PL190770B1

PL190770B1 - Method of obtaining amidic butadiene-styrene latexes

Info

Publication number: PL190770B1
Application number: PL333712A
Authority: PL
Inventors: Marian Starzak; Eulalia Grabowska; Marianna Lubecka; Zdzisław Mańkowski; Krystyna Jarosz
Original assignee: Os Bad Rozwojowy Kauczukow
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2006-01-31
Also published as: PL333712A1

Abstract

Sposób wytwarzania amidowych lateksów butadienowo-styrenowych polegający na emulsyjnej kopolimeryzacji butadienu, styrenu oraz (met)akrylamidu, w obecności buforu, regulatora masy cząsteczkowej i inicjatora wolnorodnikowego, znamienny tym, że użyty do polimeryzacji (met)akrylamid w ilości 5-10, korzystnie 6 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych monomerów rozpuszcza się przed polimeryzacją w wodzie odmineralizowanej i kondycjonuje w temperaturze 20-30, korzystnie 25°C w czasie 0,5-2, korzystnie 1 godziny w obecności związku chelatującego, wersenianu dwusodowego, w ilości 0,02-0,1; korzystnie 0,05 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych monomerów.Emulsion method for the production of amide-styrene-butadiene latexes copolymerization of butadiene, styrene and (meth) acrylamide in the presence of a buffer, mass regulator molecular and free radical initiator, characterized in that it is used for polymerization (meth) acrylamide in an amount of 5-10, preferably 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight monomers are dissolved in demineralised water before polymerization and conditioned at 20-30, preferably 25 ° C for 0.5-2, preferably 1 hour in the presence of the compound chelating, disodium edetate, in an amount of 0.02-0.1; preferably 0.05 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomers.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania amidowych lateksów butadienowo-styrenowych na drodze emulsyjnej kopolimeryzacji butadienu, styrenu i (met)akrylamidu.The present invention relates to a process for the production of styrene-butadiene amide latexes by emulsion copolymerization of butadiene, styrene and (meth) acrylamide.

Znane sposoby otrzymywania lateksów butadienowo-styrenowych modyfikowanych grupami funkcyjnymi jak karboksylowe i amidowe, umożliwiają otrzymywanie stabilnych lateksów zawierających w mieszaninie monomerów do 5% monomerów, nośników tych grup.The known methods of obtaining styrene-butadiene latexes modified with functional groups, such as carboxyl and amide groups, make it possible to obtain stable latexes containing up to 5% of monomers in the mixture of monomers, carriers of these groups.

Na przykład według polskiego opisu patentowego nr 80996 lateksy karboksylowe (amidowe) otrzymuje się w obecności soli nieorganicznych, regulatorów masy cząsteczkowej oraz mieszaniny emulgatora anionowego i gliceryny lub glikolu etylenowego, przy czym emulgator stosowany jest w ilości 0,8-6 części wagowych, a gliceryna lub glikol etylenowy w ilości 0,05-5 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych monomerów. Jako emulgatory anionowe stosowane są sulfoniany i siarczany alkilowe, sulfoniany alkiloarylowe, alkilosulfobursztyniany i sole sodowe siarczanowanych oksyetylowanych alkoholi laurylowych.For example, according to Polish Patent No. 80,996, carboxyl (amide) latices are obtained in the presence of inorganic salts, molecular weight regulators and a mixture of anionic emulsifier and glycerin or ethylene glycol, the emulsifier being used in an amount of 0.8-6 parts by weight, and glycerin or ethylene glycol in an amount of 0.05-5 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomers. Alkyl sulfonates and sulfates, alkylaryl sulfonates, alkyl sulfosuccinates, and sodium salts of sulfated oxyethylated lauryl alcohols are used as anionic emulsifiers.

Według opisu patentowego RP nr 138 905 - polimeryzację monomerów prowadzi się w obecności emulgatorów anionowych i niejonowych, soli nieorganicznych, regulatorów masy cząsteczkowej oraz w obecności rozpuszczonych w monomerach chlorowanych parafin o zawartości chloru do 70% w ilości do 5 części wagowych na 100 części wagowych monomerów.According to the Polish patent No. 138 905 - the polymerization of monomers is carried out in the presence of anionic and non-ionic emulsifiers, inorganic salts, molecular weight regulators and in the presence of chlorinated paraffins dissolved in monomers with a chlorine content of up to 70% in an amount up to 5 parts by weight per 100 parts by weight of monomers .

Inicjatorami polimeryzacji w obu znanych przypadkach są nieorganiczne nadtlenki, takie jak nadsiarczan sodowy lub amonowy, a stabilne lateksy otrzymuje się, gdy zawartość w mieszaninie monomerów nośników grup amidowych nie przekracza 5%. Temperatura polimeryzacji wynosi 50 - 90°C.In both known cases, the polymerization initiators are inorganic peroxides, such as sodium or ammonium persulfate, and stable latexes are obtained when the amide group carrier monomer content does not exceed 5%. The polymerization temperature is 50-90 ° C.

Wprowadzenie do polimeru większej ilości polarnych grup funkcyjnych napotyka na trudności. Lateksy takie na ogół zachowują się nieprzewidywalnie, na przykład gęstnieją lub żelują samoistnie lub pod wpływem dodatków stosowanych w przetwórstwie, takich jak wypełniacze lub pigmenty. Dzieje się tak dlatego, ponieważ zawierające grupy funkcyjne monomery są silnie hydrofiIowe, wodorozpuszczalne. W przeciwieństwie do monomerów hydrofobowych jak styren i butadien, monomery wodorozpuszczalne w roztworze wodnym są zhydratyzowane i mogą polimeryzować poza centrami polimeryzacji emulsyjnej - micelami.Difficulties are encountered in introducing more polar functional groups into the polymer. Such latexes generally behave unpredictably, for example they thicken or gel spontaneously or under the influence of processing additives such as fillers or pigments. This is because the functional monomers are highly hydrophilic, water-soluble. Unlike hydrophobic monomers such as styrene and butadiene, water-soluble monomers in an aqueous solution are hydrated and can polymerize outside the centers of emulsion polymerization - micelles.

Celem wynalazku było uzyskanie stabilnych lateksów butadienowo-styrenowych, zawierających w kopolimerze powyżej 5% (met)akrylamidu.The object of the invention was to obtain stable styrene-butadiene latexes containing more than 5% of (meth) acrylamide in the copolymer.

Sposób według wynalazku będący emulsyjną polimeryzacją monomerów w obecności buforu, inicjatorów wolnorodnikowych, rozpuszczalnych w wodzie, regulatorów masy cząsteczkowej, polega na tym, że użyty do polimeryzacji (met)akrylamid w ilości 5-10, korzystnie 6 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych monomerów, rozpuszcza się przed polimeryzacją w wodzie odmineralizowanej i kondycjonuje w temperaturze 20-30, korzystnie 25°C w czasie 0,5-2, korzystnie 1 godziny w obecności związku chelatującego, wersenianu dwusodowego w ilości 0,02-0,1; korzystnie 0,05 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych monomerów.The process according to the invention, which is an emulsion polymerization of monomers in the presence of a buffer, free radical initiators, water-soluble, molecular weight regulators, consists in that the polymerization of (meth) acrylamide in an amount of 5-10, preferably 6 parts by weight based on 100 parts by weight monomers, are dissolved in demineralised water prior to polymerization and conditioned at 20-30, preferably 25 ° C for 0.5-2, preferably 1 hour in the presence of a chelating compound, disodium edetate in an amount of 0.02-0.1; preferably 0.05 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomers.

Emulgatorami polimeryzacji są mieszaniny emulgatora anionowego, korzystnie alikilosulfonianu sodowego lub soli sodowej siarczanowanego i sulfonowanego oksyetylowanego nonylofenolu i niejonowego, korzystnie oksyetylowanego nienasyconego alkoholu tłuszczowego, stosowane w ilości 2-8 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych monomerów.The polymerization emulsifiers are mixtures of an anionic emulsifier, preferably sodium alkyl sulphonate or sodium salt of sulphated and sulphonated oxyethylated nonylphenol and a non-ionic, preferably oxyethylated unsaturated fatty alcohol, used in an amount of 2-8 parts by weight based on 100 parts by weight of monomers.

Regulatorem masy cząsteczkowej korzystnie jest III-rz.merkaptan dodecylowy w ilości 0,2-1, korzystnie 0,5 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych monomerów.The molecular weight regulator is preferably tertiary dodecyl mercaptan in an amount of 0.2-1, preferably 0.5, parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomers.

Buforem korzystnie jest octan sodowy dodawany w ilości 0,5-1,5; korzystnie 0,95 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych monomerów. Proporcja fazy wodnej do węglowodorowej wynosi korzystnie 1,45:1.The buffer is preferably sodium acetate added in an amount of 0.5-1.5; preferably 0.95 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomers. The ratio of the water phase to the hydrocarbon phase is preferably 1.45: 1.

Lateksy amidowe wytwarzane sposobem według wynalazku, pomimo że zawierają znaczne ilości (met)akrylamidu w kopolimerze, są stabilne w czasie przechowywania i nie żelują.The amide latexes produced by the process of the invention, although they contain significant amounts of (meth) acrylamide in the copolymer, are storage stable and do not gel.

Sposób według wynalazku ilustrują przykłady:The method according to the invention is illustrated by the following examples:

P r z y k ł a d IP r z k ł a d I

Do polimeryzatora wyposażonego w mieszadło wprowadza się, w częściach wagowych, 100 wody odmineralizowanej, 2,83 alkilosulfonianu sodowego, 2,83 oksyetylowanego nienasyconego alkoholu tłuszczowego, 0,94 octanu sodowego i 0,47 nadsiarczanu potasowego. Po rozpuszczeniu wszystkich składników -do polimeryzatora wprowadza się kolejno 47 części wagowych styrenu z rozpuszczonymi w nim 0,47 częściami wagowymi III-rz.merkaptanu dodecylowego, przygotowany przed dodaniem i kondycjonowany 1 godzinę w temperaturze 25°C roztwór zawierający w 40 częściach100 parts by weight of demineralised water, 2.83 sodium alkylsulfonate, 2.83 ethylated unsaturated fatty alcohol, 0.94 sodium acetate and 0.47 potassium persulfate are introduced into a polymerizer equipped with an agitator. After all the components have dissolved - 47 parts by weight of styrene with 0.47 parts by weight of third-tier dodecyl mercaptan, prepared before addition and conditioned for 1 hour at 25 ° C, containing 40 parts of styrene dissolved in it, are successively introduced into the polymerizer.

PL 190 770 B1 wagowych wody 0,05 części wagowych wersenianu dwusodowego i 6 części wagowych metakrylamidu oraz 47 części wagowych butadienu.0.05 parts by weight of water, 0.05 parts by weight of disodium edetate, 6 parts by weight of methacrylamide, and 47 parts by weight of butadiene.

Polimeryzację prowadzi się w temperaturze 55-60°C, do praktycznie całkowitego przereagowania monomerów.The polymerization is carried out at 55-60 ° C until the monomers are practically completely converted.

W wyniku polimeryzacji otrzymuje się lateks o zawartości masy suchej 46%, pH 6,7; lepkości według Brookfield'a 200 mPa^s i napięciu powierzchniowym 36,5 mN/m i zawartości metakrylamidu w kopolimerze 6%.The polymerization gives a latex with a dry matter content of 46%, pH 6.7; a Brookfield viscosity of 200 mPas and a surface tension of 36.5 mN / m and a methacrylamide content in the copolymer of 6%.

P r z y k ł a d IIP r z x l a d II

Polimeryzację prowadzi się jak w przykładzie I z tym, że stosuje się, w częściach wagowych,The polymerization is carried out as in Example 1 except that parts by weight are used

55.5 styrenu, 35,5 butadienu, 9 metakrylamidu, 0,07 wersenianu dwusodowego, 1,1 octanu sodowego, 0,9 III-rz.merkaptanu dodecylowego, 1,9 soli sodowej siarczanowanego i sulfonowanego oksyetylowanego nonylofenolu, 3,76 oksyetylowanego nienasyconego alkoholu tłuszczowego.55.5 styrene, 35.5 butadiene, 9 methacrylamide, 0.07 disodium edetate, 1.1 sodium acetate, 0.9 tertiary dodecyl mercaptan, 1.9 sodium sulphated and sulphonated oxyethylated nonylphenol, 3.76 oxyethylated unsaturated alcohol fatty tissue.

Otrzymany lateks zawiera 46% masy suchej, pH 6,2; lepkość według Brookfield'a 180 mPa^s i napięcie powierzchniowe 37 mN/m. Zawiera 9% metakrylamidu w kopolimerze.The latex obtained contains 46% dry weight, pH 6.2; Brookfield viscosity 180 mPas and a surface tension of 37 mN / m. It contains 9% methacrylamide in the copolymer.

P r z y k ł a d IIIP r x l a d III

Polimeryzację prowadzi się jak w przykładzie I z tym, że stosuje się w częściach wagowych,The polymerization is carried out as in Example 1 except that it is used in parts by weight,

35.5 styrenu, 55,5 butadienu, 5 akrylamidu, 0,04 wersenianu dwusodowego, 0,7 octanu sodowego, 0,4 III-rz.merkaptanu dodecylowego.35.5 styrene, 55.5 butadiene, 5 acrylamide, 0.04 disodium edetate, 0.7 sodium acetate, 0.4 tertiary dodecyl mercaptan.

Otrzymany lateks zawiera 45% masy suchej, pH 6,3; lepkość według Brookfield'a 170 mPa^s i napięcie powierzchniowe 35,5 mN/m. Zawiera 5% akrylamidu w kopolimerze.The latex obtained contains 45% dry weight, pH 6.3; Brookfield viscosity of 170 mPas and a surface tension of 35.5 mN / m. Contains 5% acrylamide in the copolymer.

Claims

A method for the production of amide styrene-butadiene latexes based on emulsion copolymerization of butadiene, styrene and (meth) acrylamide in the presence of a buffer, molecular weight regulator and free radical initiator, characterized in that the (meth) acrylamide used for polymerization in the amount of 5-10, preferably 6 parts by weight based on 100 parts by weight of monomers are dissolved in demineralised water before polymerization and conditioned at 20-30, preferably 25 ° C for 0.5-2, preferably 1 hour in the presence of a chelating compound, disodium edetate, in an amount of 0, 02-0.1; preferably 0.05 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomers.