NO119252B - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
NO119252B
NO119252B NO436768A NO436768A NO119252B NO 119252 B NO119252 B NO 119252B NO 436768 A NO436768 A NO 436768A NO 436768 A NO436768 A NO 436768A NO 119252 B NO119252 B NO 119252B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
emulsifier
vinyl
polymerization
polymer particles
water
Prior art date
Application number
NO436768A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
F Donat
Original Assignee
Goodrich Co B F
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US202954A external-priority patent/US3189587A/en
Priority claimed from NO14905063A external-priority patent/NO118237B/no
Application filed by Goodrich Co B F filed Critical Goodrich Co B F
Priority to NO436768A priority Critical patent/NO119252B/no
Publication of NO119252B publication Critical patent/NO119252B/no

Links

Landscapes

  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av stabile vanndispersjoner Process for the production of stable water dispersions

av en polymer av minst en vinylmonomer. of a polymer of at least one vinyl monomer.

Tillegg til patent nr. 106.657 Addendum to patent no. 106,657

Oppfinnelsen vedrører polymerisasjon av vinylforbindelser i The invention relates to the polymerization of vinyl compounds i

vannholdig dispersjon, på en slik måte at det dannes stabile poly-merdispersjoner, hvorved man i en eneste polymerisasjonsreaksjon sikrer minst to adskilte grupper, av polymerpartikler av forskjellige partikkelstørrelser, hvorav minst en har jevn partikkelstørrelse. aqueous dispersion, in such a way that stable polymer dispersions are formed, whereby in a single polymerization reaction at least two separate groups of polymer particles of different particle sizes are ensured, of which at least one has a uniform particle size.

Oppfinnelsen utgjør en forbedring i forhold til den frem- The invention constitutes an improvement in relation to the

gangsmåte som er beskrevet i patent nr. IO6.657. Heri beskrives visse vinyl- og/eller vinylidenpolymeridispersjoner, hvori polymer- method described in patent no. IO6,657. Certain vinyl and/or vinylidene polymer dispersions are described herein, in which polymer

partiklene er sfæriske og med likeformet, regulert størrelse og som fremstilles ved polymerisasjon av vinylmonomer i vannholdig medium under anvendelse av en "uoppløselig såpe" som eneste emulgerings- the particles are spherical and of equal shape, regulated size and which are produced by polymerization of vinyl monomer in an aqueous medium using an "insoluble soap" as the only emulsifying agent

middel. De på denne måte fremstilte dispersjoner er imidlertid ustabile og de utsettes for skjærekrefter (shear unstable), dvs. polymerpartiklene skilles fra dispersjonen hvis ikke ytterste for-siktighet iakttas med hensyn til graden og typen av omrøring som foretas under polymerisasjonsreaksjonen. Dette er avgjort en ulempe, spesielt ved arbeide i fabrikkmålestokk. medium. However, the dispersions produced in this way are unstable and are exposed to shear forces (shear unstable), i.e. the polymer particles are separated from the dispersion if extreme caution is not observed with regard to the degree and type of stirring that is carried out during the polymerization reaction. This is definitely a disadvantage, especially when working on a factory scale.

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremstilling av en stabil vannholdig dispersjon av en polymer av minst en vinylmonomer ved polymerisering av den monomere i et vannholdig medium, som fra begynnelsen inneholder en vannuoppløselig såpe som eneste emulgérings-middel, i henhold til patent nr. IO6.657, og fremgangsmåten er karakterisert ved at det til det vannholdige medium etter minst 1% og høyst 50$ overføring av monomeren til polymerpartikler, settes et vannoppløselig emulgeringsmiddel, fortrinnsvis i form av et NH^-, The present invention relates to the production of a stable aqueous dispersion of a polymer of at least one vinyl monomer by polymerization of the monomer in an aqueous medium, which from the beginning contains a water-insoluble soap as the only emulsifying agent, according to patent no. 106,657, and the method is characterized in that a water-soluble emulsifier is added to the water-containing medium after at least 1% and at most 50% transfer of the monomer to polymer particles, preferably in the form of

Na- eller K-salt av en monokarboksylisk fettsyre eller et hydrokarbonsulfat med 8-22 karbonatomer i en mengde som utgjør et regulert overskudd ut over det som trenges til stabilisering av polymerpartiklene under polymerisasjonen for dannelse eller initiering av en gruppe nye polymerpartikler når polymerisasjonen skrider frem, hvorved man i en eneste polymerisasjonsreaksjon sikrer minst to adskilte grupper av polymerpartikler av forskjellig partikkelstørrelse, hvorav minst en har jevn partikkelstørrelse. Na or K salt of a monocarboxylic fatty acid or a hydrocarbon sulfate with 8-22 carbon atoms in an amount that constitutes a regulated excess over and above what is needed to stabilize the polymer particles during the polymerization for the formation or initiation of a group of new polymer particles as the polymerization progresses , whereby in a single polymerization reaction at least two separate groups of polymer particles of different particle size are ensured, of which at least one has a uniform particle size.

Tilsetningen av det vannoppløselige emulgeringsmiddel i regulert overskudd utover det som trenges til stabilisering av polymerpartiklene under polymerisasjonen for dannelse eller initiering av en gruppe nye polymerpartikler når polymerisasjonen skrider frem, tilveiebringer en fremgangsmåte til i en eneste polymerisasjons-reaks jon å sikre minst to adskilte grupper av polymerpartikler med forskjellig størrelse, hvorav den ene og største har jevn partikkel-størrelse. Slike blandinger med polymerpartikler av forskjellig størrelse er verdifulle som plastisolharpikser, da den erholdte plastisol, når harpiksen er suspendert i et mykningsmiddel, har i høy grad ønskelige flyteegenskaper. The addition of the water-soluble emulsifier in controlled excess beyond that required for stabilization of the polymer particles during the polymerization to form or initiate a group of new polymer particles as the polymerization progresses provides a method of ensuring in a single polymerization reaction at least two distinct groups of polymer particles of different sizes, of which one and the largest has a uniform particle size. Such mixtures with polymer particles of different sizes are valuable as plastisol resins, since the resulting plastisol, when the resin is suspended in a plasticizer, has highly desirable flow properties.

Oppfinnelsen skal nærmere beskrives med hensyn til 1) de anvendte vinylmonomeres egenskaper, 2) den anvendte uoppløselige såpes egenskaper, 3) det tilsatte vannoppløselige emulgeringsmiddels egenskaper. The invention shall be described in more detail with regard to 1) the properties of the vinyl monomers used, 2) the properties of the insoluble soap used, 3) the properties of the added water-soluble emulsifier.

Vinylmonomerene er slike med en eneste polymeriserbar The vinyl monomers are those with a single polymerizable

eller CH2=gruppering, idet det er tydelig at uttrykket "vinyl" or CH2=grouping, it being clear that the term "vinyl"

menes å innbefatte både vinyl og vinyliden. Typiske eksempler på slike monbmere er vinylklorid, vinylidenklorid, vinylacetat, metylmetakrylat, etylmetakrylat, etylakrylat, n-butylakrylat, tert.-butylakrylat, styren og lignende samt deres ekvivalenter. Mest hensiktsmessig som vinylmonomere ved fremgangsmåten er vinylklorid, vinylidenklorid, vinylacetat, metylmetakrylat og styren samt blandinger herav. De mest hensiktsmessige monomere ifølge oppfinnelsen er slike som utgjøres av minst 70 vektprosent av minst en av de angitte monomere og fra 0 til ^ Ofo av minst en annen hermed sampoly-meriserbar monomer. is meant to include both vinyl and vinylidene. Typical examples of such monomers are vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, styrene and the like as well as their equivalents. Most suitable as vinyl monomers in the method are vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate, methyl methacrylate and styrene and mixtures thereof. The most suitable monomers according to the invention are those which consist of at least 70% by weight of at least one of the specified monomers and from 0 to 10% of at least one other copolymerizable monomer.

Aller mest hensiktsmessig som monomer som skal anvendes i foreliggende fremgangsmåte er slike som utgjøres av 70-100 vektprosent vinylklorid, vinylidenklorid, vinylacetat, metylmetakrylat og styren og fra 0 til 30 vektprosent av minst en annen dermed sam-polymeriserbar monomer. The most suitable monomers to be used in the present process are those which are made up of 70-100% by weight of vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate, methyl methacrylate and styrene and from 0 to 30% by weight of at least one other copolymerizable monomer.

Blant andre monomere som er anvendbare i mindre mengder ved sampolymerisasjon av de vesentlig angitte monomere som er angitt oven-for, merkes monoolefinisk umettede monomere, spesielt slike med en CH2=C-gruppering eller en -CH=CH-gruppering. Typiske monoolefinisk umettede monomere innbefatter andre vinylhalogenider, som vinylbromid, vinylfluorid, vinylidenbromid, vinylidenfluorid, klorotrifluoroeten, 1,2-dikloroeten o.l.; andre vinylestere, som vinylpropionat, vinyl-butyrat, vinylbenzoat, vinyllaurat, isopropylenkaproat og lignende; akrylat- og andre metakrylatestere, som metylakrylat, etylakrylat, propylakrylat, isopropylakrylat, butylakrylat, amylakrylat, heksyl-akrylat, heptylakrylat, oktylakrylat, dodecylakrylat, fenylakrylat, cykloheksylakrylat, etylmetakrylat, propylmetakrylat, butylmetakrylat, amylmetakrylat, heksylmetakrylat, heptylmetakrylat, oktylmetakrylat, nonylmetakrylat, decylmetakrylat, dodecylmetakrylat, fenylmetakrylat, cykloheksylmetakrylat og lignende, maleat- og fumarestere, som dietyl-maleat, dipropylmaleat, dibutylmaleat, diamylmaleat, diheksylmaleat, dioktylmaleat, dilaurylmaleat, dimetylfumarat, dietylfumarat, di-propylfumarat, dibutylfumarat, diheptylfumarat, dioktylfumarat, di-decylfumarat, dicykloheksylfumarat, difenylfumarat og lignende; andre vinylaromatiske monomere, som a-metylstyren, vinyltoluen, vinylxylen, vinylnaftalen og lignende; monoolefiner, som eten, propen, buten, penten, heksen, cykloheksen og lignende; vinyletere, som vinylmetyl-eter, vinyletyleter, vinylpropyleter, vinylbutyleter, vinylamyleter, vinylheksyleter, vinyloktyleter, vinylcykloheksyleter, vinylfenyl-eter, vinylbenzyleter og lignende; allylestere og -etere, som allyl-acetat, allyllaurat, allylbenzoat, allylmetyleter, allyletyleter og lignende; vinylcyanid som akrylonitril, metakrylonitril, iinyliden-cyanid og lignende; a,p-olefinisk umettede karbonsyrer og anhydrider herav, som akrylsyre, metakrylsyre, maleinsyre, itakonsyre, citrakon-syre, akonitsyre og lignende; a,p-olefinisk umettede syreamider, som akrylamid, metakrylamid, N-metylakrylamid, N,N-didietylakrylamid, N,N-dipropyImetakrylamid, N-fenylakrylamid, N-metylolakrylamid, N-metylolmetakrylamid, N-vinylpyrrolidon og lignende; vinylamin, som vinylpyridiner og lignende samt andre. Among other monomers which can be used in smaller amounts in the copolymerization of the essentially indicated monomers indicated above, monoolefinically unsaturated monomers are noted, especially those with a CH2=C grouping or a -CH=CH grouping. Typical monoolefinically unsaturated monomers include other vinyl halides, such as vinyl bromide, vinyl fluoride, vinylidene bromide, vinylidene fluoride, chlorotrifluoroethene, 1,2-dichloroethene and the like; other vinyl esters, such as vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl benzoate, vinyl laurate, isopropylencaproate and the like; acrylate and other methacrylate esters, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, amyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl acrylate, dodecyl acrylate, phenyl acrylate, cyclohexyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, amyl methacrylate, hexyl methacrylate, heptyl methacrylate, octyl methacrylate, decyl methacrylate, nonyl methacrylate , dodecyl methacrylate, phenyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate and the like, maleate and fumar esters, such as diethyl maleate, dipropyl maleate, dibutyl maleate, diamyl maleate, dihexyl maleate, dioctyl maleate, dilauryl maleate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, di-propyl fumarate, dibutyl fumarate, diheptyl fumarate, dioctyl fumarate, di-decyl fumarate, dicyclohexyl fumarate , diphenyl fumarate and the like; other vinyl aromatic monomers, such as α-methylstyrene, vinyltoluene, vinylxylene, vinylnaphthalene and the like; monoolefins, such as ethylene, propene, butene, pentene, hexene, cyclohexene and the like; vinyl ethers, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, vinyl butyl ether, vinyl amyl ether, vinyl hexyl ether, vinyl octyl ether, vinyl cyclohexyl ether, vinyl phenyl ether, vinyl benzyl ether and the like; allyl esters and ethers, such as allyl acetate, allyl laurate, allyl benzoate, allyl methyl ether, allyl ethyl ether and the like; vinyl cyanide such as acrylonitrile, methacrylonitrile, inylidene cyanide and the like; a,p-olefinically unsaturated carboxylic acids and anhydrides thereof, such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, aconitic acid and the like; α,β-olefinically unsaturated acid amides, such as acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, N,N-diethylacrylamide, N,N-dipropylmethacrylamide, N-phenylacrylamide, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, N-vinylpyrrolidone and the like; vinylamine, such as vinylpyridines and the like as well as others.

Spesielt hensiktsmessig er sampolymerisat av 70-100 vektprosent vinylklorid og 0-30 vektprosent av en eller flere monomere med formelen Particularly suitable is a copolymer of 70-100 weight percent vinyl chloride and 0-30 weight percent of one or more monomers with the formula

hvori R betegner hydrogen eller en alkylgruppe med 1-4 karbonatomer og R-^ betegner en hydrokarbongruppe med 1-12 karbonatomer. Mest hensiktsmessig er monomere hvori R i de angitte formler er en alkylgruppe med 1-8 karbonatomer. wherein R denotes hydrogen or an alkyl group with 1-4 carbon atoms and R-^ denotes a hydrocarbon group with 1-12 carbon atoms. Most suitable are monomers in which R in the stated formulas is an alkyl group with 1-8 carbon atoms.

" Uoppløselige såper", som skal anvendes. "Insoluble soaps", to be used.

"Uoppløselige såper" som er anvendbare som eneste begynnel-sesemulgeringsmiddel ved foreliggende fremgangsmåte er uoppløselige metallsåper, som litiumsalter og salter av flerverdige metaller av mettede, umettede og substituerte fettsyrer. Fettsyredelen, som er mest hensiktsmessig i foreliggende uoppløselige såper er oktansyre, ste.arinsyre, oleinsyre, linolensyre, ricinolsyre, palmitinsyre, abietinsyre og lignende. Mest hensiktsmessig er enbasiske mettede syrer med 8-22 karbonatomer. "Insoluble soaps" which are useful as the sole initial emulsifier in the present process are insoluble metal soaps, such as lithium salts and polyvalent metal salts of saturated, unsaturated and substituted fatty acids. The fatty acid part, which is most appropriate in the present insoluble soaps, is octanoic acid, stearic acid, oleic acid, linolenic acid, ricinoleic acid, palmitic acid, abietic acid and the like. Most suitable are monobasic saturated acids with 8-22 carbon atoms.

I foreliggende oppfinnelse innbefattes de uoppløselige såper som har formelen (X-COO)nM, hvori X betegner en alkylgruppe med 7-21 karbonatomer og M betegner litium, barium, kalsium, magnesium, kadmium, sink, bly, tinn eller aluminium og n er et helt tall, som tilsvarer valensen for M. De oppløselige såper kan ifylles som sådanne i reaksjonsblandingen før initieringen av polymerisasjonen eller de kan fremstilles i den forpolymeriserte blanding ved reaksjon av en av de angitte fettsyrer med et oppløselig salt eller en base av et hensiktsmessig metall, f.eks. dets hydroksy, sulfat, fosfat, etc. Foreliggende uoppløselige såpeemulgeringsmidd-el er mest anvendbart i intervallet fra ca. 0,075 til 3 vektdeler, for- Included in the present invention are the insoluble soaps having the formula (X-COO)nM, where X denotes an alkyl group with 7-21 carbon atoms and M denotes lithium, barium, calcium, magnesium, cadmium, zinc, lead, tin or aluminum and n is an integer, which corresponds to the valence of M. The soluble soaps can be introduced as such into the reaction mixture before the initiation of the polymerization or they can be prepared in the prepolymerized mixture by reaction of one of the specified fatty acids with a soluble salt or a base of an appropriate metal , e.g. its hydroxy, sulfate, phosphate, etc. Available insoluble soap emulsifiers are most applicable in the interval from approx. 0.075 to 3 parts by weight, for-

trinnsvis fra 0,1 til 1,0 vektdeler pr. 100 vektdeler monomer. gradually from 0.1 to 1.0 parts by weight per 100 parts by weight monomer.

Det er ved variasjon av den organiske dels kjedelengde i It is by variation of the chain length of the organic part i

det "uoppløselige såpe"-emulgeringsmidlet, som anvendes ved foreliggende fremgangsmåte, mulig å variere den endelige partikkel-størrelse hos et gitt vinylpolymerprodukt. Et uoppløselig såpe-emulgeringsmiddel med lengere kjedelengde hos fettsyren gir vanligvis harpikser med større partikkelstørrelse enn såpeemulgeringsmidler med kortere fettsyrer. Ved fettsyrer med mindre enn 12 karbonatomer øker imidlertid igjen partikkelstørrelsen. the "insoluble soap" emulsifier used in the present process, it is possible to vary the final particle size of a given vinyl polymer product. An insoluble soap emulsifier with a longer chain length of the fatty acid usually produces resins with a larger particle size than soap emulsifiers with shorter fatty acids. For fatty acids with less than 12 carbon atoms, however, the particle size increases again.

Tilsatt vannoppløselig emulgeringsmiddel. Added water-soluble emulsifier.

Det i henhold til oppfinnelsen tilsatte, vannoppløselige emulgeringsmiddel kan være et av de velkjente, kationiske, anioniske eller ikke-ioniske typer av emulgeringsmidlet og overflateaktivt middel. The water-soluble emulsifier added according to the invention can be one of the well-known, cationic, anionic or non-ionic types of the emulsifier and surfactant.

De oppløselige emulgeringsmidler er iblant inndelt i fukte-middel, stabiliseringsmiddel, detergenter, suspenderingsmiddel etc. The soluble emulsifiers are sometimes divided into wetting agents, stabilizers, detergents, suspending agents etc.

Et emulgeringsmiddel anvendes i en emulsjonstilberedning for å øke lettheten for dannelse av emulsjonen og fremme emulsjonens stabilitet. Disse virkninger følges vanligvis av nedsetning i spenningen i grensesjiktet mellom de to fasene, resp. av opptreden som beskyttelses-kolloid. An emulsifier is used in an emulsion preparation to increase the ease of formation of the emulsion and promote the emulsion's stability. These effects are usually followed by a reduction in the voltage in the boundary layer between the two phases, resp. of acting as a protective colloid.

Emulgeringsmidlene kan alt etter deres opptreden inndeles i ioniske og ikke-ioniske. Den ioniske typen av emulgeringsmiddel be-står av en organisk, lyofil gruppe og en hydrofilgruppe. De ioniske typene kan videre oppdeles i anioniske og kationiske, avhengig av den ioniske gruppens egenskaper. Den lyofile del av molekylet anses vanligvis å være den overflateaktive delen. I såpe utgjør således den overflateaktive fettsyredel av molekylet anionen i molekylet, Depending on their behavior, the emulsifiers can be divided into ionic and non-ionic. The ionic type of emulsifier consists of an organic, lyophilic group and a hydrophilic group. The ionic types can be further divided into anionic and cationic, depending on the properties of the ionic group. The lyophilic part of the molecule is usually considered to be the surfactant part. In soap, the surface-active fatty acid part of the molecule thus constitutes the anion in the molecule,

og såper klassifiseres derfor som anioniske emulgeringsmidler. Slik det kan ventes, er anioniske og kationiske overflateaktive midler ikke gjensidig kombinerbare. På grunn av de motsatte ionladningene har de tendens til å nøytralisere hverandre og deres overflateaktive virkning oppheves. and soaps are therefore classified as anionic emulsifiers. As might be expected, anionic and cationic surfactants are not mutually combinable. Because of the opposite ionic charges, they tend to neutralize each other and their surface-active effect is canceled out.

Ikke-ioniske emulgeringsmidler er fullstendig kovalente og viser ikke noen påtagelig tendens til ionisering. De kan derfor kombineres med andre ikke-ioniske, overflateaktive midler og med enten anioniske eller kationiske midler. De ikke ioniske emulgeringsmidler er likeledes mer ufølsomme for innvirkning av elektrolytter enn anioniske overflateaktive midler. Nonionic emulsifiers are completely covalent and show no appreciable tendency to ionize. They can therefore be combined with other non-ionic surfactants and with either anionic or cationic agents. The non-ionic emulsifiers are likewise more insensitive to the influence of electrolytes than anionic surfactants.

Typiske kationiske emulgeringsmidler innbefatter kvartære salter med lang kjede, som cetyl-trietylammoniumklorid, alkyldi-metylbenzyl-ammoniumklorider og lignende. Anioniske emulgeringsmidler innbefatter natriumstearat, kaliumlaurat, morfolinoleat, natriumlaurylsulfat, natrium-2-etylheksylsulfat, natriumxylensulfonat, natriumnaftalensulfonat, natriumalkylnaftalensulfonat, natriumsulfo-succinat, natriumoljesyresulfonat, natriumricinoljesulfonat, glycerolmonostearat inneholdende et natriumfettalkoholsulfat, glycerolmonostearat inneholdende en såpe og lignende. Ikke-ioniske emulgeringsmidler omfatter polyoksyetylenfettalkoholer, polyglykol-fettsyreestere, polyoksyetylenmodifiserte fettsyreestere, polyoksy-etylenpolyolfettsyreestere, polyoksypropylenfettalkoholestere, polypropylenglykolfettsyreestere, polyoksypropylenmodifiserte fettsyreestere , polyoksypropylenpolyolfettsyreestere, polyolfettsyre-monoestere, flerverdige alkoholfettsyre-, di-, tri-, etc, -estere, kolesterol og fettsyreestere, oksyderte fete oljer og lignende. Kjente emulgeringsmidler og overflateaktive midler kan også anvendes. Typical cationic emulsifiers include long chain quaternary salts such as cetyl triethyl ammonium chloride, alkyl dimethyl benzyl ammonium chlorides and the like. Anionic emulsifiers include sodium stearate, potassium laurate, morpholino oleate, sodium lauryl sulfate, sodium 2-ethylhexyl sulfate, sodium xylene sulfonate, sodium naphthalene sulfonate, sodium alkyl naphthalene sulfonate, sodium sulfosuccinate, sodium oleic acid sulfonate, sodium castor oil sulfonate, glycerol monostearate containing a sodium fatty alcohol sulfate, glycerol monostearate containing a soap, and the like. Nonionic emulsifiers include polyoxyethylene fatty alcohols, polyglycol fatty acid esters, polyoxyethylene modified fatty acid esters, polyoxyethylene polyol fatty acid esters, polyoxypropylene fatty alcohol esters, polypropylene glycol fatty acid esters, polyoxypropylene modified fatty acid esters, polyoxypropylene polyol fatty acid esters, polyol fatty acid monoesters, polyhydric alcohol fatty acid, di-, tri-, etc, esters, cholesterol, and fatty acid esters oxidized fatty oils and the like. Known emulsifiers and surfactants can also be used.

De mest hensiktsmessige oppløselige såper er imidlertid ammonium-, natrium- eller kaliumsalter av monokarboksyliske fettsyrer med 8-22 karbonatomer, som ammoniumstearat, ammoniumlaurat, natrium-laurat, kaliumlaurat, kaliummyristat og lignende. However, the most suitable soluble soaps are ammonium, sodium or potassium salts of monocarboxylic fatty acids with 8-22 carbon atoms, such as ammonium stearate, ammonium laurate, sodium laurate, potassium laurate, potassium myristate and the like.

Fremgangsmåten utføres ved at det vannoppløselig emulgeringsmiddel tilsettes i en mengde som utgjør et regulert overskudd ut over det som trenges til stabilisering av polymerpartiklene og kan tilsettes i porsjoner eller kontinuerlig under polymerisasjonsreaksjonen, idet polymerisasjonen fortrinnsvis fortsetter til mer enn 4-0$ av monomeren er overført til polymerpartikler. The method is carried out by adding the water-soluble emulsifier in an amount that constitutes a regulated excess over and above what is needed to stabilize the polymer particles and can be added in portions or continuously during the polymerization reaction, the polymerization preferably continuing until more than 4-0$ of the monomer has been transferred to polymer particles.

Emulgeringsmidlet kan med fordel tilsettes i overskudd av The emulsifier can advantageously be added in excess of

3 til 25$ ut over det som trenges til stabilisering av polymerpartiklene. 3 to 25$ in addition to what is needed to stabilize the polymer particles.

Fremgangsmåten omfatter følgende trinn, nemlig at 1) polymerisasjonen av en eller flere vinylmonomere, f.eks. vinylklorid, utføres i et vannholdig medium i vesentlig fravær av oksygen ved en temperatur fra ca. 0 til 100°C eller høyere i nærvær av en uoppløselig såpe som eneste emulgeringsmiddel til overføringen av monomer til polymer har nådd en verdi fra 1 til 5®f0> samt deretter 2) en prøve tas ut fra polymerisasjonsblandingen, blandingen avgasses omhyggelig, prøven avkjøles til værelsestemperatur og prøvelateksen titreres med en standardoppløsning av et vanlig emulgeringsmiddel, hvorved overflatespenningen avsettes mot konsentrasjonen av vanlig emulgeringsmiddel, samt at 3) vanlig emulgeringsmiddel settes til polymerisasjonen utover den konsentrasjon som beregnes fra brytningspunktet i kurven over overflatespenningen i forhold til konsentrasjonen av vanlig emulgeringsmiddel samt at polymerisasjonen tillates å skride frem til ønsket overføring. De angitte trinn 2) og 3) kan gjentas flere enn en gang under polymerisasjonen. Når det anvendes høyere polymerisasjonstemperaturer, dvs. over ca. 50°C, bør titreringen i trinn 2) utføres ved polymerisasjonstemperaturer for korrigering for overflatespenningsvariasjonen. The method comprises the following steps, namely that 1) the polymerization of one or more vinyl monomers, e.g. vinyl chloride, is carried out in an aqueous medium in the substantial absence of oxygen at a temperature from approx. 0 to 100°C or higher in the presence of an insoluble soap as the sole emulsifier until the transfer of monomer to polymer has reached a value of 1 to 5®f0> and then 2) a sample is taken from the polymerization mixture, the mixture is carefully degassed, the sample is cooled to room temperature and the sample latex is titrated with a standard solution of a common emulsifier, whereby the surface tension is set against the concentration of common emulsifier, and that 3) common emulsifier is added to the polymerization in excess of the concentration calculated from the breaking point in the curve over the surface tension in relation to the concentration of common emulsifier, and that the polymerization is allowed to progress to the desired transfer. The stated steps 2) and 3) can be repeated more than once during the polymerization. When higher polymerization temperatures are used, i.e. above approx. 50°C, the titration in step 2) should be carried out at polymerization temperatures to correct for the surface tension variation.

Det er klart at den angitte fremgangsmåte også kan utføres på en rutinemessig måte etterat tilstrekkelige forsøksverdier av den angitte type er oppnådd for en gitt sammensetning, helt enkelt ved at 1) polymerisasjonen av vinylklorid i et vannholdig medium i nærvær av en uoppløselig såpe som eneste emulgeringsmiddel initieres samt at polymerisasjonen tillates å skride frem til en viss begrenset grad av overføring, at 2) overføringsgraden bestemmes ved slike midler som trykkfall, metning av tørrstoffinnhold, etc. samt at deretter vanlig emulgeringsmiddel tilsettes i en mengde som i forveien er beregnet til å være nødvendig overskuddsmessig for en gitt overføring. It is clear that the specified method can also be carried out in a routine manner after sufficient experimental values of the specified type have been obtained for a given composition, simply by 1) the polymerization of vinyl chloride in an aqueous medium in the presence of an insoluble soap as the sole emulsifier is initiated as well as that the polymerization is allowed to progress to a certain limited degree of transfer, that 2) the degree of transfer is determined by means such as pressure drop, saturation of dry matter content, etc. and that then ordinary emulsifier is added in an amount that is calculated in advance to be necessary surplus for a given transfer.

Eksempel 1. Example 1.

Et 1 liters med rustfritt stål innkledd reaksjonskar ut-styrt med en skjermomrører med et 7»5 cm anker og en trykkmåler ble fylt med følgende bestanddeler: A 1 liter stainless steel lined reaction vessel equipped with a screen stirrer with a 7" 5 cm anchor and a pressure gauge was filled with the following ingredients:

Før tilsetning av vinylkloridmonomeren ble reaksjonskaret spylt fritt for luft ved hjelp av en nitrogengasstrøm og polymeri-sas jonsreaks jonen ble utført ved ca. ^ >Q°C under en omrøring på 300-350 omdreininger/min. Ved viss begrenset overføring (med andre ord ved noen tid etter påbegynnelsen av polymerisasjonsreaksjonen), ble det tatt ut en 20 g prøve av reaksjonsblandingen fra reaksjonskaret ved hjelp av en veterinærsprøyte (trykktype) og prøvens nøy-aktige verdi ble bestemt. Prøven ble deretter omhyggelig avgasset (vinylkloriden ble omhyggelig utluftet fra sprøyten) og ble deretter innstilt på værelsestemperatur. Prøvens overflatespenning ble deretter målt ved hjelp av et Cenco Du Nuoy Interfacial Tensiometer. Små tilsetninger av en vannholdig oppløsning av standardemulgeringsmiddel ble deretter satt til prøven, prøven ble nøyaktig omrørt etter hver tilsetning, og prøvens overflatespenning ble målt på ny. På denne måte utførtes en avsetning av overflatespenning i forhold til volumet av oppløsningen av standard-emulgeringsmiddel, og det viste seg at det fremkom en rett linje med et skarpt brytningspunkt og utjevning så snart et overskudd av emulgeringsmiddel var til stede i prøven. Volumet av standardemulgeringsmidlet ved brytningen i den rette linje i diagrammet ble deretter bestemt, optimalt volum standardemulgeringsmiddel, som skal tilsettes for nøyaktig stabilisering av nærværende partikler, ble bestemt, og et forøvrig bestemt overskudd utover dette optimale volum standardemulgeringsmiddel ble satt til polymerisasjonsblandingen. Den optimale mengde standard-emulgeringsmiddel, som kreves for tilsetning til polymerisasjons-reaks jonsblandingen for stabilisering uten initiering av noen som helst nye partikler ble bestemt på følgende måte: Before adding the vinyl chloride monomer, the reaction vessel was purged of air using a stream of nitrogen gas and the polymerization reaction was carried out at approx. ^ >Q°C under stirring at 300-350 rpm. At certain limited transfer (in other words, at some time after the initiation of the polymerization reaction), a 20 g sample of the reaction mixture was withdrawn from the reaction vessel by means of a veterinary syringe (pressure type) and the exact value of the sample was determined. The sample was then carefully degassed (the vinyl chloride was carefully vented from the syringe) and then brought to room temperature. The surface tension of the sample was then measured using a Cenco Du Nuoy Interfacial Tensiometer. Small additions of an aqueous solution of standard emulsifier were then added to the sample, the sample was accurately stirred after each addition, and the sample's surface tension was remeasured. In this way, a deposition of surface tension was carried out in relation to the volume of the solution of standard emulsifier, and it was found that a straight line appeared with a sharp breaking point and leveling off as soon as an excess of emulsifier was present in the sample. The volume of the standard emulsifier at the break in the straight line in the diagram was then determined, the optimum volume of standard emulsifier to be added for accurate stabilization of the particles present was determined, and an otherwise determined excess beyond this optimum volume of standard emulsifier was added to the polymerization mixture. The optimum amount of standard emulsifier required to be added to the polymerization reaction mixture for stabilization without initiation of any new particles was determined as follows:

Vekt av reaksjonskarets innhold ( lateks) X Weight of the reaction vessel's contents (latex) X

Prøvens vekt The weight of the sample

Volum av standardemulgeringsmiddel = Volume of standard emulsifier =

(funnet gjennom titrering) (found through titration)

Optimalt volum standardemulgeringsmiddel,som Optimum volume standard emulsifier, which

skal settes til reaksjonskaret. must be added to the reaction vessel.

"Vekten av reaksjonskarets innhold" i den angitte ligning "The weight of the reaction vessel's contents" in the given equation

bestemmes på følgende måte: is determined as follows:

Vekten av reaksjonskarets innhold = opprinnelig vekt av alle ifylte bestanddeler - kombinert vekt av alle uttatte prøver fra reaksjonskaret. The weight of the reaction vessel's contents = original weight of all filled components - combined weight of all samples taken from the reaction vessel.

En annen måte til å bestemme den optimale mengde standard-emulgeringsmiddel, som skal settes til reaksjonskaret er følgende: Another way to determine the optimal amount of standard emulsifier to add to the reaction vessel is as follows:

Vekt av bare lateks i reaksjonskaret Weight of just latex in the reaction vessel

vekt av avgasset prøve weight of degassed sample

Volum av standardemulgeringsmiddel Volume of standard emulsifier

(funnet gjennom titrering) (found through titration)

hvori "vekt av bare lateks i reaksjonskaret" bestemmes fra måling av totalt tørrstoffinnhold eller mindre nøyaktig ved trykkfallverdier. in which "weight of latex alone in reaction vessel" is determined from measurement of total solids content or less accurately by pressure drop values.

Resultater av flere polymerisasjoner utført på angitt måte, er opp-stilt i tabell 1. Den anvendte oppløsning av standardemulgeringsmiddel var en 5%- lg vannoppløsning av kaliumlaurat. Results of several polymerizations carried out in the indicated manner are listed in table 1. The solution of standard emulsifier used was a 5% aqueous solution of potassium laurate.

Partikkelstørrelsen og formen ble bestemt ved uttagning av en liten lateksprøve, fortynning av denne med dest. vann, avsetning av en liten mengde åv den fortynnede lateks på et- kobbernett, nøyaktig tørkning og elektronmikrofotografering av de avsatte partikler under anvendelse av et elektronmikroskop Phillips Model E.M. 100B. The particle size and shape were determined by taking a small latex sample, diluting this with dist. water, depositing a small amount of the diluted latex on a copper grid, accurate drying and electron microphotography of the deposited particles using a Phillips Model E.M. electron microscope. 100B.

Eksempel 2. Example 2.

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt, foruten at en 2%-ig vannoppløsning av natriumlaurylsulfat ble anvendt som oppløsning av standardemulgeringsmiddel. Resultatet av flere forsøk vises i tabell 2. The procedure in example 1 was repeated, except that a 2% water solution of sodium lauryl sulfate was used as a solution of standard emulsifier. The results of several trials are shown in table 2.

Eksempel 3. Example 3.

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt under anvendelse av følgende sammensetning: The procedure of Example 1 was repeated using the following composition:

Det anvendte standardemulgeringsmiddel var en 0>~ ±g vann-oppløsning av kaliumlaurat. Flere forsøk ble utført og i hvert og ett ble det gjort to tilsetninger av standardemulgeringsmiddel. Den første tilsetning utgjorde et overskudd standardemulgeringsmiddel, og den andre tilsetning ved høyere overføring utgjorde teoretisk mengde emulgeringsmiddel som nøyaktig kreves for å beskytte alle nærværende partikler i polymerisasjonsmediet. Resultatet av disse forsøk vises i tabell 3* The standard emulsifier used was a 0>~±g water solution of potassium laurate. Several trials were carried out and in each one two additions of standard emulsifier were made. The first addition was an excess of standard emulsifier, and the second addition at higher transmission was the theoretical amount of emulsifier exactly required to protect all particles present in the polymerization medium. The results of these tests are shown in table 3*

Eksempel 4. Example 4.

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt under anvendelse av følgende sammensetning: The procedure of Example 1 was repeated using the following composition:

Polymerisasjonen ble utført ved 75°C« Vannet, bariumlauratet og KgSgOg ble innført i reaksjonskaret, temperaturen brakt til 75°c og nitrogengass ble boblet gjennom reaksjonsblandingen på en kontinuerlig måte under hele polymerisasjonen. Omrøringen ble påbegynt og styrenet dosert inn i reaksjonsblandingen med en hastighet av ca. 10 dråper/min. under polymerisasjonens forløp. Det ved titreringene og tilsetningene anvendte standardemulgeringsmiddel var en 2%-ig vannoppløsning av kaliumlaurat. Den første tilførsel av standard-emulgeringsmiddel skjedde ved 2,12% overføring, og et 10 vektprosentig overskudd såpe ble anvendt (0,80 vektdeler). Partikkelstørrelsen ved tiden for den første tilførsel var 2200Å, og partiklene var jevne. Den andre tilførsel av standardemulgeringsmiddel skjedde ved 5 > 77% overføring, og et 10%-ig overskudd emulgeringsmiddel (grunnet på titreringen) ble anvendt. Latekspartiklene var ved tidenJbr den andre tilførsel i to jevne grupper, idet de større partiklene var jevne sfærer med diameter J^ OoK, og de små partikler var jevne med diameter 2200Å. Polymerisasjonen ble utført til 100% overføring, og den endelige lateks besto av tre adskilte grupper av jevne partikler, idet de større partiklene var 8100Å i diameter, mellompartiklene 56OOÅ i diameter og de små partiklene var 3000Å i diameter. The polymerization was carried out at 75°C. The water, barium laurate and KgSgOg were introduced into the reaction vessel, the temperature was brought to 75°C and nitrogen gas was bubbled through the reaction mixture in a continuous manner throughout the polymerization. Stirring was started and the styrene dosed into the reaction mixture at a rate of approx. 10 drops/min. during the course of polymerization. The standard emulsifier used in the titrations and additions was a 2% water solution of potassium laurate. The first addition of standard emulsifier was at 2.12% transfer, and a 10 weight percent excess soap was used (0.80 parts by weight). The particle size at the time of the first feed was 2200Å and the particles were uniform. The second addition of standard emulsifier occurred at 5 > 77% transfer, and a 10% excess emulsifier (based on the titration) was used. The latex particles were at the time Jbr the second supply in two even groups, the larger particles being even spheres with diameter J^ OoK, and the small particles being even with diameter 2200Å. The polymerization was carried out to 100% transfer and the final latex consisted of three distinct groups of uniform particles, the larger particles being 8100Å in diameter, the intermediate particles 56OOÅ in diameter and the small particles being 3000Å in diameter.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en stabil vannholdig dispersjon av en polymer av minst en vinylmonomer ved polymerisering av den monomere i et vannholdig medium, som fra begynnelsen inneholder en vannuoppløselig såpe som eneste emulgeringsmiddel, i henhold til patent nr. IO6.657, karakterisert ved at det til det vannholdige medium etter minst 1% og høyst 50% overføring av monomeren til polymerpartikler, settes et vannoppløselig emulgeringsmiddel, fortrinnsvis i form av et NH^-, Na- eller K-salt av en monokarboksylisk fettsyre eller et hydrokarbonsulfat med 8-22 karbonatomer i en mengde som utgjør et regulert overskudd ut over det som trenges til stabili sering av polymerpartiklene under polymerisasjonen for dannelse eller initiering av en gruppe nye polymerpartikler når polymerisasjonen skrider frem, hvorved man i en eneste polymerisasjonsreaksjon sikrer minst to adskilte grupper av polymerpartikler av forskjellig partikkelstørrelse, hvorav minst en har jevn partikkelstørrelse.1. Process for producing a stable aqueous dispersion of a polymer of at least one vinyl monomer by polymerizing the monomer in an aqueous medium, which from the beginning contains a water-insoluble soap as the only emulsifier, according to patent no. 106,657, characterized by that a water-soluble emulsifier is added to the water-containing medium after at least 1% and at most 50% transfer of the monomer to polymer particles, preferably in the form of an NH^-, Na- or K-salt of a monocarboxylic fatty acid or a hydrocarbon sulfate with 8- 22 carbon atoms in an amount that constitutes a regulated excess over and above what is needed for stability separation of the polymer particles during the polymerization to form or initiate a group of new polymer particles as the polymerization progresses, thereby ensuring in a single polymerization reaction at least two separate groups of polymer particles of different particle size, at least one of which has a uniform particle size. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at det vannoppløselige emulgeringsmidlet tilsettes i mengder av 3 til 25% i overskudd.2. Method according to claim 1, characterized in that the water-soluble emulsifier is added in amounts of 3 to 25% in excess.
NO436768A 1962-06-18 1968-11-04 NO119252B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO436768A NO119252B (en) 1962-06-18 1968-11-04

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US20295562A 1962-06-18 1962-06-18
US202954A US3189587A (en) 1962-06-18 1962-06-18 Emulsion polymerization process using soluble and insoluble emulsifiers
NO14905063A NO118237B (en) 1962-06-18 1963-06-15
NO436768A NO119252B (en) 1962-06-18 1968-11-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO119252B true NO119252B (en) 1970-04-20

Family

ID=27484024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO436768A NO119252B (en) 1962-06-18 1968-11-04

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO119252B (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1963380B1 (en) Fluoropolymer dispersion and method for making the same
EP2611840B1 (en) Method of producing fluoropolymers using acid-functionalized monomers
US4046730A (en) Vinyl chloride polymer latexes with two monodisperse modes
US20070032591A1 (en) Polymerization of fluoropolymers using alkyl phosphonate surfactants
US4093581A (en) Emulsion polymerization of vinyl chloride using prehomogenized mixed emulsifier system
US3882195A (en) Pre-emulsification-delayed initiation suspension pearl polymerization process
CA1044391A (en) Method of emulsion polymerization using phosphate esters of normal alkanols as surfactant
US3189582A (en) Polymerization process for polyvinylidene chloride and copolymers thereof using an insoluble metallic soap as sole emulsifier
US4098978A (en) Process for emulsion polymerization of vinylidene halides and product thereof
US3189587A (en) Emulsion polymerization process using soluble and insoluble emulsifiers
EP0071116B1 (en) Suspension polymerization with cosolvent partitioning
NO119252B (en)
NO780705L (en) PROCEDURE FOR EMINULATION POLYMERIZATION OF VINYL CHLORIDE
US3055855A (en) Process for emulsion polymerization of butadiene-unsaturated carboxylic acid copolymers and product thereof
US2829134A (en) Process for polymerizing vinyl chloride in aqueous emulsion
JP2001526314A (en) Polymerization method
RU2144043C1 (en) Method for production of vinylidene chloride or vinyl chloride polymers and copolymers
KR20130135273A (en) Vinyl chloride copolymer latex and method for producing same
SE439487B (en) PROCEDURE FOR PREPARING VINYL CHLORIDE AMPOLYMER DISPERSIONS WITH REDUCED VINYL CHLORIDE CONTENT
EP0043819A1 (en) Emulsion polymerization process with low emulsifier concentration.
US2849427A (en) Foam suppression of hot latex emulsions during recovery of monomers therein
US3244652A (en) Stable polyethylene latices
JP3563234B2 (en) Method for producing vinyl chloride polymer latex
EP0556053B1 (en) Polymerisation process
US4078136A (en) Process for the production of a copolymer from a gaseous monomer and a liquid monomer