RU2034855C1

RU2034855C1 - Method of preparing of high-concentrated latex of copolymer of vinylidene chloride with vinyl chloride

Info

Publication number: RU2034855C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Юрченко; П.И. Петренко; А.Г. Снежко; З.С. Борисова; И.А. Роздов; А.С. Доронин; В.Т. Самородов; Е.А. Большакова; С.М. Карапутадзе
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии им.акад.В.А.Каргина с опытным заводом
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1990-12-28
Publication date: 1995-05-10

Abstract

FIELD: protective coatings. SUBSTANCE: high-concentrated latex is prepared by copolymerization of vinylidene chloride with vinyl chloride in aqueous suspension in the presence of water-soluble initiating agent and emulsifying system. The latter consists of nonionogenic surface-active substance and ionogenic one - alkylmonosulfonate sodium at mass ratio of emulsifying system components (0.5-1.0):2.4, respectively, and vinylidene chloride and ionogenic surface-active substance were dosed. Polyvinylpyrrolidone is used as an ionogenic surface-active substance which is added to the polymerization mixture at comonomer conversion 50-60%. EFFECT: improved method of latex preparing. 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии полимеров, к способам получения сополимеров винилиденхлорида (ВДХ) с винилхлоридом (ВХ), применяемых в виде латексов для создания различных защитных покрытий непосредственно на пищевых продуктах, пропитки пористых материалов и др. и может быть использовано для получения высококонцентрированных латексов сополимеров ВДХ с ВХ с улучшенными санитарно-химическими свойствами и повышенной механической устойчивостью. The invention relates to polymer technology, to methods for producing copolymers of vinylidene chloride (VDC) with vinyl chloride (BX), used in the form of latexes to create various protective coatings directly on food products, impregnation of porous materials, etc. and can be used to obtain highly concentrated latexes of VDH copolymers with BX with improved sanitary and chemical properties and increased mechanical stability.

Концентрированные латексы позволяют увеличить производительность промышленного оборудования как при синтезе, так и при переработке латекса, а также сократить затраты на его транспортировку. Concentrated latexes can increase the productivity of industrial equipment in both the synthesis and processing of latex, as well as reduce the cost of its transportation.

Высококонцентрированные латексы, используемые в производстве защитных покрытий для пищевых продуктов, должны обладать санитарно-химическими свойствами, которые предъявляются к полимерным материалам Инструкцией Минздрава СССР. Важным требованием, которое предъявляется к латексам, применяемым для создания покрытий на различных подложках, является также механическая устойчивость латекса в процессе хранения и транспортировки. Highly concentrated latexes used in the manufacture of protective coatings for food products must have sanitary-chemical properties that are presented to polymeric materials by the Instruction of the USSR Ministry of Health. An important requirement for latexes used to create coatings on various substrates is also the mechanical stability of latex during storage and transportation.

Известен способ [I] получения латексов сополимеров ВДХ с ВХ с концентрацией сухих веществ более 50 мас. согласно которому сополимеризацию проводят в присутствии двух затравочных латексов: одного с диаметром частиц 0,05-1,50 мкм, получаемого микросуспензионным способом, и другого с диаметром частиц 0,02-1,50 мкм, получаемого микросуспензионным или эмульсионным методом, причем одновременно вводят затравки в разных массовых отношениях (от 95: 5 до 5: 95 соответственно). Вследствие образования большой доли крупных частиц латексы по указанным техническим решениям имеют массовую долю коагулюма при сополимеризации не менее 2 мас. а применение для полимеризации затравок с заданным размером частиц усложняет технологию и снижает производительность оборудования. Кроме того, из-за нарушения оптимального режима пленкообразования вследствие наличия частиц двух размеров ухудшаются санитарно-химические характеристики латексов: органолептический показатель (запах) 2,0-3,0 балла, что делает эти латексы непригодными для упаковки пищевых продуктов. The known method [I] of obtaining latexes of copolymers of VDH with VX with a solids concentration of more than 50 wt. according to which the copolymerization is carried out in the presence of two seed latexes: one with a particle diameter of 0.05-1.50 microns, obtained by the microsuspension method, and the other with a particle diameter of 0.02-1.50 microns, obtained by the microsuspension or emulsion method, and simultaneously administered seeds in different mass ratios (from 95: 5 to 5: 95, respectively). Due to the formation of a large proportion of large particles, latexes according to the indicated technical solutions have a mass fraction of coagulum during copolymerization of at least 2 wt. and the use for the polymerization of seeds with a given particle size complicates the technology and reduces the productivity of the equipment. In addition, due to the violation of the optimal film-forming regime due to the presence of particles of two sizes, the sanitary and chemical characteristics of latexes are deteriorating: the organoleptic index (smell) is 2.0-3.0 points, which makes these latexes unsuitable for packaging food products.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения высококонцентрированных латексов (12 прототип) сополимеров ВДХ с ВХ путем сополимеризации ВДХ с ВХ в водной эмульсии в присутствии водорастворимых инициаторов и эмульгирующей системы, состоящей из спирта и ионогенного эмульгатора, причем в качестве спирта используют смесь жирных спиртов с неразветвленной цепью С₁₄-С₁₆ или С₁₇-С₁₈ (ЖС) в количестве 0,5-0,9 мас.ч. а в качестве эмульгатора алкилмоносульфонат натрия с С₁₂-С₁₈ в алкиле (АМС) при соотношении компонентов эмульгирующей системы 1:3-1:5 соответственно и процесс проводят при дозировке ВДХ и смеси жирных спиртов С₁₄-С₁₆ или С₁₇-С₁₈ в ходе сополимеризации. Получают латексы с массовой долей сухого вещества 62,0-65,0 мас. массовая доля коагулюма при сополимеризации составляет 0,2-0,3 мас. Однако эти латексы имеют неудовлетворительные санитарно-химические свойства: органолептический показатель (запах) 2,0-2,5 балла, массовая доля сухих веществ в водной вытяжке 17,0-50,0 мг/л, что превышает нормы Минздрава СССР (нормы соответственно составляют: не более 1,0 балла и не более 10 мг/л). Кроме того, механическая устойчивость латексов, полученных по указанному способу, при h 10 тыс. об/мин составляет 80,0-90,0% (см. таблицу, пример 6).Closest to the invention, the technical essence is a method for producing highly concentrated latexes (12 prototype) of VDC – VC copolymers by copolymerization of VDC – VC in an aqueous emulsion in the presence of water-soluble initiators and an emulsifying system consisting of alcohol and an ionic emulsifier, and a mixture of fatty alcohol is used as the alcohol straight chain alcohols С ₁₄ -С ₁₆ or С ₁₇ -С ₁₈ (ЖС) in an amount of 0.5-0.9 parts by weight and as an emulsifier, sodium alkyl monosulfonate with C ₁₂ -C ₁₈ in alkyl (AMS) with a ratio of components of the emulsifying system 1: 3-1: 5, respectively, and the process is carried out at a dosage of VDC and a mixture of fatty alcohols C ₁₄ -C ₁₆ or C ₁₇ -C ₁₈ during copolymerization. Get latexes with a mass fraction of dry matter of 62.0-65.0 wt. the mass fraction of coagulum during copolymerization is 0.2-0.3 wt. However, these latexes have unsatisfactory sanitary and chemical properties: an organoleptic indicator (smell) of 2.0-2.5 points, the mass fraction of solids in an aqueous extract of 17.0-50.0 mg / l, which exceeds the norms of the USSR Ministry of Health (norms respectively make up: no more than 1.0 points and no more than 10 mg / l). In addition, the mechanical stability of the latexes obtained by the specified method at h 10 thousand rpm is 80.0-90.0% (see table, example 6).

Целью изобретения является улучшение санитарно-химических свойств латекса и повышение его механической устойчивости. The aim of the invention is to improve the sanitary-chemical properties of latex and increase its mechanical stability.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения высококонцентрированного латекса сополимера ВДХ с ВХ путем сополимеризации ВДХ с ВХ в водной эмульсии в присутствии водорастворимого инициатора и эмульгирующей системы, состоящей из ионогенного ПАВ и ионогенно-алкилмоносульфоната натрия с С₁₂-С₁₈ в алкиле при соотношении компонентов эмульгирующей системы по массе (0,5-1,0):2,4 соответственно, с дозировкой ВДХ и ионогенного ПАВ, в качестве неионогенного ПАВ используют поливинилпирролидон (ПВП), который вводят в полимеризационную смесь при конверсии сомономеров 50-60%
П р и м е р 1 (по изобретению). В реактор емкостью 4 л загружают водную фазу, содержащую, г: обессоленная вода 684; однозамещенный фосфорнокислый натрий 10,8; кислый углекислый натрий 12,6; АМС 3,6 (0,24% к массе сомономеров). Водную фазу при перемешивании вакуумируют 10 мин, продувают азотом и еще раз вакуумируют 10 мин. После этого в реактор загружают 282 г ВДХ с растворенными в нем 0,06 г ионола и 3,0 г эпоксидированного соевого масла и 525 г ВХ. Реакционную массу нагревают до 55^о С, загружают 3,0 г персульфата аммония в виде раствора в 50 г обессоленной воды. В ходе процесса сополимеризации дозируют 693 г ВДХ и 32,4 г (2,16% к массе сомономеров) АМС, растворенного в 106 г обессоленной воды. ВДХ и АМС дозируют равномерно в течение 10 ч от начала процесса 7,5 г ПВП (0,5% к массе сомономеров) в 60 г обессоленной воды загружают в реактор при конверсии сомономеров 50% Сополимеризацию проводят при постоянной температуре 55^о С до конверсии сомономеров 90-95% По окончании процесса сополимеризации сдувают остаточные мономеры, латекс дегазируют при вакууме 0,6 кгс/см в течение 1-2 ч. Получают латекс сополимера с содержанием 63-67 мас. ВДХ.This goal is achieved by the fact that in the method of producing a highly concentrated latex of a VDX – VX copolymer by copolymerization of VDC and VX in an aqueous emulsion in the presence of a water-soluble initiator and an emulsifying system consisting of an ionic surfactant and ionic-alkyl sodium monosulfonate with C ₁₂ -C ₁₈ in alkyl at a ratio components of the emulsifying system by weight (0.5-1.0): 2.4, respectively, with a dosage of VDC and ionic surfactant, polyvinylpyrrolidone (PVP) is used as a nonionic surfactant, which is introduced into the polymerization cm Referring comonomers at a conversion of 50-60%
PRI me R 1 (according to the invention). In the reactor with a capacity of 4 l load the aqueous phase containing, g: demineralized water 684; monosubstituted sodium phosphate 10.8; sodium carbonate 12.6; AMS 3.6 (0.24% by weight of comonomers). With stirring, the aqueous phase is evacuated for 10 minutes, purged with nitrogen and again evacuated for 10 minutes. After that, 282 g of VDC with 0.06 g of ionol and 3.0 g of epoxidized soybean oil and 525 g of BX are dissolved in the reactor. The reaction mass is heated to 55 ^about C, load 3.0 g of ammonium persulfate in the form of a solution in 50 g of demineralized water. During the copolymerization process, 693 g of VDC and 32.4 g (2.16% by weight of comonomers) of AMS dissolved in 106 g of demineralized water are dosed. HDC and AMS uniformly dosed within 10 hours from the start of the process 7.5 g of PVP (0.5% by weight of comonomers) in 60 g of demineralized water were charged into the reactor at a conversion of 50% comonomer copolymerization is carried out at a constant temperature of 55 ^° C until the conversion of the comonomers 90-95% At the end of the copolymerization process, the residual monomers are blown off, the latex is degassed in a vacuum of 0.6 kgf / cm for 1-2 hours. The copolymer latex is obtained with a content of 63-67 wt. VDH.

Санитарно-химические свойства латекса определяют по Инструкции Минздрава СССР: массовую долю сухого вещества в латексе и коагулюма, образующегося при сополимеризации по ТУ 6-03-1170-87 механическую устойчивость по методу Марона. Условия проведения процесса сополимеризации ВДХ с ВХ и свойства полученного латекса приведены в таблице. The sanitary-chemical properties of latex are determined according to the Instructions of the Ministry of Health of the USSR: mass fraction of dry matter in latex and coagulum formed during copolymerization according to TU 6-03-1170-87 mechanical stability according to the method of Maron. The conditions for the process of copolymerization of VDC with BX and the properties of the obtained latex are shown in the table.

П р и м е р ы 2-5 (по изобретению). PRI me R s 2-5 (according to the invention).

П р и м е р ы 6-20 (для сравнения) осуществляют по примеру 1. Условия проведения процесса сополимеризации и свойства полученных латексов приведены в таблице. EXAMPLES 6-20 (for comparison) are carried out according to example 1. The conditions for the copolymerization process and the properties of the obtained latexes are shown in the table.

Claims

Process for the preparation of highly concentrated latex copolymer vinylidene chloride-vinyl chloride by emulsion copolymerizing vinylidene chloride with vinyl chloride in the presence of a water soluble radical initiator and an emulsifying system consisting of a nonionic surfactant and ionic sodium alkilmonosulfonata with an alkyl radical C ₁ ₂ P _{August ₁} at a weight ratio of the components of the emulsifying system 0 , 5 1.0 2.4, respectively, with the dosage during the polymerization of vinylidene chloride and ionogenic surface spot-active agent, characterized in that, in order to improve sanitary and chemical properties of the latex and improve its mechanical stability, as the nonionic surfactant use polyvinylpyrrolidone, which is introduced at a conversion of 50 to 60% comonomers