SK279619B6 - Spôsob výroby kopolymérnej disperzie styrén - buty - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby kopolymémej disperzie styrénu s butylakrylátom, ktorá má nízku hodnotu povrchového napätia, filmy z nej vytvorené sa vyznačujú nízkou vodonasiakavosťou a sú odolné proti rozpúšťadlám.

Doterajší stav techniky

Pri doterajších spôsoboch výroby disperzií obsahujúcich kopolymér styrénu s butylakrylátom sa najčastejšie uskutočňovala kopolymerizácia v emulzii za prítomnosti iónových a neiónových emulgátorov. Ako iniciátory sa najčastejšie použili redoxné systémy obsahujúce iniciátor prevažne peroxodvojsíran draselný alebo peroxodvojsíran amónny a aktivátor prevažne ditioničitan sodný alebo ditioničnan sodný, ktoré sú rozpustené vo vodnej fáze polymerizačného systému. V niektorých prípadoch sa použili azoiniciátory. Teplota polymerizácie sa pohybovala v rozmedzí od 30 °C do 70 °C. Emulzná kopolymerizácia sa uskutočňovala prevažne násadovým alebo kontinuálnym spôsobom.

Takýto spôsob výroby disperzií obsahujúcich kopolymér styrénu s butylakrylátom má okrem iného nevýhody v tom, že zvyšky iniciačného systému sa po ukončení kopolymerizácie stávajú súčasťou disperzie. Ich prítomnosť negatívne ovplyvňuje termickú a svetelnú stabilitu disperzií, najmä pri využití disperzií ako spojiva na vodou riediteľné antikorozívne farby. Použitie vodorozpustného iniciačného systému môže viesť najmä pri násadovej emulznej kopolymerizácii k vytváraniu koagulátov, čo negatívne ovplyvňuje úžitkové a aplikačné vlastnosti disperzie.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody možno odstrániť podľa vynálezu spôsobom výroby disperzie kopolymerizáciou styrénu s butylakrylátom, ktorá neobsahuje zvyšky iniciačného systému a koagulát, pričom sa využije heterogénne iniciovaná emulzná kopolymerizácia v systéme pozostávajúcom zaktivátora 0,12 až 0,25 hmotnostných dielov dvojsodnej soli kyseliny etyléndiamíntetraoctovej a 0,06 až 0,2 hmotnostných dielov heptahydrátu síranu železnatého a 4,3 až 6,6 hmotnostných dielov neiónového a 3,6 až 4,4 iónového emulgátora, ktorého podstata spočíva v tom, že 39,5 až 50 hmotnostných dielov styrénu kopolymerizuje s 50 až 60,5 hmotnostnými dielmi butylakrylátu a 0,5 až 1,5 hmotnostnými dielmi akrylamidu pri teplote 30 °C až 50 °C za prítomnosti heterogénneho, vo vode a v monoméroch nerozpustného iniciátora, ktorým je oxidovaný izotaktický práškový poiypropylén v množstve 5,1 až 23,5 hmotnostných dielov na hmotnosť monomérov s obsahom hydroperoxidického kyslíka 0,14 až 0,19 hmotnostných percent, pričom sa heterogénny iniciátor po uskutočnení kopolymerizácie od disperzie oddelí filtráciou.

Pri emulznej kopolymerizácii styrénu s butylakrylátom uskutočňovanej za prítomnosti heterogénneho iniciátora vytvára tento samostatnú fázu v systéme vo forme jemného prášku, čo zlepšuje premiešanie násady a zabraňuje vytváraniu koagulátov. Získa sa tak homogénna disperzia vhodná ako spojivo na vodou riediteľné antikorozívne farby. Disperzia sa vyznačuje nízkou hodnotou povrchového napätia v rozmedzí od 38,6 do 52,8 mN.m'¹. Filmy z nej vytvorené sú homogénne s nízkou vodonasiakovosťou v rozmedzí od

12,5 % do 17,0 % za 24 hodín a od 19,8 % do 28,1 % za desať dní. Okrem toho sa filmy vyznačujú dobrou odolnosťou proti organickým rozpúšťadlám. Neprítomnosť zvyškov iniciátora sa pozitívne prejaví na zlepšení tepelnej a svetelnej stability samotnej disperzie, ako aj filmov znej vytvorených.

Spôsob výroby vodou riediteľných disperzií kopolyméru styrénu s butylakrylátom je podľa vynálezu bližšie uvedený v nasledujúcich príkladoch.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Do polymerizačnej nádobky opatrenej miešadlom sa v inertnej atmosfére dávkuje 5,1 hmotn. dielov oxidovaného práškového polypropylénu (s obsahom aktívneho kyslíka 0,14 %), 0,06 hmotn. dielov heptahydrátu síranu železnatého, 0,12 hmotn. dielov dvojsodnej soli kyseliny etyléndiamíntetraoctovej (Chelaton III), 4,3 hmotn. dielov neiónového emulgátora Slovasol 2430, čo je v podstate CH₃(C₂H₄O)₂₉C₂H₄OH, 3,6 hmotn. dielov iónového emulgátora Mersolu 50 zloženia CH₃(CH₂)₁₄SO₃Na, 50 hmotn. dielov prečisteného butylakrylátu, 50 hmotn. dielov prečisteného styrénu a 111 hmotn. dielov vody.

Obsah nádoby sa temperuje na 30 °C vo vodnom termostate a súčasne sa premiešava miešadlom pri konštantných otáčkach pod inertnou atmosférou počas štyroch hodín. Po skončení polymerizácie sa disperzia oddelí od heterogénneho iniciátora filtráciou cez sklenený filter. Disperzia obsahuje po štvorhodinovej polymerizácii 95 %-ný obsah kopolyméru PS/PBuAc.

Povrchové napätie disperzie je 40,2 mN.m¹. Film vytvorený z disperzie je homogénny. Hodnota vodonasiakavosti za 24 hodín je 17,0 % a za 10 dní 28,1 %.

Príklad 2

Do polymerizačnej nádobky sa v inertnej atmosfére dávkuje 20,5 hmotn. dielov oxidovaného práškového polypropylénu (s obsahom aktívneho kyslíka 0,19 %), 0,15 hmotn. dielov FeSO₄.7H₂O, 0,18 hmotn. dielov Chelatonu III, 3,2 hmotn. dielov iónového emulgátora Mersolu 50, 5,6 neiónového emulgátora Slovasolu 2430,

39,5 hmotn. dielov prečisteného styrénu, 60,0 hmotn. dielov prečisteného butylakrylátu, 0,5 hmotn. dielov prečisteného akrylamidu a 191,0 hmotn. dielov vody.

Polymerizácia sa robila tým istým postupom ako v príklade 1. Po štvorhodinovej polymerizácii pri teplote 50 °C sa iniciátor oddelil od disperzie filtráciou. Disperzia obsahovala 98,5 % kopolymémej zložky. Povrchové napätie disperzie γ - 52,8 mN.m'¹. Film vytvorený z disperzie s hrúbkou 200 pm sa vyznačuje vodonasiakavosťou 12,5 % za 24 hodín a 20,1 % za 10 dní. Vyhotovený film odolával rozpúšťadlám: toluén, dioxán, MEK, dimetylsulfoxid a

N, N' - dimetylflormamid.

Príklad 3

Do polymerizačnej nádoby sa v inertnej atmosfére dávkuje 23,5 hmotn. dielov práškového izotaktického polypropylénu (s obsahom hydroperoxidického kyslíka 0,19 %),

O, 10 hmotn. dielov FeSO₄.7H₂O, 0,15 hmotn. dielov Chelatonu III, 2,2 hmotn. dielov iónového emulgátora Mersolu 50 a 3,6 neiónového emulgátora Slovasolu 2430, 25 hmotn. dielov prečisteného styrénu, 30 hmotn. dielov prečisteného butylakrylátu a 170 hmotn. dielov vody. Po polhodinovej polymerizácii pri 40 °C sa postupne prikvapkáva počas troch hodín za konštantného miešania zmes vytvorená z 0,10 hmotn. dielov FeSO₄.7H₂O, 0,10 hmotn. dielov Che2 latonu III, 2,2 hmotn. dielov iónového emulgátora Mersolu 50, 2,0 hmotn. dielov neiónového emulgátora Slovasolu 2430, 16 hmotn. dielov prečisteného styrénu, 22,5 hmotn. dielov prečisteného butylakrylátu, 1,5 hmotn. dielov akrylamidu a 50 hmotn. dielov vody. Po ukončení polymerizácie sa iniciátor od disperzie odfiltruje.

Obsah vytvoreného kopolyméru v disperzii je 98,9 %. Povrchové napätie disperzie γ = 38,6 mN.m''. Film s hrúbkou 200 pm má vodonasiakavosť 14,5 % za 24 hodín a 19,8 % za 10 dní. Vytvorené filmy sa nerozpúšťajú v rozpúšťadlách uvedených v príklade 2.

Priemyselná využiteľnosť

Možnosť technicky nenáročného oddelenia nosiča iniciátora so zvyškami nerozložených peroxidov od disperzie umožňuje získať disperzie odolnejšie proti vplyvu tepla a následným oxidačným reakciám. Získané disperzie možno využiť ako spojivá na vodou riediteľné antikorozívne farby. Po formulácii sa farby vyznačujú dobrými úžitkovými vlastnosťami. Ingredienty farby sa neusadzujú, farba je dobre rozmiešateľná. V prípade zahustenia disperzie je možné využiť ju ako tmel alebo súčasť disperzného lepidla.

Z technického hľadiska si použitie vynálezu nevyžaduje ekonomicky náročnejšie úpravy technologických zariadení.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   Spôsob výroby kopolymémej disperzie styrén-butylakrylát, vyznačujúci sa tým, že 39,5 až 50 hmotnostných dielov styrénu polymerizuje a 50 až

   60.5 hmotnostnými dielmi butylakrylátu súčasne s 0,5 až

   1.5 hmotnostnými dielmi akrylamidu pri teplote od 30 °C do 50 °C v systéme obsahujúcom aktivátor pozostávajúci z 0,06 až 0,2 hmotnostných dielov heptahydrátu síranu železnatého a 0,12 až 0,25 hmotnostných dielov dvojsodnej soli kyseliny etyléndiamíntetraoctovej, 3,6 až 4.4 hmotnostných dielov iónového emulgátora, 4,3 až 6,6 hmotnostných dielov neiónového emulgátora za prítomnosti vo vode a v monoméroch nerozpustného heterogénneho iniciátora, ktorým je oxidovaný práškový izotaktický polypropylén v množstve 5,1 až 23,5 hmotnostných dielov s obsahom hydroperoxidického kyslíka 0,14 až 0,19 % hmotn., pričom sa heterogénny iniciátor po polymerizácii oddelí od kopolymémej disperzie filtráciou.