Способ коагуляции бутадиен-(стирол) акрилонитриловых латексов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублин (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 251130 (2() 3210747j05 (51) М. Кл.

С 08 С 1/15 (23) Приоритет — (32) 26 ° 11 ° 79

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (31) 340590 (33) Канада

Опубликовано 07.1И2 Бюллетень №41

Дата опубликования описания 07.11.82 (53) УДК 678 ° 762 ° 2-134.021.61 (088.8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Ричард Хельмут Вандер (Канада) Иностранная фирма Полисар Лимитед (Канада) (7I) Заявитель (54) СПОСОБ КОАГУЛЯЦИИ БУТАДИЕН- (СТИРОЛ)

АКРИЛОНИТРИЛОВЫХ JIATEKCOB!

О!

25

Изобретение относится к технологии коагуляции синтетических латексов, н частности бутадиен-(стирол)акрилонитриловых латексон, и может быть использовано при получении синтетического каучука.

Известен способ коагуляции латексов полимеров или сополимеров сопряженных диенов обработкой их водными растворами электролитов, например неорганических кислот или их солей, в качестве коагулянтон (1)i

Недостатком этого способа янляется относительно большая неоднородность скоагулиронанного каучука в отношении размера его частиц, что усложняет его дальнейшую переработку, r

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ коагуляции бутадиен-(стирол)-акрилонитрилоных латексон обработкой их водными растворами серной кислоты, хлористого натрия (кальция) или их смесями 1 2).

Недостатками известного способа являются неоднородность скоагулиронанных частиц сополимера и большое содержание в них воды, что приводит к усложнению процесса сушки каучука.

Цель изобретения — уменьшение слипаемости частиц выделенного сополимера и содержания в них воды.

Цель достигается тем, что согласно способу коагуляции бутадиен-(стирол) акрилонитриловых латексов обработкой их водными растворами серной кислоты, хлористого натрия (кальция) или их смесями, процесс проводят в присутствии нодных растноров или суспензий 0,5-2,5 нес.ч. (на

100 нес.ч. сополимера) соединений, выбранных из группы, содержащей картофельный крахмал, соевую, пшеничную или арахисовую муку и муку из семян подсолнечника.

Кроме того, процесс можно проводить дополнительно в присутствии

0,02-2 вес.ч. (на 100 вес.ч. сополимера) сополимера акриламида с натрийакрилатом.

Пример 1 (контрольный). В плоскодонный резервуар емкостью 12 л с высокими стенками залили 8 л воды, Установили мешалку над резервуаром для того, чтобы можно было перемешивать водную фазу. Датчик рН-мет,9730?6 ра установили над резервуаром с тем, чтобы можно было непрерывно измерять величину рН водной фазы. ТрубопроВОД ПРОВЕЛИ В ВОДУ ДЛЯ тОго, Чтсбы в нее можно было подавать пар, и установили термопару для измерения температуры водной фазы. Установили средства подачи для того, чтобы в водную фазу было можно добавлять небольшие количества полиамина. Воду в резервуаре нагрели до 50 С, а значение рН довели 3,5-4,0 путем добавления разбавленной серной кислоты. Стирол-бутадиеновый латекс цобавиЛИ В вОдНУю фазУ, поддЕРжнвая величину рН 3,5-4 путем одновременного добавления серной кислоты, и при этом непрерывно одновременно добавляли полиамин (сополимер акриламид с натрийакрилатом марки ИР

L Co 107) q такой скоростью, чтобы

0,1 Вес.ч. полиамина приходилось на

100 вес.ч ° полимера. С..-.ирод-бута- диеновый каучук содержал 23.,5 вес.Ъ стирола и 76,5 Вес.":. бутадиена, а латекс содержал 24 Вес,Ъ полимера.

1 л латекса добавили к водной фазе и коагулировали. После добавления латекса мешалка работала ? мин, чтобы обеспечить полное смешивание компонентов, а затем ее Выключили, Водная фаза (сыворотка) оказалась довольно прозрачной, а полимер, который поднялся на поьерхность Водной фазы, был В ВНJ. =- -гаc:.èï с раз-;ером от среднегс дс большсго,пр>тчем !.= -THLTbI были лиг.ки-;.. на поверхности.

"-1аcò;.Ны полир ера удалили и Высу птли

В,".у- илке с принудительньв . цирку..!РРОВанием горячего ВОзлуха, получив час-.тиц" большого размера, которые

В.-.:;,=рн себя cop=-"pæàëè маленькие по". лости с захваченной ВОДОЙ р и м е р 2 (контрольный).

:водили согласно примеру 1 эа .-ск jl0чен-.«ем, что испОльэОВали ."1I;I-;:, содержащей 2,5 Вес.Ъ хлор:.;с .". .с натрия, и полиамич добавляли с такой скоростью, чтобы

0„0 = ....--ес.ч, полиамина приходилось

;;а .100 Веc."- „ полимера. После вык.1.!R мешалки оказалось, что сы6 bUI виде больших частиц, При сушке полимерных частиц они старались слизнуться друг с другом и содержаЬнутри себя множество мелких по*

I=теЙ „запсГ!ненных эахзаченнОЙ

ВОДОЙ, Н р и м е р 3 (контрольный), tIсу,.;ествгяли аналогично примеру 1 за тем исключением, что полимером был бутаднен-акрилонитриловый полимер„содержащий 34 Вес.Ъ акрилонитрила„. эмульгатор жирнокислотного типа, а латекс содержал 28 вес.Ъ полимера.

После Выключения мешалки сыворотка

ai-,аэалась слегка мутной, а полимер

1Q

2О

3()

4С

56

6Q

6.э был в форме больших частиц, клейк их с поверхности. После высушивания частиц полимера получили частицы, слипшиеся друг с другом и содержащие внутри себя небольшие полости, заполненные захваченной водой.

Пример 4 (контрольный).

Используя оборудование, описанное в примере 1, проводили коагуляцию бутадиен-акрилонитрилового полимера, содержащего 34 вес.Ъ акрилонитрила, причем эмульгатором являлась соль щелочного металла и алкилнафталинсульфокислоты, а латекс содержал

30 вес.Ъ полимера, причем коагуляцию проводили путем добавления 1 л латекса к 8 л воды, поддерживаемой при 50 С и содержащей 0,3 вес.Ъ хлористого кальция, при одновременном добавлении раствора, содержащего

0,5 вес.Ъ хлористого кальция. После выключения мешалки сыворотка была довольно прозрачной, а полимер присутствовал в виде больших частиц.

После высушивания частиц полимера получили полимер, содержащий небольшие количества воды внутри больших частиц полимера.

Пример 5. Следуя методике примера 1, латекс бутадиен-стирольного каучука коагулировали путем медленного добавления к водной фазе при одновременном добавлении серной кислоты, чтобы поддержать значение рН " 5 - 4, причем полиаминное соединение добавляли с такой скоростью, чтобы 0,1 Вес.ч. полиаминного соединения приходилось на 100 вес.ч. полимера, и добавляли при этом

2,5 вес.ч. суспензии кукурузного крахмала, которую предварительно вскипятили, с такой скоростью, чтобы обеспечить 1,4 вес,ч. сухого кукурузнога крахмала на 100 вес.ч. полимера.

После Выключения мешалки сыворотка оказалась довольно прозрачной, а полимер был в виде маленьких частиц с малоклейкой поверхностью. После Высушивания частиц полимера получили частицы примерно такого же размера, которые одинаково содержали мало влаги.

По сравнению с примером 1 получили меньшие и более однородные по размеру частицы, которые легче высушить до однородного низкого остаточного содержания влаги.

П .р и м е р б. Повторили способ примера 5, за тем исключением, что вместо кукурузного крахмала испольэовали суспензию (5 вес.Ъ) соевой муки, полученной кипячением, причем скорость подачи суспензии была такой, что 1,5 вес.ч, сухой соевой муки приходилось на 100 вес.ч, полимера, а скорость добавления полиамина была такой, чтобы обеспечить

973026 примерно 0,03 вес.ч. полиамина на

100 вес.ч, полимера.

После выключения мешалки сыворотка была прозрачной, а полимер присутствовал н виде довольно однородных по размеру маленьких частиц, 5 имеющих малоклейкую поверхность. После сушки полимера получили частицы такого же размера, которые имели одинаково низкое содержание влаги.

Пример 7. Повторили способ 10 примера 2, за тем исключением, что полиамин добавляли с такой скоростью, чтобы примерно 0,02 нес.ч. полиамина приходилось на 100 вес.ч. полимера, и туда также добавляли суспензию

5 вес.Ъ соевой муки, полученной кипячением, с такой скоростью, чтобы примерно 0,7 вес.ч. соевой муки приходилось на 100 вес.ч. полимера.

После окончания перемешинания сыворотка была прозрачной, а частицы полимера представляли собой однородные по размеру маленькие частицы, имеющие малоклейкую поверхность, и их легко высушили, получив такие же по размеру части Я, обладающие одинаково малым остаточным содержанием влаги.

Пример 8. Повторили способ примера 1 за тем исключением, что скорость добавления полиамина была такой, что 0,2 вес.ч. полиамина приходились на 100 вес.ч. полимера, и туда также добавили суспензию пшеничной муки, предварительно полученную кипячением, причем скорость добавления была такой, что 1,5 вес.ч. пшеничной муки приходилось на

100 вес.ч. полимера.

После выключения мешалки сыворотка,оказалась довольно прозрачной, 40 а полимер присутствовал н виде маленьких частиц, имеющих малоклейкую поверхность, которые высушили, получив такие же по размеру частицы, имеющие одинаконое низкое содержа- 45 ние остаточной влаги.

Пример 9. Использовали способ примера 1 за тем исключением, что добавляли не полиамин, а раствор, содержащий 5 вес.% арахисовой И муки. Арахисовую муку переводили в раствор путем добавления водного аммиака до тех пор, пока значение рН раствора не стало около 10,5. Скорость добавления раствора арахисоной муки была такой, чтобы обеспечить

1,8 вес.ч.арахисовой муки на

100 вес.ч. полимера.

Сыворотка оказалась существенно прозрачной, а частицы полимера были довольно маленькими с весьма малой клейкостью понерхности. Частицы полимера высушили легко, беэ существенной агломерации частиц, которые не содержали полостей с остаточной водой. 6$

Пример 10. Повторили способ примера 1 за тем исключением, что полиамин добавляли со скоростью, обеспечивающей 0,02 вес.ч. полиамина на 100 вес.ч. полимера, и добавляли растнор муки из ."емян подсолнечника со скоростью, обеспечивающей 2 вес.ч, муки на 100 нес.ч. полимера. Муку иэ семян подсолнечника перевели в раствор в воде путем добавления водного аммиака до тех пор, пока значение рН стало около 10, Сыворотка была прозрачной, а частицы полимера были маленькими и однородными по размеру и обладали малой поверхностной клейкостью. При сушке частиц полимера получили аналогичные маленькие по размеру частицы, которые однородно высыхали беэ полостей остаточной воды.

Пример 11. Повторили способ примера 9 эа тем исключением, что вместо арахисовой муки добавили концентрат соевого белка, растворенный в воде при добавлении ноднога аммиака до рН примерно 10, причем концентрат добавляли со скоростью

1,3 нес.ч. на 100 вес.ч. полимера °

Сыворотка была немного мутной, а частицы полимера были однородными и очень маленькими по размеру и существенно не имели поверхностной клейкости. Частицы полимера легко высушили, получив однородно высушенный продукт.

Пример 12. Повторили способ примера 3 за тем исключением, что добавляли также аммиачный растнор (рН 10,5) соевой муки со скоростью

1,5 вес.ч. муки на 100 вес.ч. полимера, а скорость добавления полиамина уменьшили примерно до 0,04 нес.ч. на 100 нес.ч. полимера {при этом бутадиен-акрилонитриловый латекс коагулировал) и получили маленькие частицы полимера, имеющие малую поверхностную клейкость, которые легко высушили до однородного низкого содержания остаточной влаги.

Пример 13, Бутадиен-акрилонитриловый латекс примера 4 коагулиронали способом, описанным н при— мере 4, за тем исключением, что водную фазу поддерживали при рН 3,5 — 4 добавлением серной кислоты одновременно с добавлением раствора хлористого кальция, а также добавляли раствор соевой муки в водном аммиаке со скоростью, обеспечинаюг.ей

0,5 вес,ч. муки на 100 нес.ч. полимера. Сыворотка после коагуляции была прозрачной, а частицы полимера были весьма маленькими и сравнительно однородными по размеру и их легко высушили до низкого остаточного содержания влаги.

Следовательно, изобретение позволяет в значительной степени умень973026

Формула изобретения

Составитель A. Горячев

Редактор Г. Безвершенко ТехредМ.Гергель. Корректор С. Шекмар

Заказ 8553/51 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rro делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 шить слипаемость частиц выделенного сополимера и содержание в них влаги.

1. Способ коагуляции бутадиен-(стирол)акрилонитриловых латексов обработкой их водными растворами серной кислоты, хлористого натрия (кальция) или их смесями, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения слипаемости частиц выделенного сополимера и содержания в них воды, процесс проводят в присутствии водных растворов или суспензий 0,5-2,5 вес.ч, (на 100 вес,ч сополимера) соединений, выбранных из группы, содержащей картофельный крахмал, соевую, пшеничную или арахисовую муку и муку из семян подсолнечника.

2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю5 шийся тем, что процесс проводят дополнительно в присутствии

0,02-0,2 вес.ч. (на 100 вес.ч. сополимера) сополимера акриламида с натрийакрилатом.

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кирпичников П.A. и др. Химия и технология синтетического каучука, Л., "Химия, 1970, с, 393-399.

2. Уитби Г.С. Синтетический каучук.

Л., Госхимиздат, 1957. с. 191-193 (прототип).