al mismo una mezcla de
0,95 gramos de persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua
desionizada. La mezcla de reacción se mantuvo durante 30 minutos a
85ºC y a continuación se enfrió hasta temperatura ambiente y se
filtró para eliminar cualquier coágulo formado. El látex final un
contenido de sólidos de 27,5%, un pH de 10,0, y un tamaño de
partícula de 404 nm. Una valoración con ácido mostró una buena
encapsulación del núcleo con sólo 4,0% del ácido del núcleo
valorable. Se determinó que la densidad seca de este polímero fue
de 0,6189 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 191,0 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 2. Se añadió al calderín una
emulsión de monómero (EM I) que se preparó mezclando 50 gramos de
agua desionizada, 3,0 gramos de SDS (23%), 10,8 gramos de
metacrilato de butilo, 106,8 gramos de metacrilato de metilo, y 2,4
gramos de ácido metacrílico, a una velocidad de 4,5 gramos/minuto
a una temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una
segunda emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS, y 720 gramos de estireno. Para la EM
II, se retiraron 91,4 gramos y se apartaron. La porción inicial de
la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 25 gramos minuto
y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. La temperatura de la mezcla de
reacción se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar la EM II y
coalimentar una mezcla de 8 gramos de 4-hidroxi
TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua desionizada al calderín y el
lote se enfrió hasta 85ºC. Cuando la mezcla de reacción alcanzó
85ºC, se añadió al reactor la porción apartada de la EM II (91,4
gramos) seguido de la adición de 42 gramos de hidróxido de amonio.
La mezcla de reacción se mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5
minutos, se añadió al mismo una mezcla de 0,95 gramos de persulfato
de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada. La mezcla de
reacción se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se
enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para eliminar
cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de sólidos
de 27,4%, un pH de 9,9, y un tamaño de partícula de 440 nm. Una
valoración con ácido mostró una buena encapsulación del núcleo con
sólo 2,0% del ácido del núcleo valorable. Se calculó que la
densidad seca fue de 0,6077 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 188,0 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 3. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS, y 720 gramos de estireno. Para la EM
II, se retiraron 91,4 gramos y se apartaron. La porción inicial de
la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 25 gramos minuto
y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. La temperatura de la mezcla de
reacción se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar la EM II y
coalimentar una mezcla de 8 gramos de 4-hidroxi
TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua desionizada al calderín y el
lote se enfrió hasta 85ºC. Cuando el contenido del reactor alcanzó
85ºC, se añadió al reactor la porción apartada de la EM II (91,4
gramos) seguido de la adición de 42 gramos de hidróxido de amonio.
La mezcla de reacción se mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5
minutos, se añadió al mismo una mezcla de 0,95 gramos de persulfato
de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada. La mezcla de
reacción se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se
enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para eliminar
cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de sólidos
de 27,3%, un pH de 10,2, y un tamaño de partícula de 370 nm. Una
valoración con ácido mostró una buena encapsulación del núcleo con
sólo 2,5% del ácido del núcleo valorable. Se calculó que la
densidad seca fue de 0,6466 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1400 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 271,5 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 4. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS (23%), 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC.
Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS (23%), y 720 gramos de estireno.
Para la EM II, se retiraron 137 gramos y se apartaron. La porción
inicial de la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 25
gramos minuto y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de
persulfato de sodio disueltos en 75 gramos de agua desionizada al
reactor a una velocidad de 2,5 gramos/minuto. La temperatura del
calderín se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar la EM II y
coalimentar una mezcla de 8 gramos de 4-hidroxi
TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua desionizada al calderín y el
lote se enfrió hasta 85ºC. Cuando la temperatura del calderín
alcanzó 85ºC, se añadió al reactor la porción apartada de la EM II
(137 gramos) seguido de la adición de 42 gramos de hidróxido de
amonio. El contenido del reactor se mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras
mantener 5 minutos, se añadió al mismo una mezcla de 0,95 gramos de
persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada. La
mezcla de reacción se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a
continuación se enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para
eliminar cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de
sólidos de 29,5%, un pH de 10,2, y un tamaño de partícula de 525
nm. Una valoración con ácido mostró una buena encapsulación del
núcleo con sólo 5,0% del ácido del núcleo valorable. Se determinó
que la densidad seca de este polímero fue de 0,5735 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 189,9 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 5. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS, y 720 gramos de estireno. Para la EM
II, se retiraron 137 gramos y se apartaron. La porción inicial de
la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 12,5 gramos
minuto y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de
sodio disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de alimentación de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La
temperatura del calderín se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras
completar la EM II y coalimentar una mezcla de 8 gramos de
4-hidroxi TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua
desionizada a la mezcla de reacción y el lote se enfrió hasta 85ºC.
Cuando la temperatura del calderín alcanzó 85ºC, se añadió al
reactor la porción apartada de la EM II (137 gramos) seguido de la
adición de 42 gramos de hidróxido de amonio. La mezcla de reacción
se mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5 minutos, se añadió al
mismo una mezcla de 0,95 gramos de persulfato de sodio disueltos en
20 gramos de agua desionizada. La mezcla de reacción se mantuvo
durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se enfrió hasta
temperatura ambiente y se filtró para eliminar cualquier coágulo
formado. El látex final un contenido de sólidos de 27,3%, un pH de
10,2, y un tamaño de partícula de 577 nm. Una valoración con ácido
mostró una buena encapsulación del núcleo con sólo 5,0% del ácido
del núcleo valorable. Se determinó que la densidad seca de este
polímero fue de 0,5605 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 279,9 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 6. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS, y 720 gramos de estireno. Para la EM
II, se retiraron 91,4 gramos y se apartaron. La porción inicial de
la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 25,0 gramos
minuto y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de
sodio disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. La temperatura de la mezcla de
reacción se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar la EM II y
coalimentar una mezcla de 8 gramos de 4-hidroxi
TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua desionizada al calderín y el
lote se enfrió hasta 85ºC. Cuando la temperatura del calderín
alcanzó 85ºC, se añadió al reactor la porción apartada de la EM II
(91,4 gramos) seguido de la adición de 42 gramos de hidróxido de
amonio. La mezcla de reacción se mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras
mantener 5 minutos, se añadió al mismo una mezcla de 0,95 gramos de
persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada. La
mezcla de reacción se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a
continuación se enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para
eliminar cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de
sólidos de 26,6%, un pH de 10,1, y un tamaño de partícula de 515
nm. Una valoración con ácido mostró una buena encapsulación del
núcleo con sólo 2,5% del ácido del núcleo valorable. Se determinó
que la densidad seca de este polímero fue de 0,5979 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 274,0 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 7. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS, y 720 gramos de estireno. Para la EM
II, se retiraron 91,4 gramos y se apartaron. La porción inicial de
la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 25,0 gramos
minuto y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de
sodio disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. La temperatura del lote se dejó
aumentar hasta 92ºC. Tras completar la EM II y coalimentar una
mezcla de 8 gramos de 4-hidroxi TEMPO, se añadieron
8 gramos de agua desionizada al calderín y el lote se enfrió hasta
85ºC. Cuando la temperatura del calderín alcanzó 85ºC, se añadió al
reactor la porción apartada de la EM II (91,4 gramos) seguido de la
adición de 42 gramos de hidróxido de amonio. La mezcla de reacción
se mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5 minutos, se añadió al
mismo una mezcla de 0,95 gramos de persulfato de sodio disueltos en
20 gramos de agua desionizada. La mezcla de reacción se mantuvo
durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se enfrió hasta
temperatura ambiente y se filtró para eliminar cualquier coágulo
formado. El látex final un contenido de sólidos de 26,6%, un pH de
10,3, y un tamaño de partícula de 650 nm. Una valoración con ácido
mostró una buena encapsulación del núcleo con sólo 5,4% del ácido
del núcleo valorable. Se determinó que la densidad seca de este
polímero fue de 0,5804 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2000 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 188,0 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 8. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 12,0 gramos de metacrilato de butilo, 105,6 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 3,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 160 gramos de agua
desionizada, 3,2 gramos de SDS, 600 gramos de estireno y 1,5 gramos
de metacrilato de alilo. Para la EM II, se retiraron 114 gramos y
se apartaron. La porción inicial de la EM II se añadió al calderín
a una velocidad de 12,5 gramos minuto y se coalimentó una mezcla de
1,9 gramos de persulfato de sodio disueltos en 75 gramos de agua
desionizada al reactor a una velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras
10 minutos, se aumentó la velocidad de la EM II hasta 25
gramos/minuto. La temperatura del calderín se dejó aumentar hasta
92ºC. Tras completar la EM II y coalimentar una mezcla de 8 gramos
de 4-hidroxi TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua
desionizada a la mezcla de reacción y el lote se enfrió hasta
85ºC. Cuando la temperatura del calderín alcanzó 85ºC, se añadió al
reactor la porción apartada de la EM II (114 gramos) seguido de la
adición de 38 gramos de hidróxido de amonio. La mezcla de reacción
se mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5 minutos, se añadió al
mismo una mezcla de 0,95 gramos de persulfato de sodio disueltos en
20 gramos de agua desionizada. El calderín se mantuvo durante 30
minutos a 85ºC y a continuación se enfrió hasta temperatura
ambiente y se filtró para eliminar cualquier coágulo formado. El
látex final un contenido de sólidos de 22,6%, un pH de 10,4, y un
tamaño de partícula de 1235 nm. Una valoración con ácido mostró
una buena encapsulación del núcleo con sólo 2,0% del ácido del
núcleo valorable. Se determinó que la densidad seca de este
polímero fue de 0,4670 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2000 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 188,9 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 9. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 12,0 gramos de metacrilato de butilo, 105,6 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 3,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 160 gramos de agua
desionizada, 3,2 gramos de SDS, 600 gramos de estireno, 3,0 gramos
de ácido graso de aceite de semilla de lino y 1,5 gramos de
metacrilato de alilo. Para la EM II, se retiraron 114 gramos y se
apartaron. La porción inicial de la EM II se añadió al calderín a
una velocidad de 12,5 gramos minuto y se coalimentó una mezcla de
1,9 gramos de persulfato de sodio disueltos en 75 gramos de agua
desionizada al reactor a una velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras
10 minutos, se aumentó la velocidad de la EM II hasta 25
gramos/minuto. La temperatura de la mezcla de reacción se dejó
aumentar hasta 92ºC. Tras completar la EM II y coalimentar una
mezcla de 8 gramos de 4-hidroxi TEMPO, se añadieron
8 gramos de agua desionizada a la mezcla de reacción y el lote se
enfrió hasta 85ºC. Cuando la temperatura del calderín alcanzó
85ºC, se añadió al reactor la porción apartada de la EM II (114
gramos) seguido de la adición de 38 gramos de hidróxido de amonio.
El contenido del calderín se mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras
mantener 5 minutos, se añadió al mismo una mezcla de 0,95 gramos de
persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada. El
lote se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se
enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para eliminar
cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de sólidos
de 22,4%, un pH de 10,3, y un tamaño de partícula de 1275 nm. Una
valoración con ácido mostró una buena encapsulación del núcleo con
sólo 4,5% del ácido del núcleo valorable. Se determinó que la
densidad seca de este polímero fue de 0,4357 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2000 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 270,3 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 10. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 12,0 gramos de metacrilato de butilo, 105,6 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 3,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 160 gramos de agua
desionizada, 3,2 gramos de SDS, 600 gramos de estireno, y 3,0
gramos de divinilbenceno. Para la EM II, se retiraron 114 gramos y
se apartaron. La porción inicial de la EM II se añadió al calderín
a una velocidad de 12,5 gramos minuto y se coalimentó una mezcla de
1,9 gramos de persulfato de sodio disueltos en 75 gramos de agua
desionizada al reactor a una velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras
10 minutos, se aumentó la velocidad de la EM II hasta 25
gramos/minuto. La temperatura de la mezcla de reacción se dejó
aumentar hasta 92ºC. Tras completar la EM II y coalimentar una
mezcla de 8 gramos de 4-hidroxi TEMPO, se añadieron
8 gramos de agua desionizada a la mezcla de reacción y el lote se
enfrió hasta 85ºC. Cuando la temperatura del calderín alcanzó
85ºC, se añadió al reactor la porción apartada de la EM II (114
gramos) seguido de la adición de 38 gramos de hidróxido de amonio.
La mezcla de reacción se mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5
minutos, se añadió al mismo una mezcla de 0,95 gramos de persulfato
de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada. La mezcla de
reacción se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se
enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para eliminar
cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de sólidos
de 22,1%, un pH de 10,0, y un tamaño de partícula de 907 nm. Una
valoración con ácido mostró una buena encapsulación del núcleo con
sólo 2,0% del ácido del núcleo valorable. Se determinó que la
densidad seca de este polímero fue de 0,4648 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2200 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 189,9 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 11. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 100 gramos de agua desionizada, 6,0
gramos de SDS, 21,6 gramos de metacrilato de butilo, 213,6 gramos
de metacrilato de metilo, y 4,8 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 6,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS (23%) y 720 gramos de estireno. Para
la EM II, se retiraron 137 gramos y se apartaron. La porción
inicial de la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 12,5
gramos minuto y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de
persulfato de sodio disueltos en 75 gramos de agua desionizada al
reactor a una velocidad de 2,0 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se
aumentó la velocidad de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La
temperatura de la mezcla de reacción se dejó aumentar hasta 92ºC.
Tras completar la EM II y coalimentar una mezcla de 8 gramos de
4-hidroxi TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua
desionizada a la mezcla de reacción y el lote se enfrió hasta 85ºC.
Cuando la mezcla de reacción alcanzó 85ºC, se añadió al reactor la
porción apartada de la EM II (137 gramos) seguido de la adición de
42 gramos de hidróxido de amonio. La mezcla de reacción se mantuvo
5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5 minutos, se añadió al mismo una
mezcla de 0,95 gramos de persulfato de sodio disueltos en 20 gramos
de agua desionizada. La mezcla de reacción se mantuvo durante 30
minutos a 85ºC y a continuación se enfrió hasta temperatura
ambiente y se filtró para eliminar cualquier coágulo formado. El
látex final un contenido de sólidos de 25,0%, un pH de 10,2, y un
tamaño de partícula de 276 nm. Una valoración con ácido mostró una
buena encapsulación del núcleo con sólo 4,5% del ácido del núcleo
valorable. Se determinó que la densidad seca de este polímero fue
de 0,6985 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2200 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 190,5 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 12. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 100 gramos de agua desionizada, 6,0
gramos de SDS, 21,6 gramos de metacrilato de butilo, 213,6 gramos
de metacrilato de metilo, y 4,8 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 6,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS y 720 gramos de estireno. Para la EM
II, se retiraron 91,4 gramos y se apartaron. La porción inicial de
la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 12,5 gramos
minuto y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de
sodio disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,0 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La temperatura de la
mezcla de reacción se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar la
EM II y coalimentar una mezcla de 8 gramos de
4-hidroxi TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua
desionizada a la mezcla de reacción y el lote se enfrió hasta 85ºC.
Cuando la mezcla de reacción alcanzó 85ºC, se añadió al reactor la
porción apartada de la EM II (91,4 gramos) seguido de la adición
de 42 gramos de hidróxido de amonio. La mezcla de reacción se
mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5 minutos, se añadió al
mismo una mezcla de 0,95 gramos de persulfato de sodio disueltos en
20 gramos de agua desionizada. La mezcla de reacción se mantuvo
durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se enfrió hasta
temperatura ambiente y se filtró para eliminar cualquier coágulo
formado. El látex final un contenido de sólidos de 26,0%, un pH de
10,2, y un tamaño de partícula de 213 nm. Una valoración con ácido
mostró una buena encapsulación del núcleo con sólo 4,0% del ácido
del núcleo valorable. Se determinó que la densidad seca de este
polímero fue de 0,7631 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2200 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 196,1 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 13. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 100 gramos de agua desionizada, 6,0
gramos de SDS, 21,6 gramos de metacrilato de butilo, 213,6 gramos
de metacrilato de metilo, y 4,8 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 6,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS, 720 gramos de estireno y 3,6 gramos
de ácido graso de aceite de semilla de lino. Para la EM II, se
retiraron 137 gramos y se apartaron. La porción inicial de la EM II
se añadió al calderín a una velocidad de 12,5 gramos minuto y se
coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,0 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La temperatura de la
mezcla de reacción se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar la
EM II y coalimentar una mezcla de 8 gramos de
4-hidroxi TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua
desionizada a la mezcla de reacción y el lote se enfrió hasta 85ºC.
Cuando la mezcla de reacción alcanzó 85ºC, se añadió al reactor la
porción apartada de la EM II (91,4 gramos) seguido de la adición
de 42 gramos de hidróxido de amonio. La mezcla de reacción se
mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5 minutos, se añadió al
mismo una mezcla de 0,95 gramos de persulfato de sodio disueltos en
20 gramos de agua desionizada. La mezcla de reacción se mantuvo
durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se enfrió hasta
temperatura ambiente y se filtró para eliminar cualquier coágulo
formado. El látex final un contenido de sólidos de 24,9%, un pH de
10,2, y un tamaño de partícula de 284 nm. Una valoración con ácido
mostró una buena encapsulación del núcleo con sólo 5,0% del ácido
del núcleo valorable. Se determinó que la densidad seca de este
polímero fue de 0,6500 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1620 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
2,66 gramos de persulfato de sodio disueltos en 21,0 gramos de
agua desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 146,3 gramos
del núcleo preparado en el ejemplo 14. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 70 gramos de agua desionizada, 4,2 gramos
de SDS, 15,1 gramos de metacrilato de butilo, 149,5 gramos de
metacrilato de metilo, y 3,36 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 133 gramos de agua
desionizada, 2,7 gramos de SDS y 504 gramos de estireno. Para la EM
II, se retiraron 64 gramos y se apartaron. La porción inicial de la
EM II se añadió al calderín a una velocidad de 8,8 gramos minuto y
se coalimentó una mezcla de 1,3 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 60 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 1,50 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de la EM II hasta 17,5 gramos/minuto. La temperatura de
la mezcla de reacción se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar
la EM II y coalimentar una mezcla de 5,6 gramos de
4-hidroxi TEMPO, se añadieron 5,6 gramos de agua
desionizada a la mezcla de reacción y el lote se enfrió hasta 85ºC.
Cuando la mezcla de reacción alcanzó 85ºC, se añadió al reactor la
porción apartada de la EM II (64,0 gramos) seguido de la adición
de 26,6 gramos de hidróxido de amonio. La mezcla de reacción se
mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5 minutos, se añadió al
mismo una mezcla de 0,67 gramos de persulfato de sodio disueltos en
14 gramos de agua desionizada. La mezcla de reacción se mantuvo
durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se enfrió hasta
temperatura ambiente y se filtró para eliminar cualquier coágulo
formado. El látex final un contenido de sólidos de 24,5%, un pH de
10,2, y un tamaño de partícula de 196 nm. Una valoración con ácido
mostró una buena encapsulación del núcleo con sólo 2,0% del ácido
del núcleo valorable. Se determinó que la densidad seca de este
polímero fue de 0,7955 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2000 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 195,4 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 15. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 3,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS y 720 gramos de estireno. Para la EM
II, se retiraron 137 gramos y se apartaron. La porción inicial de
la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 12,5 gramos
minuto y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de
sodio disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La temperatura de la
mezcla de reacción se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar la
EM II y coalimentar una mezcla de 8 gramos de
4-hidroxi TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua
desionizada a la mezcla de reacción y el lote se enfrió hasta 85ºC.
Cuando la mezcla de reacción alcanzó 85ºC, se añadió al reactor la
porción apartada de la EM II (137,0 gramos) seguido de la adición
de 42 gramos de hidróxido de amonio. La mezcla de reacción se
mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5 minutos, se añadió al
mismo una mezcla de 0,95 gramos de persulfato de sodio disueltos en
20 gramos de agua desionizada. La mezcla de reacción se mantuvo
durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se enfrió hasta
temperatura ambiente y se filtró para eliminar cualquier coágulo
formado. El látex final un contenido de sólidos de 25,2%, un pH de
10,0, y un tamaño de partícula de 305 nm. Una valoración con ácido
mostró una buena encapsulación del núcleo con sólo 4,0% del ácido
del núcleo valorable. Se determinó que la densidad seca de este
polímero fue de 0,6690 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 191,5 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 16. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS (23%), 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 3,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS (23%), 720 gramos de estireno, y 3,6
gramos de divinilbenceno. Para la EM II, se retiraron 137 gramos y
se apartaron. La porción inicial de la EM II se añadió al calderín
a una velocidad de 12,5 gramos minuto y se coalimentó una mezcla de
1,9 gramos de persulfato de sodio disueltos en 75 gramos de agua
desionizada al reactor a una velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras
10 minutos, se aumentó la velocidad de la EM II hasta 25
gramos/minuto. La temperatura del lote se dejó aumentar hasta 92ºC.
Tras completar la EM II y coalimentar una mezcla de 8 gramos de
4-hidroxi TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua
desionizada al calderín y el lote se enfrió hasta 85ºC. Cuando la
temperatura del calderín alcanzó 85ºC, se añadió al calderín la
porción apartada de la EM II (137,0 gramos) seguido de la adición
de 42 gramos de hidróxido de amonio. La temperatura del calderín se
mantuvo a 85ºC durante 5 minutos. Tras mantener 5 minutos, se
añadió al mismo una mezcla de 0,95 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 20 gramos de agua desionizada. El contenido del
calderín se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se
enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para eliminar
cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de sólidos
de 27,4%, un pH de 10,2, y un tamaño de partícula de 334 nm. Una
valoración con ácido mostró una buena encapsulación del núcleo con
sólo 2,5% del ácido del núcleo valorable. Se determinó que la
densidad seca de este polímero fue de 0,6445 g/cm^{3}.
Ejemplo 33
(Comparativo)
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 199,8 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 1. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS (23%), 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos
de metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS (23%), y 720 gramos de estireno. De
la EM II, se retiraron y separaron 137. La EM II se añadió al
calderín a una velocidad de 25,0 gramos minuto y se coalimentó una
mezcla de 1,9 gramos de persulfato de sodio disueltos en 75 gramos
de agua desionizada al reactor a una velocidad de 2,5
gramos/minuto. La temperatura del lote se dejó aumentar hasta 92ºC.
Tras completar la EM II y coalimentar, el lote se enfrió hasta 85ºC
(sin añadir inhibidor). Cuando la temperatura del calderín alcanzó
85ºC, se añadió al calderín la porción apartada de la EM II (137,0
gramos) seguido de la adición de 42 gramos de hidróxido de amonio.
La temperatura del calderín se mantuvo a 85ºC durante 5 minutos.
Tras mantener 5 minutos, se añadió al mismo una mezcla de 0,95
gramos de persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua
desionizada. El contenido del calderín se mantuvo durante 30
minutos a 85ºC y a continuación se enfrió hasta temperatura
ambiente y se filtró para eliminar cualquier coágulo formado. El
látex final un contenido de sólidos de 27,5%, un pH de 10,1, y un
tamaño de partícula de 320 nm. Una valoración con ácido mostró una
buena encapsulación del núcleo con sólo 4,0% del ácido del núcleo
valorable. Se determinó que la densidad seca de este polímero fue
de 0,7818 g/cm^{3}.
Ejemplo 34
(Comparativo)
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 1998,0 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 1. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS (23%), 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos
de metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS (23%) y 720 gramos de estireno. La
EM II se añadió al calderín a una velocidad de 25,0 gramos minuto y
se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. La temperatura del lote se dejó
aumentar hasta 92ºC. Tras haber añadido al calderín 777 gramos de
la EM II, se añadieron 42 gramos de hidróxido de amonio al calderín
y se continuó la EM II. Tras completar la EM II y coalimentar, el
lote de mantuvo durante 5 minutos a 92ºC. Tras mantener 5 minutos,
el lote se enfrió hasta 85ºC y se añadió al calderín una mezcla de
0,95 gramos de persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua
desionizada. El contenido del calderín se mantuvo durante 30
minutos a 85ºC y a continuación se enfrió hasta temperatura
ambiente y se filtró para eliminar cualquier coágulo formado. El
látex final un contenido de sólidos de 27,7%, un pH de 10,1, y un
tamaño de partícula de 406 nm. Una valoración del ácido mostró más
ácido del núcleo valorable (8,7%) en comparación con el ejemplo 17.
Se determinó que la densidad seca de este polímero fue de 0,6906
g/cm^{3}.
Ejemplo 35
(Comparativo)
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 1998,0 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 1. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS (23%), 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos
de metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS (23%) y 720 gramos de estireno. La
EM II se añadió al calderín a una velocidad de 25,0 gramos minuto y
se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. La temperatura del lote se dejó
aumentar hasta 92ºC. Tras haber añadido al calderín 457 gramos de
la EM II, se añadieron 42 gramos de hidróxido de amonio al calderín
y se continuó la EM II. Tras completar la EM II y coalimentar, el
lote de mantuvo durante 5 minutos a 92ºC. Tras mantener 5 minutos,
el lote se enfrió hasta 85ºC y se añadió al calderín una mezcla de
0,95 gramos de persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua
desionizada. El contenido del calderín se mantuvo durante 30
minutos a 85ºC y a continuación se enfrió hasta temperatura
ambiente y se filtró para eliminar cualquier coágulo formado. El
látex final tuvo un contenido de sólidos de 24,0%, un pH de 10,0 y
un tamaño de partícula de 573 nm que supuso un aumento del tamaño
de partícula en comparación con el Ejemplo 17 (404 nm); se observó
algo de agregación de las partículas, que puede corresponder al
aumento del tamaño de partícula medido. El aumento del tamaño de
partícula es una indicación de la agregación de partículas causada
por un aumento de la cantidad de ácido del núcleo en la fase
acuosa, y de hecho una valoración del ácido mostró un mayor ácido
del núcleo valorable (14,4%) en comparación con el ejemplo 17. Se
determinó que la densidad seca de este polímero fue de 0,6367
g/cm^{3}.
Ejemplo 36
(Comparativo)
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 189,9 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 5. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS, y 720 gramos de estireno. La EM II
se añadió al calderín a una velocidad de 12,5 gramos minuto y se
coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de alimentación de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La
temperatura del calderín se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras haber
alimentado al calderín 777 gramos de la EM II, se añadieron
entonces 42 gramos de hidróxido de amonio al calderín. Tras
completar la EM II y las coalimentaciones, se mantuvo el lote
durante 5 minutos a 92ºC. Tras mantener 5 minutos, el lote se
enfrió hasta 85ºC y se añadió al calderín una mezcla de 0,95 gramos
de persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada.
El contenido del calderín se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a
continuación se enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para
eliminar cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de
sólidos de 27,8%, un pH de 10,2, y un tamaño de partícula de 570
nm. Una valoración con ácido mostró una buena encapsulación del
núcleo con sólo 5,0% del ácido del núcleo valorable. Se determinó
que la densidad seca de este polímero fue de 0,6364 g/cm^{3}.
Ejemplo 37
(Comparativo)
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 189,9 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 5. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS, y 720 gramos de estireno. La EM II
se añadió al calderín a una velocidad de 12,5 gramos minuto y se
coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de alimentación de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La
temperatura del calderín se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras haber
alimentado al calderín 457 gramos de la EM II, se añadieron
entonces 42 gramos de hidróxido de amonio al calderín. Tras
completar la EM II y las coalimentaciones, se mantuvo el lote
durante 5 minutos a 92ºC. Tras mantener 5 minutos, el lote se
enfrió hasta 85ºC y se añadió al calderín una mezcla de 0,95 gramos
de persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada.
El contenido del calderín se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a
continuación se enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para
eliminar cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de
sólidos de 26,5%, un pH de 10,2, y un tamaño de partícula de 725
nm, lo que supuso un aumento del tamaño de partícula en comparación
con el ejemplo 21 (577 nm). El aumento del tamaño de partícula es
una indicación de la agregación de partículas causada por un
aumento de la cantidad de ácido del núcleo en la fase acuosa, y de
hecho una valoración del ácido mostró un mayor ácido del núcleo
valorable (18,5%) en comparación con el ejemplo 21. Se determinó
que la densidad seca de este polímero fue de 0,6284 g/cm^{3}.
Ejemplo 38
(Comparativo)
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 189,9 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 5. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS, y 720 gramos de estireno. La EM II
se añadió al calderín a una velocidad de 12,5 gramos minuto y se
coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de alimentación de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La
temperatura del calderín se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar
la EM II y las coalimentaciones, se añadieron entonces al calderín
42 gramos de hidróxido de amonio. El lote se mantuvo durante 5
minutos a 92ºC. Tras mantener 5 minutos, el lote se enfrió hasta
85ºC y se añadió al calderín una mezcla de 0,95 gramos de
persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada. El
contenido del calderín se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a
continuación se enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para
eliminar cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de
sólidos de 27,3%, un pH de 10,3, y un tamaño de partícula de 530
nm. Una valoración con ácido mostró una buena encapsulación del
núcleo con sólo 2,0% del ácido del núcleo valorable. Se determinó
que la densidad seca de este polímero fue de 0,8220 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 189,9 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 5. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS, y 720 gramos de estireno. Para la EM
II, se retiraron 137 gramos y se apartaron. La porción inicial de
la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 12,5 gramos
minuto y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de
sodio disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de alimentación de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La
temperatura del calderín se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras
completar la EM II y las coalimentaciones, se añadió una mezcla de
1 gramo de N,N,-dietilhidroxilamina y 8 gramos de agua desionizada
a la mezcla de reacción y el lote se enfrió hasta 85ºC. Cuando la
temperatura del calderín alcanzó 85ºC, se añadió al reactor la
porción apartada de la EM II (137 gramos) seguido de la adición de
42 gramos de hidróxido de amonio. La mezcla de reacción se mantuvo
5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5 minutos, se añadió al mismo una
mezcla de 0,95 gramos de persulfato de sodio disueltos en 20 gramos
de agua desionizada. La mezcla de reacción se mantuvo durante 30
minutos a 85ºC y a continuación se enfrió hasta temperatura
ambiente y se filtró para eliminar cualquier coágulo formado. El
látex final un contenido de sólidos de 26,0%, un pH de 10,2, y un
tamaño de partícula de 580 nm. Una valoración con ácido mostró una
buena encapsulación del núcleo con sólo 5,0% del ácido del núcleo
valorable. Se determinó que la densidad seca de este polímero fue
de 0,5574 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 189,9 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 5. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS, y 720 gramos de estireno. Para la EM
II, se retiraron 137 gramos y se apartaron. La porción inicial de
la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 12,5 gramos
minuto y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de
sodio disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de alimentación de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La
temperatura del calderín se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras
completar la EM II y las coalimentaciones, se añadieron 42 gramos
de una disolución al 1% de sal de magnesio de
4-nitrosofenol en agua al contenido del calderín y
el lote se enfrió hasta 85ºC. Cuando la temperatura del calderín
alcanzó 85ºC, se añadió al reactor la porción apartada de la EM II
(137 gramos) seguido de la adición de 42 gramos de hidróxido de
amonio. La mezcla de reacción se mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras
mantener 5 minutos, se añadió al mismo una mezcla de 0,95 gramos de
persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada. La
mezcla de reacción se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a
continuación se enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para
eliminar cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de
sólidos de 26,8%, un pH de 10,2, y un tamaño de partícula de 585
nm. Una valoración con ácido mostró una buena encapsulación del
núcleo con sólo 5,4% del ácido del núcleo valorable. Se determinó
que la densidad seca de este polímero fue de 0,5481 g/cm^{3}.
Ejemplo 41
(Comparativo)
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2000 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 188,0 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 8. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 12,0 gramos de metacrilato de butilo, 105,6 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 3,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 160 gramos de agua
desionizada, 3,2 gramos de SDS, 600 gramos de estireno, y 1,5
gramos de metacrilato de alilo. La EM II se añadió al calderín a
una velocidad de 12,5 gramos minuto y se coalimentó una mezcla de
1,9 gramos de persulfato de sodio disueltos en 75 gramos de agua
desionizada al reactor a una velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras
10 minutos, se aumentó la velocidad de la EM II hasta 25
gramos/minuto. La temperatura del calderín se dejó aumentar hasta
92ºC. Tras haber alimentado al calderín 650 gramos de la EM II, se
añadieron 38 gramos de hidróxido de amonio al calderín. Tras
completar la EM II y coalimentar, el lote de mantuvo durante 5
minutos a 92ºC. Tras mantener 5 minutos, el lote se enfrió hasta
85ºC y se añadió al calderín una mezcla de 0,95 gramos de
persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada. El
calderín se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se
enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para eliminar
cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de sólidos
de 22,9%, un pH de 10,3, y un tamaño de partícula de 976 nm. Una
valoración con ácido mostró una buena encapsulación del núcleo con
sólo 4,4% del ácido del núcleo valorable. Se determinó que la
densidad seca de este polímero fue de 0,5247 g/cm^{3}.
Ejemplo 42
(Comparativo)
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2000 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 188,0 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 8. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 12,0 gramos de metacrilato de butilo, 105,6 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 3,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 160 gramos de agua
desionizada, 3,2 gramos de SDS, 600 gramos de estireno, y 1,5
gramos de metacrilato de alilo. La EM II se añadió al calderín a
una velocidad de 12,5 gramos minuto y se coalimentó una mezcla de
1,9 gramos de persulfato de sodio disueltos en 75 gramos de agua
desionizada al reactor a una velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras
10 minutos, se aumentó la velocidad de la EM II hasta 25
gramos/minuto. La temperatura del calderín se dejó aumentar hasta
92ºC. Tras haber completado la EM II y las coalimentaciones, se
añadieron al calderín 38 gramos de hidróxido de amonio y el lote se
mantuvo durante 5 minutos. Tras mantener 5 minutos, el lote se
enfrió hasta 85ºC y se añadió al calderín una mezcla de 0,95 gramos
de persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada.
El calderín se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a continuación
se enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para eliminar
cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de sólidos
de 22,9%, un pH de 10,2, y un tamaño de partícula de 1023 nm. Una
valoración con ácido mostró una buena encapsulación del núcleo con
sólo 2,7% del ácido del núcleo valorable. Se determinó que la
densidad seca de este polímero fue de 0,6945 g/cm^{3}.
Ejemplo 43
(Comparativo)
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2000 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 195,4 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 15. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 3,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS y 720 gramos de estireno. La EM II se
añadió al calderín a una velocidad de 12,5 gramos minuto y se
coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La temperatura de la
mezcla de reacción se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar la
EM II y las coalimentaciones, se añadieron al calderín 42 gramos de
hidróxido de amonio y el lote se mantuvo a 92ºC durante 5 minutos.
Tras mantener 5 minutos, se añadió al mismo una mezcla de 0,95
gramos de persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua
desionizada. La mezcla de reacción se mantuvo durante 30 minutos a
85ºC y a continuación se enfrió hasta temperatura ambiente y se
filtró para eliminar cualquier coágulo formado. El látex final un
contenido de sólidos de 25,5%, un pH de 10,2, y un tamaño de
partícula de 232 nm. Una valoración con ácido mostró una buena
encapsulación del núcleo con sólo 6,4% del ácido del núcleo
valorable. Se determinó que la densidad seca de este polímero fue
de 0,9115 g/cm^{3}.
Ejemplo 44
(Comparativo)
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2000 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 195,4 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 15. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 3,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS y 720 gramos de estireno. La EM II se
añadió al calderín a una velocidad de 12,5 gramos minuto y se
coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La temperatura de la
mezcla de reacción se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras haber añadido
al calderín 777 gramos de la EM II, se añadieron 42 gramos de
hidróxido de amonio al calderín. Tras completar la EM II y las
coalimentaciones, se mantuvo el lote durante 5 minutos a 92ºC. Tras
mantener 5 minutos, se añadió al mismo una mezcla de 0,95 gramos
de persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada.
La mezcla de reacción se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a
continuación se enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para
eliminar cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de
sólidos de 25,2%, un pH de 10,2, y un tamaño de partícula de 268
nm. Una valoración con ácido mostró una buena encapsulación del
núcleo con 7,2% del ácido del núcleo valorable. Se determinó que la
densidad seca de este polímero fue de 0,7688 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2200 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 196,1 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 13. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 100 gramos de agua desionizada, 6,0
gramos de SDS, 21,6 gramos de metacrilato de butilo, 213,6 gramos
de metacrilato de metilo, y 4,8 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 6,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS, 720 gramos de estireno, y 1,8
gramos de metacrilato de alilo. Para la EM II, se retiraron 137
gramos y se apartaron. La porción inicial de la EM II se añadió al
calderín a una velocidad de 12,5 gramos minuto y se coalimentó una
mezcla de 1,9 gramos de persulfato de sodio disueltos en 75 gramos
de agua desionizada al reactor a una velocidad de 2,0
gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la velocidad de la EM II
hasta 25 gramos/minuto. La temperatura de la mezcla de reacción se
dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar la EM II y coalimentar una
mezcla de 8 gramos de 4-hidroxi TEMPO, se añadieron
8 gramos de agua desionizada a la mezcla de reacción y el lote se
enfrió hasta 85ºC. Cuando la mezcla de reacción alcanzó 85ºC, se
añadió al reactor la porción apartada de la EM II (91,4 gramos)
seguido de la adición de 42 gramos de hidróxido de amonio. La
mezcla de reacción se mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5
minutos, se añadió al mismo una mezcla de 0,95 gramos de persulfato
de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada. La mezcla de
reacción se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se
enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para eliminar
cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de sólidos
de 25,6%, un pH de 10,1, y un tamaño de partícula de 237 nm. Una
valoración con ácido mostró una buena encapsulación del núcleo con
sólo 2,9% del ácido del núcleo valorable. Se determinó que la
densidad seca de este polímero fue de 0,6868 g/cm^{3}.
Ejemplo 46
(Comparativo)
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2200 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 189,9 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 11. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 100 gramos de agua desionizada, 6,0
gramos de SDS, 21,6 gramos de metacrilato de butilo, 213,6 gramos
de metacrilato de metilo, y 4,8 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 6,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS (23%) y 720 gramos de estireno. La
EM II se añadió al calderín a una velocidad de 12,5 gramos minuto y
se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,0 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La temperatura de la
mezcla de reacción se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras haber añadido
al calderín 822 gramos de la EM II, se añadieron 42 gramos de
hidróxido de amonio al contenido del calderín. Tras completar la EM
II y coalimentar, el lote de mantuvo durante 5 minutos a 92ºC. Tras
mantener 5 minutos, se añadió al mismo una mezcla de 0,95 gramos
de persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada.
La mezcla de reacción se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a
continuación se enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para
eliminar cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de
sólidos de 26,1%, un pH de 10,2, y un tamaño de partícula de 270
nm. Una valoración con ácido mostró una buena encapsulación del
núcleo con sólo 3,0% del ácido del núcleo valorable. Se determinó
que la densidad seca de este polímero fue de 0,7746 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 191,5 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 16. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS (23%), 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 3,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS (23%) y 720 gramos de estireno. Para
la EM II, se retiraron 137 gramos y se apartaron. La porción
inicial de la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 12,5
gramos minuto y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de
persulfato de sodio disueltos en 75 gramos de agua desionizada al
reactor a una velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se
aumentó la velocidad de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La
temperatura del lote se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar la
EM II y coalimentar una mezcla de 8 gramos de
4-hidroxi TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua
desionizada al calderín y el lote se enfrió hasta 85ºC. Cuando la
temperatura del calderín alcanzó 85ºC, se añadió al calderín la
porción apartada de la EM II (137,0 gramos) seguido de la adición
de 42 gramos de hidróxido de amonio. La temperatura del calderín se
mantuvo a 85ºC durante 5 minutos. Tras mantener 5 minutos, se
añadió al mismo una mezcla de 0,95 gramos de persulfato de sodio
disueltos en 20 gramos de agua desionizada. El contenido del
calderín se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a continuación se
enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para eliminar
cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de sólidos
de 27,5%, un pH de 10,2, y un tamaño de partícula de 385 nm. Una
valoración con ácido mostró una buena encapsulación del núcleo con
sólo 4,0% del ácido del núcleo valorable. Se determinó que la
densidad seca de este polímero fue de 0,6226 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 1.700 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 271,5 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 4. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS (23%), 10,8 gramos de metacrilato de butilo, 106,8 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 4,5 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 190 gramos de agua
desionizada, 3,8 gramos de SDS (23%), y 720 gramos de estireno.
Para la EM II, se retiraron 91,4 gramos y se apartaron. La porción
inicial de la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 25
gramos minuto y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de
persulfato de sodio disueltos en 75 gramos de agua desionizada al
reactor a una velocidad de 2,5 gramos/minuto. La temperatura del
calderín se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar la EM II y
coalimentar una mezcla de 8 gramos de 4-hidroxi
TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua desionizada al calderín y el
lote se enfrió hasta 85ºC. Cuando la temperatura del calderín
alcanzó 85ºC, se añadió al reactor la porción apartada de la EM II
(91,4 gramos) seguido de la adición de 42 gramos de hidróxido de
amonio. El contenido del reactor se mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras
mantener 5 minutos, se añadió al mismo una mezcla de 0,95 gramos de
persulfato de sodio disueltos en 20 gramos de agua desionizada. La
mezcla de reacción se mantuvo durante 30 minutos a 85ºC y a
continuación se enfrió hasta temperatura ambiente y se filtró para
eliminar cualquier coágulo formado. El látex final un contenido de
sólidos de 27,6%, un pH de 10,0, y un tamaño de partícula de 525
nm. Una valoración con ácido mostró una buena encapsulación del
núcleo con sólo 4,4% del ácido del núcleo valorable. Se determinó
que la densidad seca de este polímero fue de 0,5979 g/cm^{3}.
Se equipó un matraz de fondo redondo de cuatro
bocas de 5 litros con un agitador de paletas, un termómetro, una
toma de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se añadió agua
desionizada, 2000 gramos, al calderín y se calentó hasta 86ºC en
atmósfera de nitrógeno. Se añadieron al agua calentada del calderín
3,8 gramos de persulfato de sodio disueltos en 30 gramos de agua
desionizada. Esto vino seguido inmediatamente de 188,0 gramos del
núcleo preparado en el ejemplo 8. Se preparó una emulsión de
monómero (EM I) mezclando 50 gramos de agua desionizada, 3,0 gramos
de SDS, 12,0 gramos de metacrilato de butilo, 105,6 gramos de
metacrilato de metilo, y 2,4 gramos de ácido metacrílico, y se
añadió al calderín a una velocidad de 3,0 gramos/minuto a una
temperatura de 80ºC. Tras completar la EM I, se preparó una segunda
emulsión de monómero (EM II) mezclando 136 gramos de agua
desionizada, 2,7 gramos de SDS, 406,5 gramos de estireno, 102
gramos de acrilonitrilo, y 1,5 gramos de metacrilato de alilo. Se
preparó una tercera emulsión de monómero (EM III) mezclando 24
gramos de agua desionizada, 0,5 gramos de SDS, 0,2 gramos de
metacrilato de alilo, y 90 gramos de estireno. La porción inicial
de la EM II se añadió al calderín a una velocidad de 12,5 gramos
minuto y se coalimentó una mezcla de 1,9 gramos de persulfato de
sodio disueltos en 75 gramos de agua desionizada al reactor a una
velocidad de 2,5 gramos/minuto. Tras 10 minutos, se aumentó la
velocidad de la EM II hasta 25 gramos/minuto. La temperatura del
calderín se dejó aumentar hasta 92ºC. Tras completar la EM II y
coalimentar una mezcla de 8 gramos de 4-hidroxi
TEMPO, se añadieron 8 gramos de agua desionizada la mezcla de
reacción y el lote se enfrió hasta 85ºC. Cuando la temperatura del
calderín alcanzó 85ºC, se añadió al reactor la EM III seguido de la
adición de 38 gramos de hidróxido de amonio. La mezcla de reacción
se mantuvo 5 minutos a 85ºC. Tras mantener 5 minutos, se añadió al
mismo una mezcla de 0,95 gramos de persulfato de sodio disueltos en
20 gramos de agua desionizada. El calderín se mantuvo durante 30
minutos a 85ºC y a continuación se enfrió hasta temperatura
ambiente y se filtró para eliminar cualquier coágulo formado. El
látex final un contenido de sólidos de 22,5%, un pH de 10,1, y un
tamaño de partícula de 906 nm. Una valoración con ácido mostró una
buena encapsulación del núcleo con sólo 2,0% del ácido del núcleo
valorable. Se determinó que la densidad seca de este polímero fue
de 0,4539 g/cm^{3}.
Claims (9)
1. Un procedimiento para preparar partículas
poliméricas de emulsión que comprende:
a) proporcionar una emulsión acuosa de
i) un polímero de emulsión multietapa, que
comprende un polímero de etapa de núcleo y un polímero de etapa de
recubrimiento,
en el que el polímero de la etapa de núcleo
comprende, como unidades polimerizadas, entre 5 y 100 por ciento en
peso, basado en el peso del polímero de la etapa del núcleo, de
monómero hidrófilo monoetilénicamente insaturado, y entre 0 y 95
por ciento en peso, basado en el peso del polímero de la etapa de
núcleo, de al menos un monómero no iónico monoetilénicamente
insaturado; y en el que el polímero de la etapa de recubrimiento
comprende, como unidades polimerizadas, al menos 50 por ciento en
peso de monómero monoetilénicamente insaturado no iónico;
ii) monómero en un nivel de al menos 0,5 por
ciento en peso basado en el peso del polímero de emulsión
multietapa; y
iii) un agente de hinchamiento
en condiciones en las que no exista una
polimerización apreciable del monómero; y
b) reducir el nivel de monómero al menos un
cincuenta por ciento.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1 en
el que las condiciones en las que no existe una notable
polimerización se obtienen añadiendo una cantidad eficaz de uno o
más inhibidores de la polimerización o agentes reductores.
3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el
que se añaden uno o más inhibidores de la polimerización o agentes
reductores en una cantidad entre 25 y 5.000 ppm basado en los
sólidos poliméricos
4. El procedimiento de la reivindicación 2 o de
la reivindicación 3 en el que el o los inhibidores de la
polimerización se seleccionan del grupo constituido por
N,N-dietilhidroxilamina,
N-nitrosodifenilamina,
2,4-dinitrofenilhidrazina,
p-fenilenediamina, fenotiazina, aloocimeno,
trietilfosfito, 4-nitrosofenol,
2-nitrofenol, p-aminofenol,
4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidiniloxi,
radical libre (4-hidroxi TEMPO), hidroquinona,
p-metoxihidroquinona,
terc-butil-p-hidroquinona,
2,5-di-terc-butil-p-hidroquinona,
1,4-naftalendiol,
4-terc-butilcatecol, sulfato de
cobre, nitrato de cobre, cresol y fenol.
5. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2,
en el que el monómero a un nivel de al menos 0,5 por ciento en
peso basado en el peso del polímero de emulsión multietapa es uno o
más de los monómeros utilizados para preparar el polímero de
emulsión multietapa.
6. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2,
en el que el monómero en un nivel de al menos 0,5 por ciento en
peso basado en el peso del polímero de emulsión multietapa es un
monómero no iónico.
7. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2 en
el que el agente de hinchamiento se selecciona entre una base
volátil, una base fija, y combinaciones de las mismas.
8. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2 en
el que el nivel del monómero se reduce a menos de 10.000 ppm en
base a los sólidos poliméricos polimerizando dicho monómero.
9. Una emulsión polimérica acuosa que comprende
agua y un polímero de emulsión multietapa hinchada que se puede
obtener por el procedimiento de la reivindicación 3, en la que la
densidad aparente seca de la emulsión multietapa hinchada es: menos
de 0,77 g/cm^{3} cuando el polímero de emulsión multietapa
hinchado tiene un tamaño de partícula por debajo de 275 nm; menos
de 0,74 g/cm^{3} cuando el polímero de emulsión multietapa
hinchada tiene un tamaño de partícula entre 275 y 500 nm; menos de
0,59 g/cm^{3} cuando el polímero de emulsión multietapa hinchada
tiene un tamaño de partícula entre 501 y 750 nm; menos de 0,46
g/cm^{3} cuando el polímero de emulsión multietapa hinchada tiene
un tamaño de partícula entre 751 y 1.300 nm.
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