Спосіб одержання гомополімерної полівінілацетатної дисперсії

Спосіб одержання гомополімерної полівінілацетатної дисперсії шляхом емульсійної полімеризації вінілацетату в кислому середовищі, що включає приготування водної фази шляхом змішування захисного колоїду, демінералізованої води, мурашиної кислоти та сірчанокислого закисного заліза, наступне змішування одержаної водної фази, перекису водню та вінілацетату, полімеризацію одержаної суміші, охолодження, нейтралізацію одержаної дисперсії і пластифікацію, який відрізняється тим, що як захисний колоїд використовують водний розчин гідроксіетилцелюлози або його водний розчин у суміші з водним розчином полівінілового спирту. (19) (21) 20040605101 (22) 29.06.2004 (24) 17.07.2006 (46) 17.07.2006, Бюл. № 7, 2006 р. (72) Кунченко Олексій Петрович, Волохов Іван Васильович, Шевченко Юрій Володимирович, Цеглевський Петро Миколайович, Шатохін Віталій Федорович, Вакуленко Анатолій Леонідович, Ващук Сергій Іванович, Кулик Василь Миколайович, Дерев'янко Сергій Леонтійович, Роменский Олександр Володимирович, Твердохліб Сергій Петрович, Попов Микола Семенович, Луганська Валентина Іванівна, Мазайло Галина Вікторівна, Фоменко Тетяна Семенівна (73) ЗАКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "СЄВЄРОДОНЕЦЬКЕ ОБ'ЄДНАННЯ АЗОТ" 3 15419 4 Як захисний колоїд використовують полівінівикористовується з концентрацією 6,5-9,5мас.% і ловий спирт [2]. відповідно знизити собівартість ПВАД. ЗастосуСпосіб полягає у тому, що на початку готують вання водного розчину гідроксиетилцелюлози як водну фазу, для чого змішують водний розчин позахисного колоїду дозволяє одержати середньолівінілового спирту з концентрацією 6,5-9,5мас.%, в'язкі марки гомополімерної ПВАД з присутнім для підкислений мурашиною кислотою до рН середоних в'язкісним інтервалом (11-41)с і при цьому з вища 2,8-3,2 з розчином сульфату сірчанокислого порівняно низьким сухим залишком - 28-32мас.%, (закисного) заліза. Далі одержану водну фазу зміякі за якісними показниками відповідають вимогам шують з вінілацетатом і додають перекис водню. ГОСТ 18992 та ТУУ6- 05761672.183-99. Полімеризацію одержаної суміші проводять при Як встановили автори, використання водного атмосферному або підвищеному до 50кПа тиску і розчину гідроксиетилцелюлози дозволяє одержати температурі 65-90°С. Стадії змішування і полімеякісний цільовий продукт, що має широку галузь ризації проводять при інтенсивному перемішуванзастосування за рахунок того, що водний розчин ні. Далі дисперсію охолоджують, нейтралізують гідроксиетилцелюлози у поєднанні з гідрофільниаміачною водою до рН 4,5-6,0, пластифікують ми та гідрофобними заступниками має ньютоновдтметилфталатом або дибутилфталатом. ську та псевдопластичну течію, а також містить Недоліком відомого способу є велика витрата різну кількість гель-фракції. Як встановили автори, полівінілового спирту, що є порівняно дорогим водний розчин гідроксиетилцелюлози як захисний продуктом і приводить до підвищених витрат на колоїд та неіонно поверхнево-активна речовина є процес полімеризації і собівартість готового простеричним стабілізатором, який абсорбується на дукту. поверхні полімеру і за рахунок гідрофільних власКрім цього одержана гомополімерна ПВАД тивостей, створює гідратний барьер навколо полімає порівняно вузький інтервал по в'язкості (6меру, попереджуючи тим самим коагуляцію. 17)с, що приводить до додаткових витрат на збіГідроксиетилцелюлозу («Сульфацелл»), ТУ льшення в'язкості (за рахунок додаткового вве2231-013032957739-01, застосовують як захисний дення у зону реакції вінілацетату та активатора реагент бурових розчинів при нафтодобуванні, полімеризації), яка має принципове значення у водоутримуючого агента, загущувача друкарських різних галузях застосування ПВАД. фарб і водно-емульсійних пігментів, уповільнюваЗниження дорожнечі дисперсії і використання ча схоплювання, зв'язуючого та стабілізатора суїї для товарів побутового призначення шляхом спензій, а також як компонента у виробництві шпавипуску з сухим залишком до 30мас.% приводить клівок і товарів побутової хімії. до одержання продукту з низькою в'язкістю (5-9)с і Стійкість і стабільність у часі (при зберіганні, що не володіє морозостійкістю та низькою стабіексплуатації) забезпечується за рахунок рН дисльністю при збереженні (продукт схильний до роперсії у інтервалі 4,5-6,0 та розміру часток дисперзшарування). Це зумовлено тим, що полівініловий сії 0,9-2,5мкм. спирт з масовою часткою сухого залишку у водній Запропонований спосіб включає наступні опефазі - 6,0-6,5мас.% володіє достатньо слабкими рації: поверхнево активними властивостями і близьким - приготування водної фази шляхом змішувандо критичного, т. т. до порогу коагуляції. ня водного розчину гідроксиетилцелюлози або В основу корисної моделі поставлена задача водного розчину гідроксиетилцелюлози з полівіністворення такого способу одержання гомополімеловим спиртом (ПВС), демінералізованої води, рної ПВАД, в якому шляхом зміни умов процесу, мурашиної кислоти, сірчанокислого закисного зазабезпечується розширення інтервалу в'язкості до ліза; (11-41,0)с, морозостійкість, висока стабільність - змішування водної фази з перекисом водню при зберіганні, висока клеюча здатність (0,87та вінілацетатом у першому полімерізаторі при 1,25)кгс/см, зниження собівартості дисперсії. переодичному способі одержання дисперсії і не Поставлена задача вирішується тим, що у віменше ніж двох реакторів при безперервному сподомому способі одержання гомополімерної полівісобі. Завантаження перекису водню та вінілацетанілацетатної дисперсії шляхом емульсійної, політу провадиться порційно ; меризації вінілацетату в кислому середовищі , що - охолодження; включає приготування водної фази шляхом змішу- нейтралізації одержаної дисперсії; вання захисного колоїду, демінералізованої води, - пластифікацію дибутилфталатом або димемурашиної кислоти та сірчанокислого закисного тилфталатом. заліза, наступне змішування одержаної водної Авторами встановлений той факт, що підвифази, перекису водню та вінілацетату, полімерищення емульгуючих властивостей у сполученні з зацію одержаної суміші, охолодження, нейтралізапосиленням поверхнево-активних властивостей цію одержаної дисперсії і пластифікацію, згідно із захисно-колоїдної системи при емульсійній полізапропонованим винаходом, як захисний колоїд меризації вінілацетату та підвищенні фізиковикористовують водний розчин гідроксиетилцелюмеханічних показників (морозостійкості, клеючої лози або його водний розчин у суміші з водним здатності) дисперсії може бути досягнуто за рахурозчином полівінілового спирту. нок часткового використання) гідроксиетилцелюВикористання водного розчину гідроксиетиллози («Сульфацелл» в комбінації з полівініловим целюлози під фірмовою назвою «Сульфацелл» з спиртом. концентрацією 3,0-4,5мас.% для приготування Запропонований спосіб пояснюється приклаводної фази дозволяє знизити витрату захисного дами. колоїду у порівнянні з полівініловим спиртом, що 5 15419 6 Приклад 1-3. Розрахунок вихідних компонентів ту та демінералізованої води для досягнення кондля одержання ПВАД проведений виходячи з мацентрації водного розчину 4-5мас.% при постійносової частки сухого залишку 28-32мас.% та виходу му перемішуванні на протязі 6-8 годин і темпера400г дисперсії. турі 80-85 С до одержання однорідно-прозорого Для приготування водної фази, чотиригорлу розчину. Далі у водну фазу, що містить 4-5мас.% колбу (скляну) ємністю 500мл, оснащену мішалполівінілового спирту вводять водний розчин гідкою, зворотнім холодильником, капельною лійкою і роксиетилцелюлози («Сульфацелл») у кількості термометром, поміщають в термостат і далі про1,5-2,0мас.% (при загальній концентрації суміші вадять завантаження в колбу - водного розчину ПВС-"Сульфацелл" в межах 6-6,5мас.%). гідроксиетилцелюлози («Сульфацелл») і демінеПодальший процес одержання ПВАД аналогіралізовану воду для досягнення концентрації водчний прикладам 1-3. Як видно із наведених прикного розчину 3,0-4,5мас.% при постійному переміладів в результаті здійснення запропонованого шуванні на протязі 0,1-8год. і температурі 20-85°С способу одержують ПВАД, яка за фізикодо одержання однорідного прозорого розчину. У механічними показниками відповідає вимогам одержаний розчин далі додають 1мл 0,5%-ного ГОСТ 18992-80 або ТУУ 6-0571672.183-99 для водного розчину сульфату сірчанокислого закиснепластифікованої дисперсії. ного заліза та мурашиної кислоти для доведення Крім цього одержана дисперсія має розмір чарН розчину до величини 2,8-3,2. сток 0,9-2,5мкм при сухому залишку 28-32мас.% із Для проведення емульсійної полімеризації концентрацією водного розчину гідроксиетилцеодержану водну фазу, не припиняючи перемішулюлози у водній фазі 3-4,5мас.% при загальній вання, нагрівають до 70°С і додають до 2,4мл концентрації суміші емульгаторів: ПВС - водний 30%-ний перекис водню і до 200г вінілацетату. розчин гідроксиетилцелюлози («Сульфацелл») в Останній додають порційно з такою швидкістю, межах 6-6,5мас.%, в'язкістю (11-41)с в рамках мащоб температура реакційної суміші знаходилась в рок середньов'язкої дисперсії, що витримує вимежах 65-75°С, тиск не перевищував 50кПа. Через пробування на морозостійкість. Одержана пласп'ять годин від початку полімеризації на протязі тифікована дисперсія володіє поверхневою стабікожних 30 хвилин реакційну суміш охолоджують льністю (не схильна до розшарування) - 0% (в т.ч. до температури 40°С і, не припиняючи перемішупри зберіганні) і високою клеючою здатністю (0,87вання, проводять нейтралізацію дисперсії 12,5%1,25)кгс/см. При цьому в 1,8-2,7 рази знижується ним розчином аміаку до рН 4,5-6,0. Далі дисперсію витрата захисного колоїду, що дозволяє покращипластифікують дибутилфталатом або диметилфти економіку процесу та знизити собівартість талатом. ПВАД. Приклад 4-5. Розрахунок вихідних компонентів Джерела інформації: для одержання ПВАД проведений виходячи із ма1. А.Ф.Николаев, С.И.Охрименко, Водораствосової частки сухого залишку 40±3мас.% та виходу римые полимеры, Ленинград, Химия, 1979, 400г дисперсії. с.25-26. Для приготування водної фази, чотиригорлу 2. Технологический регламент №39 производколбу (скляну) ємністю 500мл, оснащену мішалства дисперсии цеха производных винилацетата и кою, зворотнім холодильником, капельною лійкою і формалина СГПП «Объединение Азот», 1995г., с термометром, поміщають в термостат і далі произм.утв. 29.04.2002г., с.18-22. вадять завантаження в колбу полівінілового спир Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601