Л. В. Космодемьянский, В. Т. Самородов, E. А. Лазурпн, E. П. KQBblJIoB и B. А. Беляев (71) Заявитель (54) МЕЛОЧНЫЕ СОЛИ n вЂ” (N вЂ” ФУРФУРИЖЩЕН) АМИНОБЕНЗОЛСУЛЬФОКИСЛОТЫ

В КАЧЕСТВЕ СТАБИЛИЗАТОРОВ ВОДНЫХ

ЭМУЛЬСИЙ ПОЛИМЕРОВ

Н СБ !

0 5 »

Предлагаются новые химические соединения, щелочные соли и- (И-фурфурилиден) аминобенэолсульфокислоты (ФАБС) .

Щелочные соли ФАБС могут быть использова. ны в качестве еь1ульгаторов водных растворов полимеров, введение которых в водные эмульсии углеводородных растворов полимеров повышает их агрегатную устойчивость снижение количества потерь полимера) в процессе отгонки растворителя.

Известны в, качестве стабилизаторов эмульсий и дисперсий неэмульсионных полимеров (бутилкаучука, цис-1,4-полиизопрена и др.), имеющих щелочную среду.(рН 10 вЂ” 12), поверхностно-активные вещества (ПАВ) анионного характера. K таким веществам относятся соли щелочных металлов высших карбоновых кислот и ароматических сульфокислот (1).

Наибольшей стабилизирующей способностью из указанных соедтп ений обладают щелочные соли п-аминобензолсульфокислоты, которые используются Э полимерных композициях в количестве 0,2 вЂ” 1,5 вес.ч. на 100 вес,ч. полимера (2).

При этом количество потерь полимера в виде коагулюма в процессе отгопки растворителя иэ эмульсий сравнительно велико и составляет 3,7вЂ”

5 весЯ.

Целью изобретения являются новые сосдине5 ния вЂ” щелочные соли ri- (N-фурфурилидеп) аминобензолсульфокислоты в качестве еще более эффективных стабилизаторов водных эмульсий полимеров.

Указанные свойства определяются новой хи10 мической структурой щелочных солей n- (N-фурфурилиден) аминобензолсульфокислоты общей формулы

20 где Me вЂ” щелочной металл.

Соединения указанной формулы получают конденсацией и-аминобензолсульфокислоты (сульфаниловой кислоты) с фурфуролом в водном раст658134 воре при нагревании с последующей нейтрализацией реакционной массы водным раствором щелочи.

Для доказательства строения n- (N-фурфурилиден)аминобензолсульфокислоты получен его

ИК-спектр в вазелиновом Масле на приборе UR-20 в диапазоне 400 вЂ” 3600 см .

В табл. 1 приведены полосы, соответствующие поглощению различных групп в молекуле указанного соединения.

Таблица 1

1 800-870

2 890

3 . 1020 вЂ 12

4. 1470-1600

С вЂ” Н (в ароматическом ядре)

С вЂ” Н (в фурановом ядре)

$=0 (в сульфогруппе)

Ароматическое ядро

2О

5 1690

6 1800-2700 Азот в протонированном состоянии (N+)

7 2860 вЂ” 2980 С вЂ” Н

C=N

8 3400-3600 О-Н

Исследование спектра указывает на образование продукта конденсации и-аминобензолсульфокислоты и фурфурола (полоса 1690 см 1, соответствующая колебаниям C=N-связи), которьщ однако, находится в равновесии с ионной формой (полосы 1800 вЂ” 2700 см, соответствующие и+) ..

Замещение водорода сульфогруппы на щелочной металл (К, Na) сдвигает реакцию влево до образования молекулярной формы, так как металл значительно тяжелее протона и не может мигрировать к атому азота.

Таким образом доказывается строение щелочных солей и- (N-фурфурилиден) аминобензолсульфокислоты.

Полученные соли используются в качестве стабилизатора в виде водного раствора в количестве

0,2 вЂ” 1,5 веся. (в расчете на сухое вещество) на

100 вес.ч. полимера. Дозировка соли меньше

0,2 вес.ч. желаемого эффекта не дает, введение же ее в эмульсию в количестве, большем 1,5 вес.ч., не приводит к дальнейшему повышению агрегативной устойчивости эмульсий при отгонке растворителя.

Пример 1. Синтез калиевой соли ФАБС.

К раствору 43,3 г сульфаниловой кислоты в

720 мл воды, нагретому до 90 С, прибавляют по каплям 28,8 г фурфурола. Смесь упаривают до объема 200 мл, после чего охлаждают. Выделенный продукт отделяют от жидкости, отмывают от избытка фурфурола тремя порциями (по

150 г) этилового спирта и сушат при 85 С, Выход ФАБС составляет 51,5 r (82% от теоретического). Полученный продукт имеет следуюшие характеристики: разлагается при 267 С, мол. в. 251 (вычислено), 260 (определено).

Найдено, %: С 55,3; Н 3,5; О 22,9; Ь 5,2;

S 13,1.

С„Н,04М$

Вычислено, %: С 52,6; Н 3,6; 0 25,5; N 5,6;

S 12,7, Калиевую соль ФАБС получают следующим образом. К смеси 100 мл воды и 31,4 r кислоты, нагретой до 80 С, прибавляют раствор 7,0 r капиевой щелочи в 20 мл воды. Реакционную смесь перемешивают до полного растворения осадка, после чего рН ее доводят до 10 вЂ” 10,5.

Получают 155 мл 24%-нго водного раствора калиевой соли ФАБС.

Пример 2. Синтез натриевой соли ФАБС.

К смеси 100 мл воды и 31,4 г ФАБС, полученной по примеру 1, нагретой до 83 С, прибавляют раствор 9,8 г натриевой щелочи в 20 мл воды. Реакционную смесь перемешивают до полного растворения осадка, после чего рН ее доводят до 10 вЂ” 10,5. Получают 158 мл 25 ного раствора натриевой соли ФАБС.

Пример. 3. Применение щелочных солей

ФАБС для стабилизации водных эмульсий расгворов полимеров.

В автоклав емкостью 20 л, снабженный рубашкой для обогрева горячей водой и пропеллеркой мешалкой со скоростью вращения

300 об/мин, загружают полимерные композиции, рецепты которых приведены в табл. 2.

Таблица 2

Компоненты

Рецепт, вес. ч. (г 1

Бутилкаучук БК-1675Т 100

Изо бутилен-стирольный сополимер ИС вЂ” 60

Цис-1,4-полиизопрен (СКИ вЂ” 3) 1600

Циклогексан и-Гексан

Изопептан

Олеат калия

900

4,5 6,0

200 600

1000

Калиевая соль ФАБС

Натриевая соль ФАБС

0,2 1,0

1,5

Водные дисперсии полимеров указанных рецептов получают в условиях, приведенных в табл. 3.

Для оценки эффективности действия щелочных

658134 соответствующих количеств щелочных солей сульфаниловой кислоты, а также беэ стабилизируюгцей добавки. солей ФАБС по рецептам, приведенным в табл. 2, р условя иях, укаэанных в табл. 3, получаю. латексы с использованием стабилизирующей добавки

Таблица 3

1 ецепт, Растворение полимера

Отгонка растворителя

Эмульгировапие раствора в жидкой фаэ" температура, вакуум С мм рт. ст. время, ч температура, С время, ч температура, С

48-55

46-57

Атмосферное давле25

30-35

20 ние

Влияние типа и дозировки стабилизаторов на агрегативную устойчивость эмульсий углеводородных растворов полимеров по-: казано в табл. 4.

Габлица 4

Содержание вещеКол ичест во стаби личество ства в днс-: лизатора, вес.ч. на

100 вес.ч.

Рецепт

Стабилизатор

Полимер персии, вес, % полимера

1 Вутил каучук

БК вЂ” 1675 Т

Натриевая соль

ФАБС

Натриевая соль сульфаниловой кислоты

1,5

1,7

1 1,6

1,5

3,7

14,2

13,5

9,7

Калиевая соль

ФАБС

Калиевая соль сульфаниловой кислоты

0,2

3,1

33,4

0,2

4,9

12,4

30,9

29,0

3 Цис-1,4-полиизопрен (СК1Л-3) Калиевая соль

ФАВС

Калиевая соль сульфаниловой кислоты

1,0

16,2

1,9

1,0

3,8

10,4!

4,6

13,6

Я агулюма снижаются до 1,7 вЂ” 3,1% в зависимости от типа полимера и эмульгатора).

Указанные соли являются веществами биоразлагаемымн, поэтому присутствие их в сточных

Келочные соли n-(N-фурфурилиден) аминобензолсульфокислоты могут бьнь использованы в качестве стабилизаторов эмульсии в процессе отгонки растворителя (потери полимера в виде ко2 Изобутиленстирольный сопалимер ИС вЂ” 60

460-600

460-590 терь поли ра при от онке растрителя из мульсии, вес.%

658134 водах не приводит к загрязнению окружающей среды.

Формула изобретения

Келочные соли и. (Й-фурфурилиден) аминобенэолсульфокислоты общей формулы

_#_-СК

I i ми Оз !

Составитель И. Дьяченко

Техред М.Петк о 1(орр

Редактор О. Кузнецова

Тираж 512 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений н открытка