Способ получения водной дисперсии хлорсульфополиэтилена
. :„„,*.„ ;, „. "„"„"„ . О П И C А H И Е i 3954I6
,ИЗОБРЕТЕН И Я и лвтоескомь свидиильствь
I !
Зависимое от авт. свидетельства 1хо— !
Заявлено 30.1Х.1971 (№ 1701266/23-5) с приcccëli: —::.í:;ием за":.âõ,I ¹â€”
I
М. Кл. С 08! 47,20
Государственный комитет
Совета !!1инистров СССР па делам неооретеннй и открытий
Приоритет—
Опублпкозанo 28.V1H.1973. Бюллетень № 35
Дата опубликова гия оп!!са:1:!я 30.л1.1973
У, 1К 678.742.2-944.66. .063.6 (088.8) Авто:ры изобретения
M. М. Медников, Л. В, Космодсмьянский. H. H. Алдашина, 3. Г. Лазарянц, Е. П. Копылов, В. П. Бугров, H. Л. Коврайская, В. Л. Цайлингольд и H. Н. Звонарев
Заявитель
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНОЙ ДИСПЕРСИИ
ХЛОРСУЛ ЬФО ПОЛ ИЭТИЛ ЕНА
Изобреге !!!е Отчос:l. =.-" к спссооу получения Водных диспврсиl! хлорсульфОПОлиэт:.1лен"..
1!звестно получение водных дисперсий хлорсульфОлолиэтилена p2cTBoppH Iþl его в ." Iop Iрованных или других углеводородах с дальнейшим эмульгирова нием в водной фазе, содержащей в качестве эмульгатора водньш раствор органических сульфокслс.loT в кислой и щелочной среде. Получение латексов в кислой среде имеет ряд существенчых недостатков, главными из которых являются повышенное выпадение полимера в виде коагулюма и неустойчи вость латекса хлорсульфополиэтилена при хранении. В результате этого резко повышается вязкость самого латекса гплоть до
1юлного загустения, Обработка латекса катпо пообменнымл смолами для повышен:1я его стабильности в кислой среде привод1лт к дополнительным потерям полимера на смоле, частой забивке смолы полимерным латексом.
По предложенному способу систему для подкисления водной фазы на основе нейтрал.ных калиевых или натриевых солей алкнл-, алкил-оензол- и а,-.,килнафталинсульфок .:лот приготавливают ооработкой их кат:IOI 00! .ile ными смолами марок КУ-1, КУ-1Г, КУ-5, КУ-2, сульфоугля и смолы СБС.
С !Ола КУ-1 llредставляет сОООЙ прод1 кт поликонде.!сации формальдег;.!да с фенол сульфок!!слотой, имеющей;,кт! в:!ые группы — — ЯО.Н .I — ОН. Все осталы!Ые смо Iû типа
«КУ» являются модификациями смолы КУ-1.
С.;!ола СБС вЂ” сульфпрованная стиролбутадпеновая смола. имеющая активную группу — S0;H, При получен!и! подкисляющсп системы осработкой раствор 1 эмульгатора кат оноооменнои смолов калиевые и патриевые соли пере одят в кислую форму, причем солевые и кислые формы эмульгатора находятся в определенном равповес ::и в зависимости
0Т колпчсства кагпопообме1л1ТО!! смолы. Зта
15 полученная система используется для подкисления 1!сходного эмульгатора.
В табл. 1 приведены данные, указыва1ощие
Iÿ состав получаемой подкпсляющей системы в зав1:спмости от количества катионообмен пой смолы !напр:!Мер, КУ-1). Система получе.. а на ос-!Ове водного раствора поваренной, сер ок:!слой .атрпевой солей и нагриево1л соли:,, !к:!л.:гчзолсульфокислоты (сульфапо.та) .
П р и м е и 1. A. 200 .1!л водного раствора
«сульфанола» (алкилоензолсульфоната натр,1я) ко! — Ic: т..а."..;и 10..8 вес. " Обоабатычзют 25 лл см".„ть! ".,У-1. Раствор тщательно си1льтпмют Оппед .;От пН и сотепжанпе су !1:::сго ве.цестза. Спыгг подгоняют ." — 5 аз, пс395416
Таолпца 1
Содержание кислоты
SO3H в пересчете на
Н2804 %
Содержание
НС1, вес %
Содержание солевых форм, вес.% рН
1,3
9,34
0,26
0,2
9,01
0,16
0,36
1,8
7,34
0,41
0,08
2,0
О,!2
6,03
2,1
2,1
6,0
0,14
3,3
Таблица 2
Сульфонол
Волгонат
Некаль
Марки смол
Содержание сухого вещества, %
Содержание сухого вещества, Содержание сухого вещества, % рН рН рН
КУ-1
10,4
2,!
10,5
2,0
10,4
2,0
КУ-2
10,3
2,3
1 1,0
10,2
2,0
2,0
КУ-5
10,3
2,3
10,8
2,3
10,7
2,4
Сульфоуголь
10,3
3,1
10,9
10,5
3,3
2,8
СБС
10,6
2,6
10,1
2,7
10,5
2,7
" VJ — объем 10%-ного водного раствора эмульгаторной смеси;
Vg — объем катпонита (смолы), пошедший на обработку эмульгаторной смеси (насыпной вес смолы
0,7 г/см ) пользуя катионообмен ную смолу КУ-2, КУ-5, сульфоуголь, СБС.
Б, 100 мл водного раствора «волгоната» (ал!силсульфонат натрия) с содержанием сухого вещества 11,5 IBec., % обрабатывают
Пр имер 2, В аппарат с мешалкой, имеющей переменную скорость вращения, загружают 100 г хлорсульфополиэтилена (марка хайпалон-20), 750 мл дистиллированной воды, 84,5 мл этилового спирта и 107 льг раствора, приготовленного,из 100 мл водного раствора сульфонола концентрацией 10,8 вес. % и 7 мл смеси для подкисления, полученной согласно примеру 1А, 1000 мл хлористого этила. Аппарат закрывают и прои перемешивании мешалкой со скоростью 300 обlмия растворяют— эмульгируют смесь при 20 С в течение 8 час.
Далее смесь продолжают эмульгировать при той же температуре со скоростью вращения мешалки 1000 об/мин в течение 10 час. После получения устойчивой эмульсии из нее отгоняют расвворитель при температуре 35 С, латекс сливают, упаривают для удаления остатков углеводородов (хлорэтила и спирта).
12,5 лл катиопита КУ-1. Тщательно фильтруют. Оп|ределяют рН и содержание сухого вещества, Опыт повторяют 2 — 5 раз, используя катионообменную смолу КУ-2, КУ-5, сульфо5 уголь, СБС.
В. 100 лл водного раствора «некаля» (натриевая соль дибутил нафталинсульфокислоты) концентрацией 10,8 вес. % обрабатывают 12,5 мл смолы КУ-1. Смолу тщательно фильтруют. Определяют рН и содержание сухого вещества. Опыт по вторяют 2 — 5 раз, используя катионообменную смолу КУ-2, КУ-5, сульфоуголь, СБС.
Обработку водных растворов эмульгаторов катионитами можно вести смешением раство ра и смолы и перемеши ванием их в течение некоторого времени или пропусканием раствора эмульгатора сверху через столб смолы в каком-либо сосуде, ил и давать раствор под давлением снизу на смолу, находящуюся в каком-либо сосуде (кипящий слой) и т. д.
ДBIHные,для приготовления системы с целью подкисления с применением различных эмульгаторов .и катионитов приведены в табл. 2 (системы названы по катиониту, на котором проводят обработку эмульгатора) .
Аппарат вскрывают, коагулюм собирают, сушат и взвешивают.
Упарен ный латекс после анализа подвергают концентрированию с помощью 1 вес. ч. на полимер 3%-ного водного раствора карбоксиметилцеллюлозы в течение 10 час. Кон центрат отделяют и анализируют.
Опыт повторяют, используя подкислящую систему, приготовленную согласно примеру 1.
Характеристика латексов н количество коагулюма, полученного при отгонке, приведены в табл. 3.
Пример 3. В аппарат с мешалкой, име40 ющей переменную скорость вращения, загружают 100 г отечественного хлорсульфополиэтилена, 700 мл дистиллированной воды, 84,5 мл этилового спирта и 108 мл раствора, приготовленного смешением 100 мл водного
45 раствора «волгоната» с содержанием сухого
3954!6
Таблица 3
Катпонпт, прпменяемьш при подкпслении
КУ-1 КУ-2, КУ-5,,с
) =1
Показатели
СБС!
7,6
19,5 8,4 19,03 20,3
2,5
3,4
2,9 2.6 2,5
34,8
35, 1 36,0 36,7
34,7
10,0
3,0 3,4 6,1
2,0
51,0 50,4 53,6 48,4
54,6
5,8
56 48 4!
3,0
2,6
2,8 2,3
7110 6420 6000 7200
5800
Таблица 5
Подкпспяющая система вещества 11,5 вес. % и 8 лгл раствора, приготовленного согласно гг!римеру 1Б, 1000 лгл хло ристого этила. Закрывают аппарат и его содержимое растворяют, эмульгируют и отго няют растворитель согласно примеру 2.
Опыт повторяют, используя подкисляющую систему, приготовленную согласно примеру 1Б, Количество,коагулюма и характеристика латекса приведены в табл. 4.
30 уксусная концентрированная кислота
Показатели
СБС
КУ-) КУ-2 КУ-5
Количество, ляг
10
2,2
2,3
2,3 2,2
2,2 рН
Таблица 4
Катионит!
КУ-1 ) КУ-2 i КУ-5 Я о! о
/, Показатели
СБС
18,0 17.9!
9,1
173 !76
2,4 2,6
2,8
2,9
2,1
35,5
36,2 35,4
3,6 2,0
35,1 34.0
4,2 1.0
8,4
5900 7400
4900
7300 6300
491 546
50,8
50,0 48,3
4,8 6,0
4,3
30 лгин 40 лигн 80 лгин
Прочность на разрыв, кгс/слР 120 130 150
2,8 Относительное удлинение, О р 670 600 560
65 Остаточное удлинение,% 10 7 6
2,12 3,6
l,9 2,6
Содержание сухого вещества в отогнанном латексе, вес.% рН отогнанного латекса, ед.
Поверхностное натяжение отогнанного латекса, дингслг
Количество коагулюма при отгонке, на исходный полимер
Содержание сухого вещества концентрированного латекса, вес. рН концентрированного латекса, ед.
Содержание эмульгатора в концентрированном латексе, % на сухое вещество
Размер частиц латеко са, А
Содержание сухого вещества в отогнапном латексе, вес. рН отогнанного латекса, ед.
Поверхностное натяжение, отогнанного латекса, дин/см
Количество коагулюма при отгонке, вес. %
Размер частиц, отогнано ного латекса, A
Содержание сухого вещества концентрированного латекса, вес. % рН концентрированного л а те к с а, ед.
Содержание эмульгатора в концентрированном латексе, % на сухое вещество
Пример 4. В аппарат с мешалкой, имеющей переменную скорость вращения, загружают 100 г отечественного хлорсульфополиэтилена, 800 лг г дистиллированной воды, 84,5 лг.г этилового спирта и 109 лг,г раствора, приготовленного смешением 100 дглг водного раствора некаля с содержанием сухого вещества 10,7 вес. % и 9 лг,г раствора, приготовленного согласно примеру 1В, 1000 лг.г хлористого этила. Аппарат зак!рывают и проводят все операции согласно примеру 2.
Опыт повторяют, используя подкисляющие системы. Hp !ãîòîâëåíèå согласно примеру
1В. Прп применении катионита КУ-1 каугулюм при отгонке не образуется, при катионите КУ-2 его образуется 1%, при КУ-5 — 3%, при сульфоугле — 3,4% и при СБС вЂ” 6,2% .
Необходимо подчеркнуть различие в количествах подкисляющих систем на основе предлагаемого варианта и неорганических и органических кислот до определенного рН. Для подкисления оерут 100 мл,раствора эмульга тора, например сульфанола, и разные подкисляющие системы Данные приведены в табл. 5.
Раствор сульфанола с рН 8,1, содержание сухого вещества 10,8 вес. % .
Предлагаемый способ подкисления резко улучшил стабильность системы в процессе получения готового латекса, а также повысил его устойчивость при хранении и получении латексных смесей для ионного отложения.
Данные по устойчивости латекса при хранении прлведены в табл. 6, ее оценивали по изменению вязкости системы, измеренной на приборе Гепплера.
Состав латексной смеси (в вес. ч.), приготовленной на основе латекса примера 2: латекс 100 (на сухое вещество) резп|нат натрия 3
55 диэтилдитиокарбомат цинка 1,5 сера 0,5
Полученные пленки, высушенные при 50 С в течение 24 гас и вулканизованные при
143" С в течение 30, 40 и 80 мггн, имеют следующие характеристики:
395416
Таолина 6! рН ла38aliocTb c1IcTc.мы (c!l3) ир;! cpGae хранения, Подкисляющая
1 текса
10 система
53
4,1
КУ-1
70
4,2
КУ-2
52
50
4,0
КУ-5
Сульфоуголь
60
54
4,2
70
60
СБС
4,1
Соляная кислота
Полностью загустела
Полностью загустела
Полностью заг1 стела
620
4,0
Уксусная кислота
Полностью загустела
360
Предмет изобретения
Составитель A. Кулакова
Редактор Н. Джарагетти Те:;ред Е. Борисова Корректор Л. Орлова
Заказ 684/2267 Изд. № 945 Тираж 551 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Сове а Мшшстров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, )К-З5, Раушская наб., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»
Способ получекия водной дисперсии хлорсульфополиэтилена в кислой среде путем растворения его в углеводородах и эмульгирования в водной фазе, содержащей в качестве эмульгатора водный раствор органически.; сульфокислот, отличаюшийся тем, что, с целью повышения устойчивости дисперсной си стемы при отгонке растворителя и стабильности латекса при хранении и переработке, эмульгатор предварительно обрабатывают катионообменным и смолами.
