Полімерна дисперсія з наповнювачами та клей або склад для покриття поверхонь

1. Полімерна дисперсія з наповнювачами, яка містить воду, частинки щонайменше одного органічного або щонайменше одного неорганічного наповнювача або їх суміш (частинки наповнювача) і частинки щонайменше одного синтетичного органічного полімеру, полімеризованого в присутності щонайменше одного виду частинок наповнювача (частинки полімеру), яка відрізняється тим, що відношення розмірів частинок наповнювача до розмірів частинок полімеру становить від 1,1:1 до 20:1. 2. Полімерна дисперсія з наповнювачами згідно з п. 1, яка відрізняється тим, що частинки полімеру мають діаметр (d50) від 0,03 до 0,5 мкм. 3. Полімерна дисперсія з наповнювачами згідно з п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що як неорганічний наповнювач вона включає крейду (СаСО3), гіпс (CaSО4) у формі ангідриту, напівгідрату або дигідрату, кварцове борошно, силікагель, діоксид титану, тальк, шаруватий силікат, сульфа т барію або барит і що як органічний наповнювач вона включає частинки наповнювача, які містять поліві 2 (19) 1 3 70988 Даний винахід стосується полімерної дисперсії, яка містить наповнювачі і включає частки органічного або неорганічного наповнювача і частки, щонайменше, одного синтетичного або органічного полімеру, причому відношення розміру часток наповнювача до розміру часток полімеру складає від 1,1:1 до 20:1. Полімерні частки з діаметром приблизно від 0,01 до 30мкм відіграють велику роль у багатьох галузях технології полімерних речовин. Особливо часто в технології склеювання предметів або нанесення покриття на поверхню застосовуються клеї, які містять полімерні частки вказаного розміру. Вказані частки застосовуються, наприклад, при нанесенні декоративних лакових або інших покрить, а також у технології склеювання двох покрить з однаковими або різними властивостями за допомогою клеїв. Вказані полімерні частки одержуються, як правило, шля хом полімеризації олефіноненасичених мономерів, властивості яких можуть бути змінені шляхом полімеризації сумішей різних мономерів, наприклад, у процесах сополімеризації або потрійної полімеризації. Змінені властивості окремої полімерної частки, як правило, переносяться у вигляді колективної властивості на покриття, нанесене на поверхню за допомогою таких полімерних часток, або на склеювання. Приклади колективних властивостей, які часто піддаються модифікації, обумовленої цілями застосування, включають твердість, еластичність, а також, особливо в галузі застосування клеїв, міцність склеювання, відкритий час або початкове схоплювання. Також велике значення мають певні властивості засобів, застосовуваних для нанесення покриття або склеювання, наприклад, властивості сполуки для покриття поверхні або властивості клею. У цьому зв'язку в залежності від заданої мети застосування часто піддають модифікації в'язкість, текучість або залишковий вміст мономеру. Часто для модифікації названих властивостей покриття або склеювання до покриваючого агенту або клею додають неорганічні або органічні наповнювачі, які, у випадку неорганічних наповнювачів, знижують частку органічного полімерного матеріалу в покритті і тим самим підвищують жорсткість покриття, а також не забруднюють навколишнє середовище, завдяки меншому вмісту органічних полімерів у сировині. Органічні наповнювачі можуть, наприклад, передавати полімерній дисперсії певні комбіновані властивості часток наповнювача і полімеру, які містяться в них. У той час як при нанесенні покрить на поверхню використання сумішей полімерних часток і наповнювачів часто приводить до одержання тьмяних і шорсткувати х поверхонь, у випадку клеїв такі суміші часто сильно зменшують клеючу здатність, і еластичність клейових сполук. Крім того, присутність наповнювачів у полімерних дисперсіях часто сприяє зниженню початкової клеючої здатності. Вказані ефекти стають особливо сильно помітними в тих випадках, коли полімерні дисперсії застосовуються для нанесення високоякісних покрить і склеювань, таких як дзеркально-блискучі лакові покриття або проклейки в паперовому або 4 меблевому секторі. Часто, наприклад, відзначається значне зниження остаточної клеючої здатності на дереві, що до того ж супроводжується зменшенням початкового схоплювання. Європейська заявка на патент ЕР-А 0392065 стосується часток наповнювача, у яких ядро покрите оболонкою гідрофобного полімеру. Для одержання таких часток, покритих полімером, мономер полімеризують у присутності часток наповнювача і гідрофобно-гідрофільного полімеру у водяній дисперсії. У цитованому документі не включається вказівок щодо одержання наповнених полімерних дисперсій, у яких частки наповнювача і частки полімеру присутні, в основному, поряд одна з одною. Німецька заявка на патент DE-OS 2243687 стосується клейових сполук, зокрема, для одержання гофрованого картону. У цьому документі хоча й описується полімерна дисперсія, яка містить як полімерні частки, так і мінеральні частки, і приводяться інтервали розмірів для відповідних часток, однак у ньому не вказуються відношення розмірів часток у змісті даного тексту. Тому задача даного винаходу полягає в тому, щоб усунути ви щезгадані недоліки відомих з рівня техніки сумішей полімерних часток і наповнювачів. Зокрема, завдання винаходу полягає в тому, щоб запропонувати наповнену полімерну дисперсію, яка має переваги відомих з рівня техніки сумішей полімерних часток і наповнювачів при відсутності відомих з рівня техніки недоліків. Спеціальна задача даного винаходу полягає в тому, щоб запропонувати полімерну дисперсію, яка містить наповнювачі, яку можна використовувати для нанесення високоякісних покрить або для склеювань. Далі задача даного винаходу полягає в тому, щоб запропонувати полімерну дисперсію, яка містить наповнювачі, яку можна використовувати в якості клею з високою клеючою здатністю, зокрема, на дереві. Ще одне завдання винаходу полягає в тому, щоб запропонувати полімерну дисперсію, яка містить наповнювачі, у якій залишковий вміст мономеру є незначним. Далі задача даного винаходу полягає в тому, щоб запропонувати клей, який має достатній відкритий час, а також високе початкове схоплювання і низьку в'язкість при відмінних текучи х властивостях. Ще одне завдання винаходу полягає в тому, щоб запропонувати спосіб одержання таких полімерних дисперсій, які містять наповнювачі. Вищезгадані задачі вирішуються за допомогою полімерної дисперсії, яка містить наповнювачі і включає частки органічного або неорганічного наповнювача та частки, щонайменше, одного синтетичного органічного полімеру, який полімеризований в присутності часток наповнювача, причому відношення діаметрів часток наповнювача до діаметра часток полімеру складає від 1,1:1 до 20:1. Тому об'єктом винаходу є полімерна дисперсія, яка містить наповнювачі і включає воду, частки, щонайменше, одного органічного або, щонайменше, одного неорганічного наповнювача або 5 70988 6 їхня суміш (частки наповнювача) і частки, щонайколи частки органічного наповнювача і частки орменше, одного синтетичного органічного полімеру, ганічного полімеру мають, в основному, однаковий який полімеризований в присутності, щонайменше, мономерний склад. Однак у кращому варіанті виодного виду часток наповнювача (частки поліменаходу частки органічного наповнювача і частки ру), яка відрізняється тим, що відношення розмірів органічного полімеру мають різний мономерний часток наповнювача до розмірів часток полімеру склад. складає від 1,1:1 до 20:1. Поняття «Розмір часток», використовуване в Було встановлено, що за допомогою таких поконтексті даної заявки, означає величину, звичайлімерних дисперсій можуть бути отримані сполуки но яка вказується як «d50», тобто, значення, при для покриття поверхонь і самі покриття і клейові якому приблизно 50% часток мають менший діасполуки, які у відношенні відкритого часу, клеючої метр і приблизно 50% часток мають більший діаздатності і початкового схоплювання, щонайменметр. Для визначення цього значення придатні в ше, порівнянні з покриттями, які не містять наповпринципі всі методи виміру розміру часток, напринювачів, але перевершують відомі з рівня техніки клад, вимірювальні методи, засновані на принципі системи з наповнювачем. Крім того, пропоновані дифракції світла. Дані, які приводяться в контексті відповідно до даного винаходу полімерні дисперданого винаходу, для розміру часток відносяться сії, які містять наповнювачі, як правило, показують до вимірів, виконаних на приладі Mastersizer X меншу в'язкість і кращу плинність у порівнянні з фірми Malvern Instruments, Херршинг, Німеччина відомими з рівня техніки системами, порівнянними (версія 1.2b). Принцип дії цього апарата засноваз ними у відношенні вмісту полімеру і наповнюваний на відхиленні світлового променя при визнача. ченому взаємозв'язку розміру частки і кута відхиПропонований спосіб одержання таких полілення при дифракції. мерних дисперсій, які містять наповнювач, відрізЩе одним методом визначення розміру часток няється від відомих з рівня техніки способів поліє, наприклад, гранулометрія, при якій у придатномеризації тим, що він скорочує час полімеризації му дисперсійному середовищі готують однорідну проти порівнянних з ним систем, дозволяє спроссуспензію невеликої кількості досліджуваного потити температурний контроль і забезпечує одеррошку, яку потім піддають седиментації. З обумовжання полімерних дисперсій з меншим залишколеного за законом Стокса співвідношення між вевим вмістом мономерів у порівнянні з полімерними личиною і щільністю часток, форму яких уявляють дисперсіями, одержуваними у відповідності зі спосферичною, і швидкістю їхнього осадження і з урасобами полімеризації, відомими з рівня техніки. хуванням часу седиментації може бути зроблений Таким чином, об'єктом винаходу є полімерна висновок про процентний розподіл часток за роздисперсія, яка містить наповнювачі і включає воду, мірами. Приклади інших методів визначення розчастки органічного або неорганічного наповнювача міру часток включають мікроскопію, електронну (частки наповнювача) або суміші двох або більше мікроскопію, ситовий аналіз, седиментаційний двох органічних або неорганічних наповнювачів аналіз, визначення щільності поверхні тощо. або сумішей двох або більше з них і частки, щоПоняття «Полімерні частки» у контексті даного найменше, одного синтетичного органічного полівинаходу о хоплює диспергування частки, в основмеру, який полімеризований в присутності наповному, нерозчинного у воді синтетичного органічнонювача або наповнювачів (частки полімеру), го полімеру, який полімеризован в присутності причому відношення розмірів часток наповнювача часток неорганічного або органічного наповнювача до розмірів часток полімеру складає від 1,1:1 до або суміші двох або більш двох таких часток напо20:1. внювача, як описано вище. Таким чином, полімерна дисперсія включає Для даного винаходу як частки наповнювача або один вид часток неорганічного наповнювача, придатні всі органічні або неорганічні частки, які або один вид часток органічного наповнювача, або мають розмір (відповідно до вищевказаного видва або більше двох різних видів часток неорганізначення) приблизно від 0,033 до 10мкм, напричного наповнювача, або два або більше двох різклад, приблизно від 0,05 до 5мкм, або приблизно них видів часток органічного наповнювача, або від 0,1 до 4мкм, або приблизно від 0,2 до 3мкм, один вид часток неорганічного наповнювача і два або приблизно від 0,5 до 1,0мкм. Для класифікації або більше двох різних видів часток органічного розміру часток у рамках даного винаходу викориснаповнювача, або один вид часток органічного товується розмір первинних часток. наповнювача і два або більше двох різних видів Під «Первинною часткою» у контексті даного часток неорганічного наповнювача, або два або винаходу розуміється частка, яка утримується в більше двох різних видів часток неорганічного назчепленому вигляді первинними іонними або коповнювача і два або більше двох різних видів часвалентними силами, наприклад, у формі кристаліток органічного наповнювача. чних ґрат. «Вторинними частками», на відміну від Що стосується часток органічного полімеру в первинних часток, вважаються агломерати з двох пропонованій дисперсії, то частки органічного наабо більше двох первинних часток, які злилися повнювача і частки (також органічного) полімеру одна з іншою їхніми зовнішніми поверхнями або розрізняються в тому розумінні, що частки органігранями під дією слабких іонних або інших засночного полімеру утворюються в присутності часток ваних на полярності сил і, котрі розщеплюються у наповнювача, тобто, іншими словами, полімеривипадку підведення невеликої кількості енергії, зація з утворенням часток полімеру відбувається в наприклад, при слабкому механічному диспергуприсутності часток наповнювача. При цьому винаванні і/або додаванні диспергатора, який, усуваюхідницький ефект досягається й у тому випадку, чи або зменшуючи діючі між первинними частками 7 70988 8 слабкі сили зв'язку, викликає розщеплення часток. Частки наповнювача, застосовувані в рамках Як частки наповнювача в рамках даного винаданого винаходу, можуть мати гладкі, шорсткуваті ходу придатні, наприклад, неорганічні речовини, або пористі поверхні. Один кращий варіант винаінертні стосовно, щонайменше, одного органічного ходу передбачає, що частки наповнювача мають полімеру, а також інертні в умовах реакції, які пешорсткувату або пористу поверхню. реважають у процесі одержання утримуючої напоВідповідно до кращого варіанта винаходу, внювачі полімерної дисперсії. Приклади придатних пропонована полімерна дисперсія, яка містить неорганічних матеріалів включають алюмосиліканаповнювачі, включає в якості наповнювача частки ти, такі як андалузит, силліманіт, кіаніт, муліт, пікрейди (СаСО3), гіпсу (CaSO4) у формі ангідриту, рофилліт або імоголіт. Далі придатні сполуки на напівгідрату або дигідрату, кварцове борошно, основі алюмосилікатів натрію або кальцію. Також силікагель, діоксид титану, тальк або шаруватий придатні мінерали, такі як кремнезем, кварцове силікат. борошно, силікагель, сульфат барію, оксиди метаЗгідно з ще одним переважним варіантом вилів, такі як оксид цинку, диоксид титану, цеоліти, находу, пропонована полімерна дисперсія, яка каофіліт, лейцит, калієвий польовий шпат, біотит, містить наповнювачі, включає в якості наповнювагрупа соро-, цикло-, іно-, філо- і тектосилікатів, ча частки крейди (СаСО3) або гіпсу (CaSO4) або група розчинних або важко розчинних сульфатів, суміш часток наповнювача, які містять крейду і таких як гіпс, ангідрит або важкий шпат, а також гіпс. Згідно з особливо переважним варіантом викальцієві мінерали, такі як тальк або крейда (Санаходу, пропонована полімерна дисперсія, яка СО3). У рамках даного винаходу названі неорганімістить наповнювачі, включає частки крейди у якочні матеріали можуть застосовува тися як по окресті часток наповнювача. мості, тобто, як єдиний вид часток наповнювача, Пропонована полімерна дисперсія, яка містить так і в суміші двох або більше двох з названих чанаповнювачі, включає полімерні частки, які скласток наповнювача. даються з органічного полімеру або суміші двох Далі як частки наповнювача придатні в рамках або більше двох органічних полімерів. даного винаходу частки органічного наповнювача, У якості органічних полімерів придатні всі ору присутності яких може відбуватися полімеризаганічні полімери, одержувані шляхом радикальної ція з утворенням полімерних часток. Приклади полімеризації олефіноненасичених і здатних до таких придатних часток органічного наповнювача радикальної полімеризації мономерів. включають полівінілацетат і сополімери полівініДля одержання полімерних часток придатні, лацетату з одним або декількома здатними до зокрема, олефіноненасичені мономери, здатні до полімеризації сполуками, полістирол, поліетилен, емульсійної полімеризації. Придатними полімераполіпропілен, воски, такі як поліетиленовий віск, ми є, наприклад, полімери складних вінілових ефіполібутилен, полібутадієн, сополімери бутадієну і рів, мономерна основна структурна ланка яких стиролу, поліакрилонітрил, смоли, такі як каніфоявляє собою складний вініловий ефір лінійної або льна смола або вуглеводневі смоли, полімери розгалуженої карбонової кислоти, яка містить приакрилового або метакрилового ефірів з лінійними близно від 2 до 10 атомів вуглецю. або розгалуженими аліфатичними, ароматичними Полімери складних вінілових ефірів застосоабо циклоаліфатичними спиртами, такими як мевуються не тільки у вигляді гомо- або сополімерів танол, етанол, пропанол, ізопропанол, ізомерними складноефірних вінілових мономерів; один кращий бутанолами і вищими гомологами названих спирваріант здійснення винаходу передбачає, що у тів з числом атомів вуглецю приблизно до 22, цикякості органічного полімеру використовується сологексанол, бензиловий спирт тощо, полідіалкілполімер вінілацетату й е тилену (EVA-сополімер). малеїнати, такі як дибутилмалеїнат та їх Інші придатні органічні полімери відносяться сополімери або полімери, які мають силільні групи, до групи стирол-бутадієнових каучуків (SBK). Такі такі як полівінілсилани або сополімери вінілсилану каучуки одержуються шляхом сополімеризації з одним або декількома з названих мономерів. стиролу і бутадієну і містять обидва мономери, як У переважному варіанті винаходу частки оргаправило, у масовому відношенні приблизно 23,5 нічного наповнювача містять, у якості органічного до 76,5 або 40 до 60. Стирол-бутадієнові каучуки наповнювача, частки полівінілацетату або сополі(SBK) звичайно одержуються шляхом емульсійної мери полівінілацетату з одним або декількома полімеризації у воді. здатними до полімеризації сполуками, полістирол, Наступною придатною групою полімерів є пополіетилен, поліпропілен, воски, полібутилен, полівінілацетати (PVAC). Полівінілацетати являють лібутадієн, сополімери бутадієну і стиролу, поліаксобою термопластичні полімери вінілацетату. Порилонітрил, смоли, або поліакрилати поліметакрилімеризація, як правило, здійснюється за суспенлати або утримуючі силільні групи полімери. У ще зійним або емульсійним методом. одному переважному варіанті винаходу частки Ще однією придатною групою полімерів є поорганічного наповнювача складаються з названих ліетиленгомо- і сополімери. Радикальна полімериполімерів. зація етилену проводиться, наприклад, із застосуУ рамках кращого варіанта здійснення даного ванням високого тиску приблизно від 1400 до 3500 винаходу полімерна дисперсія, яка містить наповбар при температурах від 150 до 350°С з одернювачі, включає частки менше п'яти різних видів жанням поліетилену низької щільності (LDPE). При наповнювачей, наприклад, чотирьох, трьох або цьому реакція ініціюється киснем або пероксидадвох різних видів. Ще в одному кращому варіанті ми. У якості сомономерів придатні лінійні або розвинаходу пропонована полімерна дисперсія вклюгалужені a, b-ненасичені олефіни. чає частки тільки одного виду наповнювача. Ще однією групою придатних полімерів є полі 9 70988 10 акрилати або поліметакрилати або сополімери HLB, щонайменше, близько 19 або, щонайменше, акрилатів і метакрилатів. Вказані полімери можуть близько 20, наприклад, приблизно в межах від 21 мати, при необхідності, вміст вільної кислоти, яка до 26, наприклад, від 22 до 24. відповідає до 20-25мл 0,1N розчину КОН. Придатні полівінілові спирти продаються фірНаступним придатним полімером є полівінілимою Clariant, наприклад, за назвою Mowiwol 40/88, денхлорид. Цей полімер одержується, як правило, Mowiwol 26/88, Mowiwol 8/88 або Mowiwol 4/88. шляхом емульсійної полімеризації 1,1Приклади інших розчинних у воді органічних дихлоретилену. Особливо придатними є сополіполімерів, придатних для застосування в рамках мери 1,1-дихлоретилену з акрилатами, метакриданого винаходу, включають ефіри целюлози, калатами, вінілхлоридом або акрилонітрилом. рбоксиметилцеллюлозу, гідроксиетилцелюлозу, Ще одним придатним полімером є полівініликазеїн, альгінати натрію або калію, поліуретани і денфторид. Цей полімер може бути отриманий так далі. шляхом полімеризації вінілиденфториду, причому Згідно з ще одним переважним варіантом вийого хімічні і механічні властивості можуть бути находу, відношення середньої питомої поверхні модифіковані, наприклад, шляхом сополімеризації органічних полімерів до питомої поверхні часток з придатними мономерами, такими як етилен, акорганічного або неорганічного наповнювача скларилонітрил, акрилат, метакрилат тощо. дає приблизно 5:1. Загальна питома поверхня, що Також придатними є полівінілхлориди, одервідповідає неорганічним наповнювачам, складає, у жувані в процесі суспензійної полімеризації (Sперерахуванні на органічні розчинні у воді полімеPVC), мікросуспензійної полімеризації або емульри, для пропонованої дисперсії приблизно від 5 до сійної полімеризації (Е-PVC). 35% загальної поверхні дисперсії. Відповідно до даного винаходу названі поліВідповідно до іншого переважного варіанта мери можуть міститися в пропонованій полімерній винаходу, наповнювачі підвищують середню пидисперсії, яка містить наповнювачі, як по окремостому загальну поверхню дисперсії. ті, так і в суміші дво х або більше з них. Згідно з ще одним переважним варіантом виЗгідно з ще одним кращим варіантом винахонаходу полімерна дисперсія, яка містить наповнюду, пропонована полімерна дисперсія, яка містить вачі, включає, щонайменше, одну іоногенну ПАР зі наповнювачі, включає у якості полімерних часток значенням HLB від 1 до 10. У переважному варіанполівінілацетат або поліакрилат, зокрема, полібуті винаходу іоногенна ПАР має молекулярну масу тилакрилат, або суміш полівінілацетату і поліакриприблизно менше 600. лату. Полімерна дисперсія, яка містить наповнювачі, У залежності від заданих властивостей поліможе містити при цьому аніоноактивні, катіономерних часток і способу одержання частка наповактивні або амфотерні ПАР або суміші двох або нювача у всій полімерній дисперсії може складати більше з них. Приклади придатних аніоно-активних приблизно від 5 до 55мас.%. Відповідно до кращоПАР включають алкілсульфати, зокрема, такі з го варіанта винаходу, частка наповнювача складає довжиною ланцюга приблизно від 8 до 18 атомів приблизно від 5 до 50мас.%, наприклад, приблизвуглецю, алкіл- і алкарилефірсульфати з числом но від 10 до 35мас.%. Згідно ще одного кращого атомів вуглецю приблизно від 8 до 18 у гідрофобваріанту винаходу, вміст наповнювача може скланому залишку і з числом етиленоксидних (ЕО) або дати приблизно 15, 20, 25 або 30мас.% або мати пропіленоксидних (ПО) ланок від 1 до приблизно значення в межах вказаних мас.%. 10 або їх сумішшю в гідрофільній частині молекуПропонована полімерна дисперсія, яка містить ли, сульфонати, зокрема, алкілсульфонати, з чиснаповнювачі, може, при необхідності, містити ще, лом атомів вуглецю приблизно від 8 до 18, таурищонайменше, однин розчинний у воді органічний ди, повні і моноефіри сульфоянтарної кислоти з полімер з молекулярною масою приблизно більше одноатомними спиртами або алкілфенолами, які 600 і значенням HLB (гідрофобно-ліпофільний містять від 4 до приблизно 15 атомів вуглецю, які баланс), щонайменше, 15, наприклад, приблизно можуть бути , при необхідності, етоксильовані прибільше 16, або більше 17, або більше 18. Це особблизно 1-20 ЕО-ланками, солі карбонових кислот з ливо переважно в тому випадку, коли пропонована лужними металами й амонієм, наприклад, солі полімерна дисперсія, щонайменше, почасти вклюжирних кислот або смоляних кислот з числом аточає в якості наповнювача частки неорганічного мів вуглецю приблизно від 8 до 32 або їхніх сумінаповнювача. шей, неповні ефіри фосфорної кислоти та її солі з Сполукою, придатною у якості розчинного у лужними металами й амонієм. воді органічного полімеру, є, наприклад, полівініВідповідно до переважного варіанта винаходу, ловий спирт, який може бути гідролізований у меу якості аніоно-активних ПАР застосовуються алжах приблизно до 99%, наприклад, приблизно до кіл- або алкарилфосфати або алкіл- або алкарил70-95% або до 80-88%, причому оцтовокислі групи сульфати з числом атомів вуглецю приблизно від ланцюга заміщені ОН-групами, статистично розпо8 до 22 в органічному залишку, алкілефір- або алділеними по всьому полімерному ланцюзі. карилефірфосфати або алкілефір- або алкарилеСтупінь полімеризації полівінілового спирту фірсульфа ти з числом атомів вуглецю приблизно складає, як правило, більше 100, зокрема, більше від 8 до 22 в алкільному, відповідно алкарильному приблизно 2000. Особливо гарні результати одерзалишку і з числом ЕО-ланок приблизно від 1 до жують, наприклад, з полівініловим спиртом, який 10 або суміш двох або більше з них. має ступінь полімеризації в межах від 1000 до Згідно з ще одним переважним варіантом ви2000. находу, у якості аніоно-активної ПАР застосовуПолівініловий спирт, як правило, має значення ються алкіл- або алкарилсульфати з числом ато 11 70988 12 мів вуглецю приблизно від 8 до 22 в органічному полігликолеві ефіри, переважно такі, котрі містять залишку або алкілефір- або алкарилефірсульфати приблизно від 8 до 20 ЕО-ланок і приблизно від 8 з числом атомів вуглецю приблизно від 8 до 22 в до 20 атомів вуглецю в алкільних залишках, алкіалкільному, відповідно алкарильному залишку і з ларилполігликолеві ефіри, переважно такі, котрі числом ЕО-ланок приблизно від 1 до 10 або суміш містять приблизно від 8 до 40 ЕО-ланок і приблиздвох або більше з них. но від 8 до 20 атомів вуглецю в алкільному або Приклади катіоно-активних ПАР включають арильному залишках, блоксополімери етиленоксолі первинних, вторинних або третинних жирних сиду з пропіленоксидом (ЕО/ПО), переважно такі, амінів з числом атомів вуглецю приблизно від 8 до котрі містять приблизно від 8 до 40 ЕО-, відповідно 24 з оцтовою кислотою, сірчаною кислотою, соляПО-ланок, продукти приєднання алкіламінів з алкіною кислотою або фосфорними кислотами, солі льними залишками, які містять приблизно від 8 до четвертинного алкіл- або алкілбензоламонію, зок22 атомів вуглецю, до етиленоксиду або пропілерема, такі, алкільні групи яких мають приблизно ноксиду, жирні або смоляні кислоти з числом атовід 6 до 24 атомів вуглецю, наприклад, галогеніди, мів вуглецю приблизно від 6 до 32, алкілполіглікосульфати, фосфати або ацетати, або суміші двох зиди з лінійними або розгалуженими, насиченими або більше з них, солі алкілпіридинію, алкілимідаабо ненасиченими алкільними залишками з чисзолінію або алкілоксазолідинію, зокрема, такі, аллом атомів вуглецю в середньому від 8 до 24 і кільний ланцюг яких має приблизно до 18 атомів олігоглікозидним залишком з числом гексозних або вуглецю, наприклад, галогеніди, сульфати, фоспентозних ланок у середньому від 1 до 10 або суфати або ацетати, або суміші двох або більше з міші двох або більше з них, природні речовини та них. їхні похідні, такі як лецитин, або ланолін саркозин, Приклади амфотерних ПАР включають замілінійні органо(полі)силоксани з полярними групащені в довгий ланцюг амінокислоти, такі як Nми, зокрема, такі, котрі містять алкоксигрупи з чисалкілди(аміноетил)гліцин або солі N-алкіл-2лом атомів вуглецю приблизно до 10 і з числом амінопропіонової кислоти, бетаїни, такі як солі NЕО- або ПО-ланок приблизно до 20. (3-ациламідо-пропіл)-N,N-диметиламонію з С 8-18Відповідно до переважного варіанта винаходу, ацильним залишком або алкілимідазолінійбетаїни. пропонована полімерна дисперсія включає в якосПереважний варіант даного винаходу передті неіоногенної ПАР, наприклад, нонілфенолетокбачає застосування наступних аніоноактивних силати, октилфенолетоксилати, етоксилати жирПАР: лужні, зокрема, натрієві, солі складних ефірів них С16/18-спиртів, олеїлцетилетоксилати, сірчаної кислоти з С 12/14 жирними спиртами, алкіетоксилати жирних С 16/18-спиртів, цетилстеарилелфенолефірсульфати, зокрема, їх лужні або амотоксилати, етоксильовані тригліцериди, сорбітаннійні солі, н-додецилсульфат натрію, дикалієва монолаурат, сорбітанмоноолеат, сорбітан-20ЕОсіль сульфоолеїнової кислоти (С18), н-алкілмоноолеат, сорбітан-20ЕО-моностеарат або суміш (С10С13)бензолсульфонат натрію, 2двох або більше з них. етилгексилсульфат натрію, лаурилсульфат амонію Якщо пропонована полімерна дисперсія вклю(С8/14), лаурилсуль фат натрію (С12/14), ла урилсучає неіоногенну ПАР, то, відповідно до кращого льфат натрію (С12/16), лаурилсульфа т натрію варіанта винаходу, вони містяться в кількості при(С12/18), цетилстеарилсульфат натрію (С16/18), олеїблизно до 1мас.% або менше, наприклад, до лцетіолсульфат натрію (С16/18), динатрієва сіль 0,8мас.% або 0,5мас.% або менше, у перерахумоноефіру сульфоянтарної кислоти, динатрієва ванні на всю дисперсію. При необхідності вміст сіль ефіру сульфоянтарної кислоти з жирним іоногенних ПАР може бути зведений до менших спиртом, діалкілсульфосукцинат натрію або динакількостей, наприклад, приблизно до 0,2мас.% або трієва сіль-сульфосукцінамінової кислоти або сунижче, наприклад приблизно до 0,1мас.%, міші двох або більше з них. 0,05мас.% або 0,02мас.%. Згідно з ще одним пеЯкщо пропонована полімерна дисперсія вклюреважним варіантом винаходу, відношення неіоночає іоногенні ПАР, то, відповідно до переважного генної ПАР або неіоногенних ПАР до органічних варіанта винаходу, вони містяться в кількості прирозчинних у воді полімерів (у перерахуванні на близно до 1мас.% або менше, наприклад, до масу) складає приблизно від 0,1 до 1,0%. Відно0,8мас.% або 0,5мас.% або менше, у перерахушення неіоногенної ПАР або неіоногенних ПАР до ванні на всю дисперсію. При необхідності, вміст аніоноактивної ПАР або аніоноактивної ПАР (у іоногенних ПАР може бути зведений до менших перерахуванні на масу) складає в переважному кількостей, наприклад, приблизно до 0,2мас.% або варіанті винаходу приблизно від 5:1 до 1:5, напринижче, наприклад приблизно до 0,1мас.%, клад, приблизно від 3:1 до 1:3 або від 2:1 до 1:2. У 0,05мас.% або 0,02мас.%. переважному варіанті винаходу масове відношенВідповідно до переважного варіанта винаходу, ня неіоногенної ПАР до аніоно-активної ПАР склавідношення іоногенних ПАР до органічного роздає приблизно від 1,2:1 до 1:1,2, або 1:1. чинного у воді полімеру складає приблизно від У переважному варіанті винаходу дисперсія 0,1% до 3,0%. включає добавки в кількості приблизно до 30мас.% В одному переважному варіанті винаходу поу перерахуванні на всю дисперсію. Такими добавлімерна дисперсія, яка містить наповнювачі, вклюками є, наприклад, стабілізатори, антиспінювачі, чає, щонайменше, одну неіоногенну ПАР зі знаантиоксиданти, фотостабілізатори, розподільники ченням HLB від 13 до 20. Відповідно до пігменту, наповнювачі, регулятори рН, пластифікапереважного варіанта винаходу, неіоногенна ПАР тори тощо. має молекулярну масу менше приблизно 600. Як пластифікатори придатні, наприклад, склаПриклади неіоногенних ПАР включають алкілдні ефіри, такі як ефіри абієтинової кислоти, ади 13 70988 14 пінової кислоти, азелаїнової кислоти, бензойної рсія включає лише органічні наповнювачі, то закислоти, масляної кислоти, оцтової кислоти, ефіри стосування розчинного у воді органічного полімеру вищи х жирних кислот з числом атомів вуглецю для досягнення заданого ефекту не є безумовно приблизно від 8 до 44, ефіри жирних кислот, які необхідним. У тому випадку, якщо розчинний у містять ОН-групи або є епоксидованими, ефірів воді органічний полімер з молекулярною масою жирних кислот і жирів, ефіри гліколевої кислоти, більш 600 і значенням HLB вище 15 повинен зафосфорної кислоти, фталевої кислоти, лінійних стосовуватися разом з органічним наповнювачем або розгалужених спиртів з числом атомів вуглецю або сумішшю двох або більше двох органічних від 1 до 12, ефіри пропіонової кислоти, себацинонаповнювачів, та застосовувана кількість розчинвої кислоти, суль фокислоти, тіо-масляної кислоти, ного у воді органічного полімеру з молекулярною тримелітової кислоти, лимонної кислоти, а також масою більше 600 і значенням HLB вище 15, як сумішей двох або більше з них. Особливо придатправило, може бути меншою, ніж при порівнянній ними є асиметричні ефіри дифункціональних алікількості неорганічного наповнювача. фатичних дикарбонових кислот, наприклад проВідповідно до переважного варіанта даного дукт етерифікації монооктилового ефіру винаходу, полімерну дисперсію, яка містить напоадипінової кислоти 2-етилгексанолом (Edenol внювачі, одержують способом емульсійної полімеDOA, фірма Henkel, Дюссельдорф). ризації. Під «емульсійною полімеризацією» у конТакож у якості пластифікаторів придатні чисті тексті даного винаходу розуміється спосіб або змішані прості ефіри монофункціональних полімеризації, при якому за допомогою емульгатолінійних або розгалужених С 4-16-спиртів або суміші рів емульгують у воді не розчинні у воді або погадвох або більше двох різних ефірів таких спиртів, но розчинні мономери і полімеризують їх із застонаприклад, діоктиловий ефір (продається за насуванням розчинних у воді ініціаторів. Придатні звою Cetiol OE фірмою Henkel, Дюссельдорф). способи емульсійної полімеризації описані, наприУ ще одному переважному варіанті винаходу у клад, у "Comprehensive Polymer Chemistry", 4, 171якості пластифікаторів застосовуються поліетиле218, Elias (5-е видання), 2, 93ff., Encyclopaedia of нгліколі, замкнуті кінцевими групами. Приклади Polymer Science and Engineering, 12, 512ff. або таких сполук включають поліетилен- або поліпроEncyclopaedia of Polymer Science and Technology, пиленглікольді-С 1-4-алкіловий ефір, зокрема, ди5, 801ff.. Інші придатні посилання відомі фахівцю з метиловий або діетиловий ефір діетиленгліколю енциклопедій Ullmann's Enzyklopadie der або дипропіленгліколю, а також суміші двох або technischen Chemie, Houben-Weyl (E20, 218-268) більше з них. або Kirk-Othmer. Зміст названих літературних джеЯкщо передбачене її застосування в якості рел включено у вигляді посилання в даний опис як клею, то пропонована дисперсія може містити його складова частина. приблизно до 10мас.% звичайного агенту, який У той час як відомі з рівня техніки полімерні додає липкість. У якості такого агенту придатні, дисперсії, які містять наповнювачі, як правило, наприклад, смоли, терпенові олігомери, кумапередбачають додавання наповнювача у вже горон/інденові смоли, аліфатичні, нафтохімічні смотову полімерну дисперсію, частки наповнювача, ли або модифіковані фенольні смоли. відповідно до пропонованого способу, ще до почаПропонована дисперсія може містити приблитку полімеризації мономерів вже знаходяться в зно до 2мас.%, переважно до 1мас.% УФдисперсії у вигляді її первинних часток. стабілізаторів. У якості УФ-стабілізаторів особливо У переважному варіанті даного винаходу частпридатні так називані Hindred Amine Light ки наповнювача диспергують так, що відбувається Stabilisators (HALS = світлостабілізатори з блокощонайменше практично повне, тобто, щонайменваними амінами). ше, приблизно на 80 або 90мас.%, поділ необов'яУ ще одному переважному варіанті винаходу зково присутніх агломератів часток наповнювача полімерна дисперсія, яка містить наповнювачі, на їхні первинні частки. Як правило, такому розвключає приблизно щепленню на первинні частки сприяє наявність - 10-70мас.% органічного полімеру у формі емульгаторів, відповідно диспергаторів, звичайно полімерних часток, застосовуваних при емульсійній, відповідно су- 5-55мас.% часток наповнювача, спензійній полімеризації. Однак пропонований - 0,05-0,5мас.% неіоногенної ПАР зі значенням спосіб допускає застосування і будь-якої іншої HLB від 13 до 20, форми розкладання необов'язково присутніх аг- 0,01-0,1мас.% іоногенної ПАР зі значенням ломератів часток наповнювача на первинні частки. HLB від 1 до 10, До таких форм відносяться, наприклад, поділ аг- 0,05-10мас.% розчинного у воді органічного ломератів за допомогою ультразвуку, способом полімеру з молекулярною масою більше 600 і знафлотації або за допомогою електрокінетичних ченням HLB вище 15, оскільки в полімерній диспепроцесів. рсії містяться частки неорганічного наповнювача, Полімерну дисперсію, яка містить наповнюва- 24,89-84,89мас.% води і чі, в рамках даного винаходу одержують способом - 0-30мас.% інших добавок. емульсійної полімеризації. Як правило, для цієї Якщо пропонована полімерна дисперсія вклюмети спочатку готують дисперсію часток наповнючає частки тільки органічного наповнювача, то в вача у воді. цій дисперсії проте може міститися, поряд з іншиПри цьому, наприклад, спочатку готують водями відповідними сполуками, розчинний у воді орний розчин іоногенної ПАР, причому в якості іоноганічний полімер з молекулярною масою більше генної ПАР застосовується переважно та ж ПАР, 600 і значенням HLB вище 15. Однак, якщо диспещо у наступному знаходить застосування й у про 15 70988 16 цесі емульсійної полімеризації. масою більше 600 і значенням HLB вище 15 і, щоВідповідно до переважного варіанта винаходу, найменше, одну іоногенну ПАР. Придатними ПАР спочатку готують водяний розчин органічного розє поверхнево-активні речовини, перераховані вичинного у воді полімеру з молекулярною масою, ще в даному описі. щонайменше, 600 і значенням HLB, щонайменше, Відповідно до кращого варіанта винаходу, воприблизно 15. дяна фаза додатково включає неіоногенну ПАР, Згідно з ще одним переважним варіантом випричому придатні для цієї мети неіоногенні ПАР находу, спочатку також може бути приготовлений вже описані вище в даному описі. водяний розчин, який включає як іоногенну ПАР, Спосіб одержання пропонованої полімерної так і розчинний у воді полімер з молекулярною дисперсії, згідно з ще одним переважним варіанмасою щонайменше 600 і значенням HLB щонайтом, передбачає застосування розчинного у воді менше приблизно 15. ініціатора полімеризації, зокрема, пероксисполук Відповідно до переважного варіанта даного органічних або неорганічних кислот. винаходу, після готування названих розчинів готуУ якості ініціаторів полімеризації придатні розють дисперсію часток наповнювача. Для цього чинні у воді ініціатори, такі як третчастки наповнювача диспергують в одному з вибутилгідропероксид, пероксодисульфат натрію, щезгаданих розчинів, причому дисперсію переміпероксодисірчана кислота, кумолгідропероксид, шують доти, поки не буде досягнуто по можливості пероксид водню, перкарбонат натрію або калію; однорідний розподіл необов'язково присутніх у ній азосполуки, такі як динітрил діазоїзомасляної кисагломератів наповнювача. У сумнівних випадках, лоти або бензоїлпероксид. Також придатні редокснаприклад, коли працюють з новим наповнюваініціатори, тобто, системи, які складаються з окисчем, про який ще немає експериментальних далювачів і відновників. Розчинні у воді редоксних, можна просто провести, у процесі диспергуініціатори містять у багатьох випадках перехідні вання часток наповнювача і розподілу метали, наприклад, Fe/HO (І), однак в них можуть необов'язково присутніх агломератів, серію посліміститися й інші базисні компоненти, наприклад, довних вимірів розподілу часток за розмірами. системи пероксисульфати/метабісульфати, перокПоділ на первинні частки вважається здійсненим, сисульфати/тіосульфати або пероксиякщо результати, отримані в двох виконаних один ди/тіосульфати. за одним вимірах розподілу часток за розмірами, Відповідно до переважного варіанта винаходу, уже не розрізняються або розрізняються лише у якості ініціаторів полімеризації застосовуються незначно. На поділ агломератів, при необхідності, персульфат натрію, персульфат калію або персуможна впливати за допомогою температури, льфат амонію. швидкості перемішування або застосовуваного Як правило, кількість застосовуваного ініціатоемульгатора або суміші дво х або більше емульгара полімеризації складає приблизно від 0,01 до торів. Ефекти пропонованих заходів можна конт0,5мас.%, у перерахуванні на всю дисперсію. Відролювати найбільш простим способом шляхом повідно до переважного варіанта винаходу, повна виміру розподілу часток за розмірами і оптимізувакількість застосовуваного ініціатора полімеризації ти для конкретного випадку. складає приблизно від 0,03 до 0,2мас.%, наприПісля приготування відповідної дисперсії часклад, від 0,05 до 0,15мас.%. ток наповнювача процес емульсійної полімеризації Відповідно до даного винаходу вже до початку продовжують. З цією метою, наприклад, розчиняполімеризації в дисперсії може знаходитися вся ють у дисперсії ініціатор полімеризації, дисперсію кількість ініціатора полімеризації. Однак переваждоводять до заданої температури і, додаючи по ний варіант винаходу передбачає, що ініціатор краплях мономер, починають реакцію полімеризаполімеризації додають у реакцію, щонайменше, ції. Однак замість цього методу може бути викоридвома порціями в різні періоди часу. Так, напристаний і будь-який інший метод, за допомогою клад, одну частину всієї кількості ініціатора поліякого в дисперсії часток наповнювача може бути меризації можна додавати перед введенням моздійснена емульсійна полімеризація. номеру, а частину, яка залишилася, можна Згідно з ще одним варіантом винаходу, ви щедодавати порціонно або безупинно під час ввеописаний спосіб може бути використаний для придення мономеру або по закінченні введення моготування попередньої емульсії, яка містить монономеру. мери або суміш мономерів і дисперсію Відповідно до переважного варіанта винаходу, наповнювача. Цю попередню емульсію, при необпропонований спосіб здійснюється, щонайменше, хідності, яка містить ініціатор полімеризації, можна у дві стадії, причому на першій стадії готують дисдодавати по краплях або порціями при температуперсію, яка містить рі, необхідній для реакції полімеризації. a) щонайменше, одна іоногенна ПАР зі знаТаким чином, об'єктом даного винаходу є споченням HLB від 1 до 10 або одна неіоногенна ПАР сіб одержання полімерної дисперсії, яка містить зі значенням HLB від 13 до 20 або суміш двох або наповнювачі, при якому емульсійній полімеризації більше з них, у водяній фазі з застосуванням ініціатора полімеb) щонайменше, один неорганічний наповнюризації піддають, щонайменше, один мономер, вач з розміром часток (d50) від 0,01 до 0,5мкм, який радикально полімеризується, причому водяc) щонайменше, один ініціатор полімеризації і на фаза включає частки, щонайменше, одного d) щонайменше, один розчинний у воді органідиспергованого наповнювача з розміром часток чний полімер з молекулярною масою більше 200 і (d50) від 0,01 до 0,5мкм, щонайменше, один роззначенням HLB вище 15, чинний у воді органічний полімер з молекулярною дисперсію доводять до температури 70-90°С і 17 70988 18 потім на другій стадії 1.3 Приготування попередньої суміші є) додають у неї, щонайменше, один мономер, У чисту судин у завантажують 592,3г води і який радикально полімеризується і містить напов32,7г винолу V-205 (Vinol, виготовлювач: Air нювачі, і полімеризують. Products, штат Кентуккі, США). С уміш перемішують У ще одному переважному варіанті винаходу і потім нагрівають до температури приблизно 85додавання часток органічного або неорганічного 90°С. Після цього перемішують протягом приблизнаповнювача або їхньої суміші здійснюється перед но двох годин до повного розчинення компонентів. додаванням ініціатора полімеризації. Потім розчин охолоджують. У ще одному переважному варіанті винаходу 1.4 Додають 0,37г лаурилефірсульфату натрію органічний або неорганічний наповнювачі або їхня і 0,12г тергітолу 15S9 (Tergitol, виготовлювач: суміш перед полімеризацією знаходяться, в осноUnion Carbide Chemicals and Elastics (Europe) вному, у формі їхніх первинних часток. S.A.). С уміш гомогенізують протягом декількох Температура полімеризації, використовувана хвилин і потім змішують з 100г крейди. При цьому в пропонованому способі, залежить від вибору перемішують приблизно протягом 30 хвилин, щоб застосовуваних мономерів і від використовуваного крейда розпалася на його первинні частки. способу полімеризації. Для застосовуваних відпо1.5 До цієї дисперсії додають 0,09г антиспінювідно до переважного варіанта даного винаходу вача. мономерів із групи акрилатів і вінілацетату темпе1.6 Полімеризація: ратура полімеризації знаходиться в межах приПопередню суміш нагрівають до 80°С и додаблизно від 80 до 90°С. ють до неї 90% розчину каталізатору. Суміш гомоЩе одним об'єктом винаходу є застосування генізують протягом 5 хвилин шляхом перемішупропонованої полімерної дисперсії, яка містить вання. наповнювачі, в лаках, дисперсійних фарбах, клеях, 1.7 Потім додають вінілацетатний мономер і зв'язуючих матеріалах, сполуках для покриття попочинають процес полімеризації, який триває приверхонь або тому подібне. близно від 3,5 до 4,0 годин. Таким чином, об'єктом винаходу є клей або 1.8 Після одержання кінцевого продукту висполука для покриття поверхні, яка містить пропозначають його фізико-хімічні параметри, а також новану або отриману пропонованим способом досліджують з погляду цільового застосування. полімерну дисперсію, котра містить наповнювачі. 2 Залишковий вміст мономеру: Нижче даний винахід більш докладно пояснюДисперсію за винаходом порівнюють з дисперється на прикладах. сією, яка була отримана лише шляхом змішання Приклади полівінілацетатної дисперсії з крейдою. За вказаПриклад одержання полівінілацетатної диспеним виключенням, і та й інша дисперсії мають ідерсії, яка містить наповнювачі: нтичний склад. Обидві дисперсії досліджують га1.1 У ємність для мономеру завантажують зохроматографічно на вміст мономерного 200г вінілацетатного мономеру. вінілацетату. Дослідження проводять як шляхом 1.2 Приготування розчину каталізатору екстракції, так і способом "headspace". Результати У чистій пластиковій судині розчиняють 1,0г представлені в Таблиці 1. персульфату амонію в 3,0г води. Таблиця 1 Вміст вінілацетату Зразок Порівняльний приклад Приклад за винаходом Headspace 551 часток на мільйон 28 3. Зразкові рецептури У нижченаведеній Таблиці 2 вказані деякі Екстракція 872 27 зразкові рецептури. Вказані кількості відносяться до масових одиниць. Таблиця 2 Компонент 1 Вода SK1 SK2 SK3 Неіоногенна ПАР Аніоно-активна ПАР Приклад 1 2 450 23,5 23,5 0,4 0,4 Приклад 2 3 450 23,5 23,5 0,4 0,4 Приклад 3 4 582 14 36 0,4 0,4 19 70988 20 Продовження таблиці 2 1 Антиспінювач Діоксид титану Крейда Вінілацетат Персульфат амонію Усього Вміст твердої речовини, % Значення рН В'язкість (5/2/20), спз 2 0,2 110 390 1,3 999,3 55,33 6,5 38000 3 0,2 165 335 1,3 999,3 55,84 6,65 38000 4 0,2 90 260 1,3 984,3 41,32 83000 SK1 = полівініловий спирт, частково омилений, ступінь гідролізу 87,2-88,8%, вміст ацетилу 10-11,4%, ступінь полімеризації 900, в'язкість 3,5-4,5мПа·с (4%-вий розчин у воді) SK2 = полівініловий спирт, частково омилений, ступінь гідролізу 86,7-88,7%, вміст ацетилу 10-11,4%, ефірне число 130-150, рН 4,5-7 (4%-вий розчин у воді), в'язкість 24,5-27,5мПа·с (4%-вий розчин у воді) SK3 = полівініловий спирт, частково омилений, ступінь гідролізу 87,2-88,8%, вміст ацетилу 10-11,4%, ступінь полімеризації 900, в'язкість 3,5-4,5мПа·с (4%-вий розчин у воді) Неіоногенна ПАР = C1115спирт + 9 ЕО Аніоноактивна ПАР = С12-14 жирний спирт + 2 ЕО-суль фат натрієва сіль Антиспінювач = суміш вуглеводнів і неіоногенних ПАР. Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601