SU478839A1 - Способ получени концентрированных акриловых латексов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области получени  концентрированных акриловых латексов.

Известно регулирование процесса получени  концентрированных акриловых латексов путем порционного или непрерывного дозировани  мономеров или всех компонентов реакционной смеси в реактор. Этим способом достигаетс  достаточно низка  концентраци  незаполимеризовавшихс  мономеров в реакторе , что снижает скорость полимеризации и, следовательно, облегчает отвод выдел ющегос  тепла, уменьшает температурные скачки.

Однако известный способ путем порционного дозировани  мономеров не позвол ет эффективно регулировать скорость эмульсионной полимеризации мономеров и не обеспечивает проведени  процесса в изотермическом режиме, а температурные скачки в промышленном процессе значительны и достигают 30-40°С и более в зависимости от рецептуры смеси и объема аппарата. Кроме того , известный способ не применим в том случае , когда исключаетс  дозирование мономеров и других компонентов, например, при проведении процесса под давлением в автоклаве .

С целью регулировани  скорости процессов полимеризации и тепловыделени  предлагают процесс проводить в присутствии соединений , выбранных из группы, состо ш,ей из

трифенилметана, флуорена, стильбеиа, антрацена , фенантрена, хризена, индена, в количестве 0,01-3% от веса мономеров.

При введении в систему регул торов соедииений , выбранных из группы ароматических углеводородов, повышаетс  скорость обрыва цепей за счет их взаимодействи  с указанны .ми соединени ми, что позвол ет эффективно регулировать скорость эмульсионной полимеризации и, соответственно, скорость тепловыделени .

Предлагаемый способ обеспечивает сн тие экзотермичного тепла с помощью охлаждающей рубашки аппарата без увеличени  ее

производительности за счет более равномерного протекани  процесса полимеризации.

Исиользу  различные количества указанных соединений, можно проводить процесс с заданной скоростью и подавить температурные скачки.

Оптимальные количества примен емых соединений , эффективно регулирующих скорость эмульсионной полимеризации и тепловыделени , составл ют 0,01-3% от веса мономеров .

По предлагаемому способу регулирование эмульсионной полимеризации акриловых мономеров осуществл ют таким образом, что возможно проведение процесса при одновременной загрузке всех компонентов реакциейной смеси в реактор без применени  порционного или ненрерывного дозировани  нх в ходе процесса.

Этот способ особенно эффективен при получении концентрированных акриловых латексов , содержащих в качестве мономера или основного сомономера низшие эфиры акриловой кислоты, такие как метилакрилат, бутилакрилат , и может успешно использоватьс  также при эмульсионной полимеризации с дозированием мономеров и при получении иизкоконцентрироваиных латексов.

По предлагаемому способу предварительно в мономере или смеси мономеров раствор ют регул тор, выбранный из группы ароматических соединений, затем раствор регул тора , эмульгатор и инициатор с водой и другие необходимые компоненты загружают одновременно или путем дозировани  в реактор и провод т полимеризацию при необходимой температуре.

Пример 1. Раствор 102 мл метилакрилата , 4 г эмульгатора С-10, 2 г трифенилметана , 4,85 г дибутилфталата и раствор 0,08 г персульфата аммони  в 103 мл воды загружают в реактор объемом 400 мл. При включенной мешалке смесь нагревают до 70°С и выдерживают при этой температуре 2 час. Температура в процессе полимеризации поднимаетс  до 75,5°С. После 2 час выдержки получают латекс.

В отсутствие трифенилметана температура в ходе реакции поднимаетс  в течение 3- 4 мин до 93-95°С, причем смесь бурно кипит , и образуетс  большое количество коагулюма .

Пример 2. В реактор объемом 400 мл загружают раствор 76 мл метилакрилата с 2,6 г эмульгатора С-10, 3,63 г дибутилфтапата , 0,058 г антрацена и раствор 0,0535 г персульфата аммони  в 114 мл воды. Реакционную смесь нагревают до 70°С и выдерживают в течение 3 час. Температурный скачок составл ет 3°С. Через 3 час получают латекс .

В отсутствие антрацена температура поднимаетс  до 92°С, причем смесь бурно кипит. Пример 3. Процесс провод т по примеру 2, но используют вместо антрацена 1,5 г флуорена.

Пример 4. В реактор объемом 100 л загружают раствор 0,94 кг эмульгатора С-10, 1,34 кг дибутилфталата и 37,5 г антрацена в 28 л метилакрилата и раствор 20 г персульфата аммони  в 40 л воды. Режим синтеза аналогичен режиму, описанному в примере 2. Температура в ходе процесса поднимаетс  до 76°С.

В отсутствие антрацена процесс протекает

столь бурно, что имеет место «тепловой взрыв, обусловливающий образование большого количества коагулюма.

Пример 5. В реактор емкостью 500 мл загружают 140 мл дистиллированной воды,

смесь, состо щую из 68 мл метилакрилата, 39 мл бутилакрилата, 1 мл метакриловой кислоты, 2 г эмульгатора С-10, 0,08 г антрацена и раствор 0,13 г персульфата аммони  в 10 .мл воды. Смесь при перемешивании нагревают до 68-70°С и при этой температуре выдерживают 2 час.

Температурный скачок составл ет 3,5°С. В отсутствие аитрацена температура поднимаетс  до 87°С, причем смесь кипит.

Пример 6. В реактор емкостью 500 мл загружают 140 мл дистиллированной воды, смесь, состо щую из 45,5 мл метилметакрилата , 61 мл бутилакрилата, 2 мл метакриловой кислоты, 4 г эмульгатора С-10, 0,08 г

антрацена и раствор 0,4 г персульфата аммони  в 10 мл воды. Смесь при перемешивании нагревают до 68-70°С и при этой температуре выдерживают 1,5 час. Температурный скачок составл ет 5°С.

В отсутствие антрацена температура поднимаетс  до 90°С, смесь кипит.

В табл. 1 и 2 приведены показатели латексов , полученных в присутствии и без регул торов , а также латексов, полученных известным способом при порционном дозировании .

Таблица I

Пример 7. В реактор объемом 400 мл загружают раствор 76 мл метилакрилата с 2,6 г эмульгатора С-10, 3,63 г дпбутплфталата и 2,2 г стильбена и раствор 114 мл воды с 0,0535 г персульфата аммони . Реакционную смесь нагревают до 68-70°С и выдерживают 3 час. Температурный скачок составл ет 7°С.

Свойства полученного латекса приведены ниже.

Сухой остаток, %38,8

Содержание остаточного мономера, 0,20 Относительна  в зкость

0,1 моль раствора в ацетоне8,7

Температурный скачок, °С в присутствии регул тора7

без регул тора22

Количество коагулюма, % от мономера

в присутствии регул тора2,5

без регул тора25.

Пример 8. В реактор объемом 400 мл загружают раствор 72 г метнлакрилата (d 0,956 г/см), 2,5 г эмульгатора С-10, 3,5 г дибутилфталата, 0,0072 г антрацена и раствор 0,053 г персульфата аммони  в 130 г воды . Реакционную смесь нагревают при перемешивании до 68°С и выдерживают 2 час.

Температурный скачок составл ет 12°С. Через 2 час получают латекс.

В отсутствие антрацена температурный скачок составл ет 25°С, причем смесь бурно кинит.

Пример 9. В реактор объемом 400 мл загружают раствор 72 г метилакрилата, 2,5 г эмульгатора С-10, 3,5 г дибутилфталата, 2,15 г трифенилметана и раствор 0,053 г персульфата аммони  в 130 г воды. Реакционную смесь нагревают при перемешивании до 68°С и выдерживают 3 час. Температурный скачок составл ет 2,5°С. Через 3 час получают латекс.

В отсутствие трифенилметана температурный скачок составл ет 25°С, смесь бурно кипит .

Пример 10. Процесс провод т по прнмеру 9, но используют в качестве слабого ингибитора 1,5 г фенантрена.

Температурный скачок составл ет 6°С.

Пример 11. Процесс провод т по примеру 9, но используют 0,72 г хризена. Температурный скачок составл ет 4°С. Пример 12. Процесс провод т по npiiмеру 9, но используют 2,15 г индена. Температурный скачок составл ет 6°С.

Свойства акриловых латексов, полученных по примерам 8-12, приведены в табл. 3 и 4.

Таблица 3

Предмет изобретени 

Способ получени  концентрированных акриловых латексов путем эмульсионной полимеризации акрилатов и метакрилатов, отличающийс  тем, что, с целью регулировани  скорости процессов полимеризации и

Таблица 4

тепловыделени , процесс провод т в присутствии соединений, выбранных из группы, состо щей из трифенилметана, флуорепа, стильбена, антрацена, фенантрена, хризена, иидена, в количестве 0,01-3% от веса мономеров .