PL180233B1 - Sposób wytwarzania soli sodowej kopolimeru styrenowo-maleinowego - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania soli sodowej kopolimeru styrenowo-maleinowego w rozpuszczalniku organicznym, tworzącym środowisko kopolimeryzacji, znamienny tym, że do reaktora, zawierającego 70-120 części wagowych etylobenzenu wprowadza się 5-15 części wagowych styrenu, 0,5-1,0 części wagowych akrylanów alkilowych, korzystnie akrylanu butylu, 8-15 części wagowych bezwodnika maleinowego, po czym w temperaturze 70-75°C dodaje się pierwsząporcję nadtlenku benzoilu w ilości 0,07-0,17 części wagowych i przez okres około 1 godziny prowadzi się reakcję kopolimeryzacji w temperaturze 95- 115°C, a następnie w temperaturze 75-80°C dodaje się drugą porcję nadtlenku benzoilu w ilości 0,13-0,33 części wagowych i dalej prowadzi się reakcję kopolimeryzacji przez okres około 1 godziny w temperaturze 110-140°C, po czym do reaktora wprowadza się 0,2-1,0 części wagowych oleju wazelinowego lub parafinowego, 0,4-2,0 części wagowych alkoholu wielowodorotlenowego, korzystnie poliglikolu o ciężarze cząsteczkowym 400 oraz alkalia w postaci 1,5-3,5 części wagowych węglanu sodu lub wodorotlenku amonu i 5-10 części wagowych ługu sodowego, a także środki przeciwpieniące, poślizgowe i modyfikujące oraz wodę, po czym oddestylowuje się azeotrop etylobenzen-woda, dodaje się 1-10 części wagowych akryloamidu i zawartość reaktora miesza się przez okres około 1 godziny.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania soli sodowej kopolimeru styrenowomaleinowego w rozpuszczalniku organicznym tworzącym środowisko kopolimeryzacji, służącej do otrzymywania klejów i klejonek, zwłaszcza dla przemysłu włókienniczego.

Sposób znany z opisu polskiego zgłoszenia P-285077 przebiega w środowisku benzenu, a produkt znajduje zastosowanie w przemyśle włókienniczym. Szkodliwość benzenu wpływa jednak na ograniczenie stosowania procesu.

Znane z literatury inne rozpuszczalniki, jak np. toluen czy czterochlorek węgla nie dawały dotychczas możliwości wyeliminowania benzenu. Nie przyniosły powodzenia także próby zastosowania metylobenzenu.

Celem wynalazku jest znalezienie sposobu wytwarzania soli sodowej kopolimeru styrenowo-maleinowego przy zastosowaniu rozpuszczalnika bezpieczniejszego ekologicznie aniżeli benzen.

Stwierdzono, że jeżeliby do bezwodnego roztworu monomerów w etylobenzenie, takich jak bezwodnik maleinowy, styren i akrylany, dozować dwuetapowo inicjator kopolimeryzacji, a następnie podgrzewać, to można uzyskać wysoki stopień przereagowania monomerów w procesie kopolimeryzacji, a dodając potem poliglikol i roztwory alkaliów, otrzymuje się wodny roztwór soli sodowej kopolimeru.

Sposób według wynalazku polega na tym, że do reaktora, zawierającego 70-120 części wagowych etylobenzenu wprowadza się 5-15 części wagowych styrenu, 0,5-1 części wagowych akrylanów alkilowych, np. akrylanu butylu, 8-15 części wagowych bezwodnika maleinowego, po czym w temperaturze 70-75°C dodaje się pierwszą porcję nadtlenku benzoilu w ilości 0,07-0,17 części wagowych i przez 1 godzinę prowadzi się kopolimeryzację w temperaturze 95-115°C. Następnie w temperaturze 75-80°C dodaje się drugąporcję nadtlenku benzoilu wilości 0,13-0,33 części wagowych i prowadzi dalej kopolimeryzację przez 1 godzinęw temperaturze 110-140°C. Po zakończeniu reakcji kopolimeryzacji do reaktora wprowadza się 0,2-1,0 części wagowych oleju wazelinowego lub parafinowego oraz 0,4-2,0 części wagowych

180 233 alkoholu wielowodorotlenowego, korzystnie poliglikolu o średnim ciężarze cząsteczkowym 400, a następnie alkalia w postaci 1,5-3,5 części wagowych węglanu sodu lub wodorotlenku amonu i 5-10 części wagowych ługu sodowego, a także środki przeciwpieniące, poślizgowe i modyfikujące oraz wodę, po czym oddestylowuje się etylobenzen w postaci azeotropu etylobenzen-woda. Po oddestylowaniu azeotropu uzupełnia się odebraną wodę i dodaje 1-10 części wagowych akryloamidu i zawartość miesza się około 1 godziny. Korzystne jest by do pierwszego etapu polimeryzacji wprowadzać 1/3 całej przewidzianej w procesie porcji inicjatora, zaś do drugiego etapu 2/3 tej ilości. Po zakończeniu drugiego etapu polimeryzacji oznacza się wartość liczby jodowej, która nie powinna przekroczyć 1.

Dwuetapowo do reaktora można dozować także zawartość bezwodnika maleinowego, wprowadzając przed rozpoczęciem polimeryzacji pierwszą porcję jego ilości razem z pierwszą porcją inicjatora oraz przed drugim etapem polimeryzacji drugąjego porcję wraz z drugąporcją inicjatora.

Otrzymany roztwór wodny soli sodowej kwasu styrenowo-maleinowego posiada własności odpowiednie do wytwarzania na tej bazie klejonek i klejów. Produkt ma konsystencję płynnego miodu, wygląd lekko mętnej cieczy, pH=8-10, lepkość 500-1000 cP (20°C), zawartość suchej masy 30-40%. Z uzyskanych wydajności i zawartości suchej masy produktu wnioskuje się, że etylobenzen częściowo wchodzi w reakcję kopolimeryzacji.

Sposób według wynalazku jest łatwiejszy w realizacji i bezpieczniejszy ekologicznie od znanych sposobów z udziałem benzenu. Charakteryzują go następujące przykłady.

Przykład I

Do kolby o pojemności roboczej 2 dm³ wyposażonej w mieszadło oraz nasadkę azeotropową załadowano 1000 g etylobenzenu, 120 g styrenu, 8 g akrylanu butylu, 120 g bezwodnika maleinowego i 1,9 g nadtlenku benzoilu, ogrzano zawartość do 85°C i uruchomiono chłodzenie stosując łaźnię wodną. Wystąpił silny wzrost temperatury wymagający intensywnego chłodzenia mieszaniny w celu utrzymania temperatury na poziomie 110-115°C. W tej temperaturze mieszano zawartość kolby przez 1 godzinę. Następnie schłodzono ją do temperatury 75°C i dodano drugąporcję nadtlenku benzoilu w ilości 1,9 g, podgrzano mieszaninę reakcyjną do 110°C i w tej temperaturze prowadzono dalej reakcję kopolimeryzacji przez 1 godzinę, po czym oznaczono liczbę jodową mieszaniny, która wynosiła 0,2. Następnie do mieszaniny w kolbie dodano 3 g oleju wazelinowego oraz 6 g poliglikolu etylenowego o ciężarze cząsteczkowym 400, po czym w temperaturze 90-95°C wprowadzono 100 g 25% roztworu węglanu sodowego, 170 g 45% ługu sodowego oraz 500 g wody i w temperaturze 90-135°C odebrano azeotrop etylobenzenwoda, zawracając część wody z rozdziału azeotropu do reaktora. Otrzymano produkt posiadający lepkość 750 cP (20°C), zawartość suchej masy 35%, pH = 9,5, własności klejące na średnim poziomie.

Przykład II

W tym przypadku postępowano podobnie jak w przykładzie I z tą różnicą, że do pierwszego etapu polimeryzacji wprowadzono tylko 60 g bezwodnika maleinowego i 1,5 g nadtlenku benzoilu, po czym temperaturę reakcji w sposób kontrolowany doprowadzono do 110-115°C. W drugim etapie polimeryzacji dodano 60 g bezwodnika maleinowego i 2,3 g nadtlenku benzoilu i również w sposób kontrolowany przeprowadzono reakcję. Dalej postępowano jak w przykładzie I. Otrzymany produkt posiadał lepkość około 1000 cP, suchą masę 35%, pH = 9,5 i wykazywał znacznie lepsze własności klejące.

Przykład IiI

Do kolby wprowadzono 700 g etylobenzenu, 50 g styrenu, 5 g akrylanu butylu, 40 g bezwodnika maleinowego i 0,7 g nadtlenku benzoilu, temperaturę doprowadzono do 110-115°C i prowadzono reakcję przez 1 godzinę. Następnie po schłodzeniu do 75°C ponownie dodano 40 g bezwodnika maleinowego i drugąporcję nadtlenku benzoilu w ilości 1,3 g, po czym w temperaturze około 110°C prowadzono przez 1 godzinę drugi etap reakcji kopolimeryzacji. Oznaczanie liczby jodowej dało wynik nie przekraczający 0,5. W dalszym toku procesu dodano 2 g oleju wazelinowego oraz 4 g poliglikolu etylenowego o ciężarze cząsteczkowym 400, oraz środki

180 233 antypieniące i poślizgowe, po czym w temperaturze około 95°C wprowadzono 60 g 25% roztworu węglanu sodowego, 110 g 45% ługu sodowego oraz 500 g wody i odebrano azeotrop w temperaturze 90-135°C. Po uzupełnieniu odebranej z azeotropem wody, produkt posiadał lepkość około 900 cP, pH - 8,5, zawartość suchej masy około 30%, własności klejące na średnim poziomie.

Przykład IV

Do kolby wprowadzono 1200g etylobenzenu, 150gstyrenu, 10 g akrylanu butylu oraz 50 g bezwodnika maleinowego i 1,7 g nadtlenku benzoilu, po czym przez około 1 godzinę prowadzono reakcję mieszając zawartość w temperaturze 110-115°C. Po ustaniu efektu cieplnego dodano 100 g bezwodnika maleinowego i 3,3 g nadtlenku benzoilu, i dalej mieszano zawartość kolby przez okres około 1 godziny w temperaturze około 110°C. Liczba jodowa wyniosła około 0,3. Następnie dodano 10 g oleju wazelinowego i 20 g poliglikolu etylenowego o ciężarze cząsteczkowym 400 oraz środki poślizgowe i przeciwpieniące, po czym w temperaturze 90-100°C wprowadzono 140 g 25% roztworu węglanu sodowego, 220 g 45% ługu sodowego oraz 750 g wody i odebrano azeotrop w temperaturze 95-135°C. Po uzupełnieniu odebranej z azeotropem wody produkt posiadał lepkość 950 cP, pH około 9,0, zawartość suchej masy około 39,9% oraz dobre własności klejące.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania soli sodowej kopolimeru styrenowo-maleinowego w rozpuszczalniku organicznym, tworzącym środowisko kopolimeryzacji, znamienny tym, że do reaktora, zawierającego 70-120 części wagowych etylobenzenu wprowadza się 5-15 części wagowych styrenu, 0,5-1,0 części wagowych akrylanów alkilowych, korzystnie akrylanu butylu, 8-15 części wagowych bezwodnika maleinowego, po czym w temperaturze 70-75°C dodaje się pierwszą porcję nadtlenku benzoilu w ilości 0,07-0,17 części wagowych i przez okres około 1 godziny prowadzi się reakcję kopolimeryzacji w temperaturze 95-115°C, a następnie w temperaturze 75-80°C dodaje się drugąporcję nadtlenku benzoilu w ilości 0,13-0,33 części wagowych i dalej prowadzi się reakcję kopolimeryzacji przez okres około 1 godziny w temperaturze 110-140°C, po czym do reaktora wprowadza się 0,2-1,0 części wagowych oleju wazelinowego lub parafinowego, 0,4-2,0 części wagowych alkoholu wielowodorotlenowego, korzystnie poliglikolu o ciężarze cząsteczkowym 400 oraz alkalia w postaci 1,5-3,5 części wagowych węglanu sodu lub wodorotlenku amonu i 5-10 części wagowych ługu sodowego, a także środki przeciwpieniące, poślizgowe i modyfikujące oraz wodę, po czym oddestylowuje się azeotrop etylobenzen-woda, dodaje się 1-10 części wagowych akryloamidu i zawartość reaktora miesza się przez okres około 1 godziny.